一种超深碎石桩成孔设备的制作方法

本发明涉及超深振冲碎石桩施工，更具体地说，涉及一种超深碎石桩成孔设备。

背景技术：

1、超深振冲碎石桩是一种地基处理的方法，一般是以起重机或钻机吊起带导杆的振冲器，在振冲器产生激振力的作用下将松软地基土层振密，或在地基土层中振冲造孔后，向孔内填入碎石料等，并逐段将碎石料振动挤密、形成超深振冲碎石桩，与周围地基土组成复合地基，从而达到提高地基承载力、增加地基稳定性、提高地基抗地震液化能力的地基处理目的。

2、目前常规的超深振冲碎石桩施工中采用大吨位吊机悬吊振冲钻杆，造孔至设计深度后，清孔，投料、振冲挤密成桩，适用于深度小于40米的施工。针对75米～100米的超深振冲碎石桩的施工，普遍存在下述问题：

3、(1)桩身质量差

4、常规的超深振冲碎石桩施工中在地面上通过孔口向孔内投入碎石料。在超深孔施工过程中，碎石料从孔口下落到孔底的过程中冲击力过大，对孔壁产生冲击扰动，有可能造成孔壁的坍塌，致使碎石料不能正常到达孔底，造成碎石料充填量不足、密实度不够、桩断桩及缩径等桩身质量缺陷。

5、(2)造孔效率低

6、常规的超深振冲碎石桩施工，先用旋挖造20m左右的基孔，再用起重机吊着振冲器继续向下造孔，直至到达设计要求的孔深，效率较低。

7、(3)穿透力不足

8、导杆与振冲器总体重量不足，不利于超深振冲造孔，尤其遇到硬质地层时，重量小使得振冲造孔穿透力不足、造孔效率低。

9、(4)造孔垂直度难以控制

10、超深振冲造孔时，由于导杆长度较长，导杆整体刚度小，在超深振冲造孔中会出现导杆偏斜、垂直度无法控制的问题。

11、(5)现场参与施工设备多、人员多

12、常规的超深振冲碎石桩施工过程中，需要配备一台套履带式起重机，一套振冲器，一台套旋挖和其它辅助填孔用设备等，人员配置中履带式起重机吊振冲器需要1名司机加4～5名辅助人员，旋挖需要1名司机加2～3名辅助人员，其它辅助设备需要3～4名人员，共计11～14人员/班次。

13、综上所述，如何提供一种可一次性完成70m以上超深碎石桩的超深碎石桩成孔设备，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种超深碎石桩成孔设备，可一次性完成70m以上超深碎石桩的造孔方法，并提高施工效率。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种超深碎石桩成孔设备，包括：

4、机身主体，其上设置有立柱；

5、螺旋组件，沿所述立柱可升降，所述螺旋组件包括动力结构、由所述动力结构带动转动的钻具以及套设于所述钻具外周的套管；

6、激振器，可升降的设置于所述立柱，所述激振器设置有夹持器，所述夹持器用于夹紧所述套管，以使所述套管在所述激振器的振动作用下下降；

7、卷扬总成，设置于所述机身主体，所述卷扬总成用于控制所述螺旋组件和所述激振器升降；

8、夹桩组件，包括用于夹持所述套管的夹桩箱以及用于带动所述夹桩箱上下运动以下压所述套管的压桩台。

9、可选地，还包括固定设置于所述立柱中偏上部位置的第一导向装置，所述第一导向装置设置与所述套管连接，所述第一导向装置设置有用于与所述立柱配合并沿所述立柱滑动的第一抱爪，所述套管沿所述立柱可升降；

10、和/或，还包括可升降的设置于所述立柱中第二导向装置，所述第二导向装置与所述激振器弹性连接，所述第二导向装置设置有用于与所述立柱配合并沿所述立柱滑动的第二抱爪以及用于绕设拉绳的导向滑轮组。

11、可选地，所述钻具包括钻杆以及与所述钻杆可拆卸连接的钻头，且所述钻杆为变径长螺旋钻杆，所述钻杆的径向尺寸由靠近所述钻头的一端至另一端逐渐增加。

12、可选地，所述钻具还包括套设于所述钻杆外部的外套管以及固设于所述外套管内壁中靠近所述钻头的一端的变径套管；

13、所述钻杆中靠近所述钻头的一端为小径端，远离所述钻头的一端为大径端，所述小径端伸出所述变径套管设置，所述大径端与所述动力结构连接。

14、可选地，所述变径套管包括第一延伸段和第二延伸段，所述第一延伸段的一端与所述外套管中靠近所述钻头的一端连接，所述第一延伸段的另一端连接于所述第二延伸段，所述第二延伸段的另一端连接于所述外套管的内侧壁；

15、所述第一延伸段和所述第二延伸段均沿所述外套管的轴向延伸，且所述第二延伸段为由与所述第一延伸段连接的一端至另一端尺寸逐渐增加的变尺寸结构；

16、或所述变径套管包括第三延伸段和衔接部，所述第三延伸段为沿所述外套管的轴向延伸的圆柱筒状结构，所述衔接部为设置于所述圆柱筒状结构端部的环状折弯，且所述环状折弯的内圈连接所述第三延伸段，所述环状折弯的外圈连接所述外套管的内壁。

17、可选地，所述夹持器设置有用于使所述套管穿过的通孔，所述夹持器由所述套管的外周夹持所述套管。

18、可选地，所述立柱为桁架式立柱。

19、可选地，还包括用于带动所述机身主体移动或转动的转移组件以及带动所述机身主体升降的升降组件，所述升降组件用于连接所述机身主体与所述转移组件。

20、可选地，所述转移组件包括两个横移机构和两个纵移机构，所述横移机构用于带动所述机身主体转动或在第一方向移动，所述纵移机构用于带动所述机身主体在第二方向移动，所述第一方向与所述第二方向垂直；

21、两个所述横移机构关于所述机身主体的第一中间截面对称设置，两个所述纵移机构关于所述机身主体的第二中间截面对称设置，且所述第一中间截面与所述第一方向平行，所述第二中间截面与所述第二方向平行。

22、可选地，所述横移机构和所述纵移机构均包括：

23、底盘支架，固设于地面；

24、底盘，可转动的设置于所述底盘支架；

25、行走小车，可移动的设置于所述底盘，且所述行走小车与所述升降组件连接；

26、行走动力件，设置于所述底盘并与所述行走小车连接，以推动所述行走小车移动。

27、可选地，所述横移机构还包括复位弹性件，所述复位弹性件连接所述底盘与所述底盘支架，用于使转动后的所述底盘复位。

28、可选地，所述套管设置有若干排渣孔。

29、在使用本发明提供的超深碎石桩成孔设备的过程中，当需要造孔时，通过钻具进行钻挖，同时，可以通过激振器带动套管振动，通过激振器的振动带动套管下降至泥土中，实现钻振造孔；也可以在钻具进行钻挖的同时，通过压桩台带动夹桩箱向下运动，套管在夹桩箱的压桩力作用下达到设定标深，实现钻压造孔。或者，在地层较硬的情况下，也可以在钻具进行钻挖的同时，通过激振器的振动带动套管下降至泥土中，也通过压桩台带动夹桩箱向下运动，套管在激振器的振动力和夹桩箱的压桩力的共同作用下达到设定标深，实现钻振压造孔。

30、相比于现有技术，本发明提供的超深碎石桩成孔设备在施工的过程中，可通过钻具与激振器和/或夹桩箱配合实现造孔，避免了反复旋挖、起重机吊着振冲器造孔的操作，可一次性完成70m以上超深碎石桩造孔；可有效提高施工效率，并且大幅度提高了可靠性与安全性。