權(quán)利要求書： 1.一種自鉆式管柱支護裝置，其特征在于：包括有安裝于鉆頭支架上的動力鉆機，泵送彎管和管樁連接器分別連通于動力鉆機；

其中，管樁連接器具有中空的管狀結(jié)構(gòu)，其垂向兩端分別連接于動力鉆機和管樁；

拉桿沿垂向依次地貫穿連接動力鉆機、管樁連接器和管樁，在拉桿的垂向底端連接可提拉鉆頭；

可提拉鉆頭包括有容納拉桿貫穿連接的、位于軸向中心的軸身，在軸身外周側(cè)樞軸連接有數(shù)個帶有鉆齒體的鉆齒支架；

所述的鉆齒支架沿軸身外周側(cè)的樞軸連接點具有周向運動的趨勢；

在拉桿沿垂向向上運動時，鉆齒支架被水平推向并收納于管樁的底端；

所述的管樁連接器，其頂端通過螺紋固定連接于動力鉆機，其底端設(shè)置有用于嵌套連接于管樁頂端的管樁連接器底蓋；

所述的管樁底端設(shè)置有內(nèi)部環(huán)狀底部凹槽，當(dāng)鉆齒支架被向上拉伸時，鉆齒支架被水平地定位于軸身、底部凹槽之間，可提拉鉆頭整體地固定連接于管樁的底端；

在所述可提拉鉆頭的軸身的外側(cè)周向形成有卡箍凸頭；鉆齒支架的水平內(nèi)側(cè)端形成有卡箍凹槽，卡箍凸頭與卡箍凹槽形成相互配合的嵌套結(jié)構(gòu)；鉆齒支架的水平外側(cè)端形成有支撐凸頭，支撐凸頭與底部凹槽形成相互配合的嵌套結(jié)構(gòu)；鉆齒支架的水平內(nèi)側(cè)端，通過轉(zhuǎn)軸樞軸連接于軸身。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自鉆式管柱支護裝置，其特征在于：在所述拉桿上套設(shè)有拉桿端頭上端和拉桿端頭下端，拉桿端頭上端設(shè)置于軸身上端，拉桿端頭下端設(shè)置于軸身下端。

3.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1或2所述自鉆式管柱支護裝置的使用方法，其特征在于：包括有以下步驟，

1）設(shè)備安裝

鉆機支架固定安裝動力鉆機，泵送彎管設(shè)置在動力鉆機上，該泵送彎管的內(nèi)腔與管樁連接器、管樁的內(nèi)腔連通，從而實現(xiàn)向環(huán)形管樁中持續(xù)地注漿；管樁連接器和動力鉆機通過螺紋進(jìn)行固定連接，動力鉆機通過管樁連接器與管樁連接一起；

2）鉆進(jìn)作業(yè)

動力鉆機通電開啟，動力鉆機通過管樁連接器驅(qū)動管樁旋轉(zhuǎn)，管樁底部的可提拉鉆頭同時一體同步地旋轉(zhuǎn)，鉆齒體不斷地切削巖土，管樁不斷地沿垂向伸入土體中；

3）分離管樁

鉆進(jìn)結(jié)束后，拉桿向上提起，拉桿端頭下端提拉軸身，帶動支撐凸頭向下轉(zhuǎn)動；隨著繼續(xù)拉動拉桿，支撐凸頭和轉(zhuǎn)軸作為支點，基于杠桿原理引導(dǎo)鉆齒支架也向下旋轉(zhuǎn)，從而促使卡箍凸頭和卡箍凹槽隨著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動脫開，鉆齒支架整體向內(nèi)折疊；

支撐凸頭和底部凹槽脫開，可提拉鉆頭在拉桿的帶動下從管樁內(nèi)腔上移；

4）重復(fù)作業(yè)

分離管樁之后，鉆機整體設(shè)備自行運行到下一個位置；然后向管樁內(nèi)腔注入水泥漿液直至灌滿，最終這一管樁就安裝完畢；

在新的安裝工位，重新將管樁連接器、可提拉鉆頭和拉桿連接安裝一新的管樁，重復(fù)上述作業(yè)步驟1）至3），直至鉆入指定深度。

說明書： 自鉆式管柱支護裝置及其方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種用于土體管樁施工的自鉆式支護體系和施工方法，屬于建筑施工領(lǐng)域。

背景技術(shù)[0002] 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各類建筑物建設(shè)方興未艾。預(yù)制管樁廣泛應(yīng)用于各類樁基及地基處理工程中。尤其近年來海洋島礁工程的開展，大直徑管樁對于島礁基礎(chǔ)具有

顯而易見的加固效果。隨著樁型及施工環(huán)境的多樣化，國內(nèi)業(yè)內(nèi)對預(yù)制管樁樁型改進(jìn)及其

施工工法的創(chuàng)新層出不窮。當(dāng)前在實際工程中主要的樁基礎(chǔ)施工包括如下方法：

[0003] 錘擊法：樁基施工中采用最廣泛的一種沉樁方法。以錘的沖擊能量克服土對樁的阻力，使樁沉到預(yù)定深度。一般適用于硬塑、軟塑粘性土。用于砂土或碎石土有困難時，可輔

以鉆孔法及水沖法。常用樁錘有蒸汽錘、柴油錘。

[0004] 振動法：振動法沉樁是以大功率的電動激振器產(chǎn)生頻率為700～900次/分鐘的振動，克服土對樁的阻力,使樁沉入土中。一般適用于砂土中沉入鋼板樁，亦可輔以水沖法沉

入預(yù)制鋼筋混凝土管樁。用于振動沉樁的振動機的常用規(guī)格為20噸及40噸。目前，使用高頻

率達(dá)10000次/分鐘的沉樁機頭，震動與噪聲小，沉樁速度快。

[0005] 壓入法：壓入法沉樁具有無噪聲、無震動、成本低等優(yōu)點,常用壓樁機有80噸及120噸兩種。壓樁需借助設(shè)備自重及配重，經(jīng)過傳動機構(gòu)加壓把樁壓入土中，故僅用于軟土地

基。

[0006] 射水法：錘擊、振動兩種沉樁方法的輔助方法。施工時利用高壓水泵，產(chǎn)生高速射流，破壞或減小土的阻力，使錘擊或振動更易將樁沉入土中。射水法多適用于砂土或碎石土

中，使用時需控制水沖深度。

[0007] 隨著工程的需要，大直徑管樁越發(fā)適合實際工程需求，但當(dāng)前各類大直徑管樁的施工也存在多方面技術(shù)難題：(1)現(xiàn)有管樁施工工藝不能完成大直徑管樁的高效施工。如采

用靜壓、錘擊等施工工藝在直徑600mm以下預(yù)制樁施工中較為常見，限于設(shè)備體量、樁身強

度、施工難度等原因，傳統(tǒng)預(yù)制樁施工工藝不能有效完成直徑800mm以上預(yù)制樁施工。(2)在

黏土、密實砂層等較硬地層施工難度較大。傳統(tǒng)靜壓、錘擊等施工工藝采用擠土施工工法，

在黏土、密實砂層等較硬地層施工難度較大。(3)隨管鉆進(jìn)、旋噴攪拌加勁樁等預(yù)制樁植入

工法工藝復(fù)雜、效率較低?，F(xiàn)有預(yù)制樁植入工法多引進(jìn)日本工藝，無論設(shè)備體量還是工藝復(fù)

雜性上皆不適應(yīng)國內(nèi)施工。

[0008] 因此，目前國內(nèi)亟需一種新型的大直徑管樁施工技術(shù)來填補當(dāng)前工程上的空白。有鑒于此，特提出本專利申請。

發(fā)明內(nèi)容[0009] 本發(fā)明所述的自鉆式管柱支護裝置及其方法，在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種易于組裝和拆卸支護體系的管樁鉆進(jìn)與注漿支護作業(yè)裝置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)一種

大直徑、高效率和多種土體條件的巖土工程施工系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)計與作業(yè)使用方法。

[0010] 為實現(xiàn)上述設(shè)計目的，本申請所述的自鉆式管柱支護裝置，包括有安裝于鉆頭支架上的動力鉆機，泵送彎管和管樁連接器分別連通于動力鉆機；

[0011] 其中，管樁連接器具有中空的管狀結(jié)構(gòu)，其垂向兩端分別連接于動力鉆機和管樁；拉桿沿垂向依次地貫穿連接動力鉆機、管樁連接器和管樁，在拉桿的垂向底端連接可提拉

鉆頭；可提拉鉆頭包括有容納拉桿貫穿連接的、位于軸向中心的軸身，在軸身外周側(cè)樞軸連

接有數(shù)個帶有鉆齒體的鉆齒支架；所述的鉆齒支架沿軸身外周側(cè)的樞軸連接點具有周向運

動的趨勢；在拉桿沿垂向向上運動時，鉆齒支架被水平推向并收納于管樁的底端。

[0012] 進(jìn)一步地，所述的管樁連接器，其頂端通過螺紋固定連接于動力鉆機，其底端設(shè)置有用于嵌套連接于管樁頂端的管樁連接器底蓋。

[0013] 進(jìn)一步地，所述的管樁底端設(shè)置有內(nèi)部環(huán)狀底部凹槽，當(dāng)鉆齒支架被向上拉伸時，鉆齒支架被水平地定位于軸身、底部凹槽之間，可提拉鉆頭整體地固定連接于管樁的底端。

[0014] 進(jìn)一步地，在所述可提拉鉆頭的軸身的外側(cè)周向形成有卡箍凸頭；鉆齒支架的水平內(nèi)側(cè)端形成有卡箍凹槽，卡箍凸頭與卡箍凹槽形成相互配合的嵌套結(jié)構(gòu)；鉆齒支架的水

平外側(cè)端形成有支撐凸頭，支撐凸頭與底部凹槽形成相互配合的嵌套結(jié)構(gòu)；鉆齒支架的水

平內(nèi)側(cè)端，通過轉(zhuǎn)軸樞軸連接于軸身。

[0015] 進(jìn)一步地，在所述拉桿上、軸身上下兩端套設(shè)有拉桿端頭上端和拉桿端頭下端。[0016] 應(yīng)用如上述自鉆式管柱支護裝置的使用方法，包括有以下步驟：[0017] 1)設(shè)備安裝[0018] 鉆機支架固定安裝動力鉆機，泵送彎管設(shè)置在動力鉆機上，該泵送彎管的內(nèi)腔與管樁連接器、管樁的內(nèi)腔連通，從而實現(xiàn)向環(huán)形管樁中持續(xù)地注漿；管樁連接器和動力鉆機

通過螺紋進(jìn)行固定連接，動力鉆機通過管樁連接器與管樁連接一起；

[0019] 2)鉆進(jìn)作業(yè)[0020] 動力鉆機通電開啟，動力鉆機通過管樁連接器驅(qū)動管樁旋轉(zhuǎn)，管樁底部的可提拉鉆頭同時一體同步地旋轉(zhuǎn)，鉆齒體不斷地切削巖土，管樁不斷地沿垂向伸入土體中；

[0021] 3)分離管樁[0022] 鉆進(jìn)結(jié)束后，拉桿向上提起，拉桿端頭下端提拉軸身，帶動支撐凸頭逆時針轉(zhuǎn)動，隨著繼續(xù)拉動拉桿，支撐凸頭和轉(zhuǎn)軸作為支點，基于杠桿原理引導(dǎo)鉆齒支架也逆時針旋轉(zhuǎn)，

從而促使卡箍凸頭和卡箍凹槽隨著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動脫開，鉆齒支架整體向內(nèi)折疊。

[0023] 支撐凸頭和底部凹槽脫開，可提拉鉆頭在拉桿的帶動下從管樁內(nèi)腔上移。[0024] 4)重復(fù)作業(yè)[0025] 分離管樁之后，鉆機整體設(shè)備自行運行到下一個位置；然后向管樁內(nèi)腔注入水泥漿液直至灌滿，最終這一管樁就安裝完畢。

[0026] 在新的安裝工位，重新將管樁連接器、可提拉鉆頭和拉桿連接安裝一新的管樁，重復(fù)上述作業(yè)步驟，直至鉆入指定深度。

[0027] 如上所述，本申請自鉆式管柱支護裝置及其方法具有的優(yōu)點是：整體結(jié)構(gòu)簡單易行，易于拆卸與再次重新組裝；可適應(yīng)于各類地基土體條件下的大直徑、較大深度的管樁鉆

進(jìn)與注漿作業(yè)施工，從而有效地節(jié)省施工周期、降低了現(xiàn)場作業(yè)的難度與施工成本。

附圖說明[0028] 現(xiàn)結(jié)合以下附圖進(jìn)一步地說明本申請；[0029] 圖1是一種所述自鉆式管柱支護裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0030] 圖2是管樁連接器的主視與俯視對照示意圖；[0031] 圖3是管樁連接器連接于管樁頂端的使用狀態(tài)圖；[0032] 圖4是管樁的結(jié)構(gòu)示意圖；[0033] 圖5是可提拉鉆頭與拉桿在使用狀態(tài)下的連接示意圖；[0034] 圖6是可提拉鉆頭的俯視示意圖；[0035] 圖7是拉桿向上收起時與可提拉鉆頭的連接示意圖；[0036] 圖8是自鉆式管柱支護體系完工后的示意圖。[0037] 如圖1至圖8所示，1、動力鉆機；2、泵送彎管；3、管樁連接器；3?1、管樁連接器底蓋；4、管樁；4?1、底部凹槽；5、可提拉鉆頭；5?1、鉆齒體；5?2鉆齒支架；5?3、卡箍凸頭；5?4、卡箍

凹槽；5?5、轉(zhuǎn)軸；5?6、支撐凸頭；5?7、軸身；6、鉆頭支架；7、拉桿；7?1、拉桿端頭上端；7?2、拉

桿端頭下端。

具體實施方式[0038] 實施例1，為更進(jìn)一步闡述本申請為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段，現(xiàn)結(jié)合附圖提出以下較為優(yōu)選的實施方案。

[0039] 本申請所述的自鉆式管柱支護裝置，提供了一種新型管柱支護體系并組合現(xiàn)有大直徑管樁專用鉆機設(shè)備和專用環(huán)形管樁而主要包括有，安裝于鉆頭支架6上的動力鉆機1，

泵送彎管2和管樁連接器3分別連通于動力鉆機1。

[0040] 其中，管樁連接器3具有中空的管狀結(jié)構(gòu)，其垂向兩端分別連接于動力鉆機1和管樁4；

[0041] 拉桿7沿垂向依次地貫穿連接動力鉆機1、管樁連接器3和管樁4，在拉桿7的垂向底端連接可提拉鉆頭5；

[0042] 可提拉鉆頭5包括有容納拉桿7貫穿連接的、位于軸向中心的軸身5?7，在軸身5?7外周側(cè)樞軸連接有數(shù)個帶有鉆齒體5?1的鉆齒支架5?2；

[0043] 所述的鉆齒支架5?2沿軸身5?7外周側(cè)的樞軸連接點具有周向運動的趨勢；[0044] 在拉桿7沿垂向向上運動時，鉆齒支架5?2被水平推向并收納于管樁4的底端。[0045] 所述的管樁連接器3，其頂端通過螺紋固定連接于動力鉆機1，其底端設(shè)置有用于嵌套連接于管樁4頂端的管樁連接器底蓋3?1。

[0046] 所述的管樁4底端設(shè)置有內(nèi)部環(huán)狀底部凹槽4?1，當(dāng)鉆齒支架5?2被向上拉伸時，鉆齒支架5?2可被水平地定位于軸身5?7、底部凹槽4?1之間，從而將可提拉鉆頭5整體地固定

連接于管樁4的底端。

[0047] 在所述可提拉鉆頭5的軸身5?7的外側(cè)周向形成有卡箍凸頭5?3；鉆齒支架5?2的水平內(nèi)側(cè)端形成有卡箍凹槽5?4，卡箍凸頭5?3與卡箍凹槽5?4形成相互配合的嵌套結(jié)構(gòu)；鉆齒

支架5?2的水平外側(cè)端形成有支撐凸頭5?6，支撐凸頭5?6與底部凹槽4?1形成相互配合的嵌

套結(jié)構(gòu)；

[0048] 鉆齒支架5?2的水平內(nèi)側(cè)端，通過轉(zhuǎn)軸5?5樞軸連接于軸身5?7。[0049] 在所述拉桿7上、軸身5?7上下兩端套設(shè)有拉桿端頭上端7?1和拉桿端頭下端7?2。[0050] 應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的自鉆式管柱支護裝置，其使用方法是當(dāng)確定需打樁位置后，先將專用大直徑環(huán)形管樁4連接并安裝于鉆機1，動力鉆機1定位后由鉆機帶動環(huán)形管樁

4一體同步地旋轉(zhuǎn)?？商崂@頭5與管樁4的底端契合，管樁4旋轉(zhuǎn)并帶動鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，在環(huán)

形管樁4不斷地鉆進(jìn)、旋轉(zhuǎn)過程中，鉆齒體5?1會破碎管壁內(nèi)外的土體或者巖體。從而實現(xiàn)在

各種土基條件如沙礫、粘土、碎石等的巖土工程施工。

[0051] 具體地，所述自鉆式管柱支護裝置的使用方法包括有以下步驟：[0052] 1)設(shè)備安裝[0053] 如圖1所示，鉆機支架6固定安裝動力鉆機1，泵送彎管2設(shè)置在動力鉆機1上，該泵送彎管2的內(nèi)腔與管樁連接器3、管樁4的內(nèi)腔連通，從而實現(xiàn)向環(huán)形管樁4中持續(xù)注漿的功

能。其中，管樁連接器3和動力鉆機1通過螺紋進(jìn)行固定連接，動力鉆機1通過管樁連接器3與

管樁連接一起，從而帶動管樁4一體、同步地旋轉(zhuǎn)。

[0054] 如圖2至圖4所示，管樁連接器3通過管樁連接器底蓋3?1與管樁4連接在一起，管樁連接器底蓋3?1整體卡在管樁4端頭處，面與面的貼合保證二者固定在一起。

[0055] 如圖4至圖6所示，管樁4的底部凹槽4?1與可提拉鉆頭5的支撐凸頭5?5契合，從而固定可提拉鉆頭5并帶動可提拉鉆頭5一體同步地旋轉(zhuǎn)，用于驅(qū)動鉆齒支架5?2上的鉆齒體

5?1進(jìn)行切削巖土作業(yè)。

[0056] 安裝在軸身5?7的卡箍凸頭5?3和卡箍凹槽5?4通過轉(zhuǎn)軸5?5連接，二者通過面與面之間的擠壓契合，保證鉆齒支架5?2的水平伸展。

[0057] 如圖1和圖7所示，拉桿7貫穿整個裝置并與可提拉鉆頭5固定在一體，拉桿端頭上端7?1保證鉆齒支架5?2的水平定位。

[0058] 2)鉆進(jìn)作業(yè)[0059] 動力鉆機1通電開啟，動力鉆機1通過管樁連接器3驅(qū)動管樁4旋轉(zhuǎn)，管樁4底部的可提拉鉆頭5同時一體同步地旋轉(zhuǎn)，鉆齒體5?1不斷地切削巖土，管樁4不斷地沿垂向伸入土體

中。

[0060] 3)分離管樁[0061] 鉆進(jìn)結(jié)束后，拉桿7向上提起，拉桿端頭下端7?2提拉軸身5?7，帶動支撐凸頭5?6逆時針轉(zhuǎn)動，隨著繼續(xù)拉動拉桿7，支撐凸頭5?6和轉(zhuǎn)軸5?5作為支點，杠桿的原理引導(dǎo)鉆齒支

架5?2也逆時針旋轉(zhuǎn)，從而促使卡箍凸頭5?3和卡箍凹槽5?4隨著轉(zhuǎn)軸5?5轉(zhuǎn)動脫開，鉆齒支

架5?2整體向內(nèi)折疊。

[0062] 如圖7所示，支撐凸頭5?6和底部凹槽4?1脫開，可提拉鉆頭5在拉桿7的帶動下從管樁4內(nèi)腔上移。管樁連接器3和管樁4的脫開是通過拉桿端頭上端7?1帶動管樁連接器底蓋3?

1向上移動脫離管樁4的內(nèi)腔。

[0063] 4)重復(fù)作業(yè)[0064] 如圖8所示，分離管樁之后，鉆機整體設(shè)備自行運行到下一個位置；然后向管樁4內(nèi)腔注入水泥漿液直至灌滿，最終這一管樁就安裝完畢。

[0065] 在新的安裝工位，重新將管樁連接器3、可提拉鉆頭5和拉桿7連接安裝一新的管樁4，重復(fù)上述作業(yè)步驟，直至鉆入指定深度。

[0066] 如上所述，結(jié)合附圖和描述給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的方案內(nèi)容，均仍屬于本申請技術(shù)方案的權(quán)利范圍。