專利名稱：旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁及成樁裝置和施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是建筑營造地基基礎(chǔ)領(lǐng)域中混凝土灌注樁及工法和機(jī)械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，建筑營造地基基礎(chǔ)領(lǐng)域所使用的各種工程樁雖然變化多端，但都以傳統(tǒng)的摩擦和端承兩 種形式把豎向荷載豎直傳遞給持力巖土層。在巖層埋深較大的地質(zhì)條件下，現(xiàn)有的土層樁都無法很 好解決土層承載能力低下、單樁承載力不足、樁身材料強(qiáng)度不能充分利用、在發(fā)生地震時(shí)樁體在土 層中承受地震荷載(地震振幅、振頻、振動(dòng)延續(xù)時(shí)間、加速度及慣性)沖擊破壞下承載能力衰退甚 至喪失使土層樁失穩(wěn)沉陷、準(zhǔn)確掌控地下持力土層的構(gòu)造變化、精確確控制土層樁的單樁承載力于 設(shè)計(jì)荷載取得平衡等技術(shù)難題，并因土層樁基造價(jià)高承載能力不足，造成人力物力的浪費(fèi)。雖然近 20年世界科技進(jìn)步有了快速的發(fā)展，出現(xiàn)了很多高科技的樁工機(jī)械和眾多變形土層樁，以擴(kuò)大端阻 面積或提高側(cè)阻阻尼因素等方法力求提升單樁承載力，但由于成樁方法過于復(fù)雜等原因大幅增加了 成樁控制和在復(fù)雜的地質(zhì)條件下保證樁體技術(shù)質(zhì)量耐久性要求的難度，成為了樁基新技術(shù)推廣發(fā)展 的瓶頸。針對(duì)現(xiàn)有土層樁存在的的種種技術(shù)缺陷，本發(fā)明就是要以一種擁有獨(dú)特外形特征并充分利 用土層力學(xué)特性的創(chuàng)新受力模型樁體和成樁方法以及涉及的成樁裝置和關(guān)聯(lián)機(jī)械機(jī)構(gòu)，推動(dòng)土層樁 基技術(shù)和相關(guān)機(jī)械制造技術(shù)的變革和進(jìn)步。
引用技術(shù)文件有
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007-2002》 《巖土工程勘察規(guī)范GB50021—- 2001》 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ 94-94》 《巖土工程基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50279-98》 《工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 97-95》

發(fā)明內(nèi)容
木發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的各類土層樁普遍存在的承載力低下的難題，充分利用土層樁體外表特征無論 形狀如何，當(dāng)它對(duì)持力土層施壓時(shí)準(zhǔn)會(huì)受到與施壓面垂直相對(duì)的阻抗，且阻抗隨施壓面積增加而增 大；當(dāng)承載樁體與持力土層存在相對(duì)位移趨勢(shì)時(shí)，其側(cè)阻相對(duì)位移面都會(huì)受到與位移方向相反的阻 抗，且阻抗隨著相對(duì)位移面正壓力的增加和相對(duì)位移面與樁體位移方向的夾角增加而增大；樁體承 受軸向荷載和水平荷載的能力隨樁體芯徑橫截面面積增大而加強(qiáng)的力學(xué)特性，發(fā)明了一種以大截面 錐體螺盤連續(xù)螺旋坡面同時(shí)承受端阻和側(cè)阻并使螺旋坡面所受反力保持平行且不重疊，以附著在樁 體外周的連續(xù)大截面錐體螺盤輔助樁芯體轉(zhuǎn)遞軸向荷載并可按設(shè)il承載要求隨意擴(kuò)張?zhí)嵘龢缎境?壓面積的受力模型樁體，改傳統(tǒng)樁體周邊豎直面磨擦為螺旋錐體坡面磨擦、改傳統(tǒng)樁體受力端部水 平面承壓為螺旋錐體坡面承壓，通過樁身連續(xù)的擴(kuò)大錐體螺盤坡面將豎向荷載分解為與錐體螺旋坡 面垂直的端壓力和錐體螺旋坡面相對(duì)側(cè)移動(dòng)力，以特有的連續(xù)密集且不重疊錐體螺盤螺旋坡面將樁 體承載的豎向荷載均勻擴(kuò)散到樁體周圍縱深持力土層中，使樁體周邊更大范圍內(nèi)持力土層共同參與 承載，從而大幅提升樁體承載截效能，使得旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土樁具備了高效承載能力。另外 鑒于在強(qiáng)烈地震荷載作用下，建筑基礎(chǔ)在地震非危險(xiǎn)地段樁基深持力土層產(chǎn)生的主要破壞來自于地 震振幅、振動(dòng)持續(xù)時(shí)間、加速度和荷載慣性的共同作用，因振動(dòng)使部分樁基持力土層產(chǎn)生液化破壞 和剪切破壞、承載能力衰退甚至喪失，對(duì)其的防范措施就是增加樁基礎(chǔ)的富裕承載能力，即盡可能 增加樁端端阻面積降低單位承壓面壓力、增大樁側(cè)側(cè)阻效率因素、加固地基和增大樁體對(duì)持力土層的周邊剪切邊長(zhǎng)和對(duì)地基持力土層有剪切深度；而發(fā)明的旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁正是 以提高實(shí)際施壓面積(以錐體坡面與樁體軸線夾角為45度為例，其承壓坡面積是其計(jì)算端阻面積 的約1.44倍)降低對(duì)持力土層的壓強(qiáng)，以擴(kuò)大螺旋錐體螺盤外周直徑及進(jìn)入持力土層的螺旋周數(shù)n 值增大端阻承壓面積來大幅提高樁體承載能力抵御持力土層承壓面過載(由地震振幅、振動(dòng)持續(xù)時(shí) 間、加速度和慣性力使承壓面壓力增大和持力飽和土層在地震振動(dòng)作用下孔隙水壓力增大造成承載 能力降低)產(chǎn)生的破壞；以承壓坡面作為樁體側(cè)阻摩擦面改變了現(xiàn)有土層樁側(cè)阻與樁體受力方向平 行的不利于承受沖擊荷載的因素，有效降低在地震力作用時(shí)樁側(cè)阻力(因持力土層孔隙水壓力增加 特別使飽和砂性持力土層因排水不暢在荷載與振動(dòng)作用下產(chǎn)生液化)產(chǎn)生的衰減和喪失；由于旋擴(kuò) 變徑錐體螺盤樁的螺盤外周螺旋剪切邊貫穿整個(gè)樁體進(jìn)入的持力土層全深，并用螺旋剪切周邊把整 個(gè)深度均勻分割成相等厚度的疊合剪切層而大幅提升了樁基持力土層的抗剪深度使得持力土層抗 剪切變形能力大幅提高；再則因旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁在鉆入旋擴(kuò)成樁過程中對(duì)周邊持力 土層的有效擠壓使樁基持力土層得到有效加固，加之大截面螺旋錐體螺盤均勻的嵌入在被加固的持 力土層中，使得樁體與持力土層實(shí)時(shí)處在緊密的樁土 "合一"的"咬合"狀態(tài)，這種超強(qiáng)的阻尼效 應(yīng)將有效保證承受地震荷載沖擊時(shí)旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁樁體在持力土層中處于穩(wěn)定狀態(tài)。也正是由 于旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁樁體獨(dú)特特征的綜合優(yōu)勢(shì)確定了本發(fā)明之樁體具備比其它各種土層樁樁體 更大的承載和抵抗地震沖擊能力。根據(jù)現(xiàn)行《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007—2002》設(shè)計(jì)時(shí) 單樁豎向承載力特征值估算式為依據(jù)
Ra、Ap+UpEq^li (8.5.5-1)
式中
Rf—單樁豎向承載力特征值；
Qpa，q^—-樁端端阻力，樁側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得； Ap—-樁底端橫截面面積； Up-—樁身周邊長(zhǎng)度； li一-第i層巖土層的厚度。 參照《規(guī)范》單樁豎向承載力特征值估算式計(jì)算規(guī)則，根據(jù)旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁體受力特征推 導(dǎo)出單樁豎向承載力特征值估算式如下
Ra= qpaAp+EniqpaiApi+E (qSiaUpinih+qsilirniApir)
式中
Ra—-單樁豎向承載力特征值；
qpa， qPai， qsu, qsiar--樁端端阻力，i 土層樁錐體螺盤端阻力，i 土層樁側(cè)阻力特征 值，i土層樁錐體螺盤承壓坡面?zhèn)茸枇Γ僧?dāng)?shù)仂o載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得；
AP, Api, Apir—一樁芯底端橫截面面積，i 土層錐體螺盤單周橫截面面積，i土層錐體 螺盤單周承壓螺旋坡面面積；
iV—-i 土層樁身特征計(jì)算單周平均邊長(zhǎng)度；
m-—第i層巖土層中錐體螺盤體螺旋周數(shù)；
h—-錐體螺盤縱剖面外沿垂直邊高度。 上式分析得出連續(xù)密集相互不重疊的擴(kuò)大錐體承壓螺盤體技術(shù)特征使樁體大幅增加了在持力 土層中的端承面積Api,把土層樁的豎向荷載利用螺盤坡面均勻分散傳遞到周邊更大范圍持力土層 中，其單樁端阻是樁端端阻q』P與樁體n周擴(kuò)張螺盤坡面產(chǎn)生的端阻q一Api之和；而側(cè)阻是由擴(kuò)張 螺盤外沿豎直側(cè)面產(chǎn)生的側(cè)阻qsiaUpitiih與樁體n周擴(kuò)張螺盤坡面產(chǎn)生的側(cè)阻qs,a晶Apn.之和；正是由于 旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁體通過增加樁長(zhǎng)提升n值有著較高的潛能和較低的成本，所以旋擴(kuò)變徑錐體螺 盤混凝土灌注樁在無需過多增加成木的前提下即可獲得較其它土層樁更高的承載力；又因?yàn)閿U(kuò)大的 錐體螺盤持有了足夠大的截面和連續(xù)性，在保證保證承壓能力的同時(shí)又具備了抵抗地下水侵蝕的耐 久性需求；因?yàn)槌休d螺盤的連續(xù)性在傳遞荷載給持力層的同時(shí)具備有將豎向荷載沿螺旋體向端部傳 遞的特性，其橫截面無疑也相對(duì)增大了樁身芯體承壓橫截面面積輔助提升了樁芯的承載能力；在保 證進(jìn)入持力土層中的旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁體承壓橫截面抗壓強(qiáng)度的前提下，可以充分利用旋擴(kuò)錐體螺盤樁體對(duì)豎向荷載分散傳遞的特性，隨錐體螺盤樁體在持力土層的深度增加樁體底端豎向荷載逐 漸衰減降低，根據(jù)樁芯各橫截面實(shí)際抗壓強(qiáng)度需求為樁芯橫載截面實(shí)施"變徑"，可大幅提升樁體 承壓材料的綜合利用率。
木發(fā)明針對(duì)成樁設(shè)備普遍存在的鉆入過程克服扭阻耗能過大無法隨意按樁芯橫截面承載需求 調(diào)整樁芯直徑的難題，研發(fā)了噴水減阻和小直徑助鉆牽引螺紋鉆桿鉆入、大樁徑大截面錐體螺盤樁 體旋擴(kuò)產(chǎn)出的鉆入旋擴(kuò)系統(tǒng)，在鉆入時(shí)可啟動(dòng)鉆尖及旋擴(kuò)裝置側(cè)壁噴水減阻系統(tǒng)適度進(jìn)行高壓噴 水，在土層與鉆尖鉆桿接觸面之間形成薄薄的泥漿潤滑層降低鉆入磨阻，幫助鉆桿和鉆入旋擴(kuò)裝置 順利鉆入設(shè)計(jì)指定持力土層深度；研發(fā)的螺旋弧形旋伸肋板及螺盤旋擴(kuò)瓣組成的旋擴(kuò)系統(tǒng)可有效減 小裝置的鉆入外徑，利用旋升過程成樁裝置富裕的輸出扭矩啟動(dòng)旋擴(kuò)系統(tǒng)按設(shè)計(jì)要求旋擴(kuò)變徑灌注 混凝土成樁，降低完成大樁徑作業(yè)成樁設(shè)備所需大扭矩輸出的投入成本和作業(yè)能耗。利用噴水減阻 鉆入和旋升擴(kuò)螺變徑結(jié)合錐體螺盤高承載特征技術(shù)可產(chǎn)出大直徑大樁長(zhǎng)旋擴(kuò)變徑高承載錐體螺盤 土層單樁，以大承載力旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁單樁基礎(chǔ)方案替代因傳統(tǒng)土層單樁承載能力 不足而普遍采用的多樁和群樁樁基礎(chǔ)方案，可較大幅度降低土層樁基礎(chǔ)的投資成本。
本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)沉管混凝土灌注樁在灌注中灌注口無法有控制開啟的難題，研發(fā)了錐臺(tái)牙嵌鉆 尖液壓升降可控制開啟閉合系統(tǒng)，確保了灌注UI每次都能可靠開啟，并在灌注混凝土面達(dá)到指定高 度時(shí)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)閉合灌注口使鉆桿管內(nèi)的多余混凝土不致浪費(fèi)；另外還可以根據(jù)需要在灌注的過程中 實(shí)時(shí)關(guān)閉灌注口 ，對(duì)樁體進(jìn)行二次鉆入擠擴(kuò)灌注。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有灌注樁成樁技術(shù)中無法點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跟蹤施工現(xiàn)場(chǎng)土層地質(zhì)變化實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)每根 樁根據(jù)設(shè)計(jì)承載力進(jìn)行因地制宜調(diào)控實(shí)際樁長(zhǎng)的難題，研發(fā)了鉆尖鉆入觸動(dòng)反力探測(cè)傳導(dǎo)系統(tǒng)，施 工時(shí)可隨時(shí)監(jiān)控成樁鉆入時(shí)地下地質(zhì)土層反力的變化信號(hào)，快速準(zhǔn)確把握設(shè)計(jì)指定持力土層的埋深 及鉆尖進(jìn)入指定持力土層的深度，并可將土層即時(shí)變化信號(hào)數(shù)據(jù)采集提供給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫智能分析 平臺(tái)，使技術(shù)人員結(jié)合已知地質(zhì)報(bào)告持力土層技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)和單樁設(shè)計(jì)荷載結(jié)合數(shù)據(jù)庫大量原始成 樁反力變化數(shù)據(jù)和實(shí)樁靜載檢測(cè)對(duì)照數(shù)據(jù)積累成果及安全系數(shù)進(jìn)行模擬分析，為每根樁體的樁長(zhǎng)和 變徑參數(shù)提供較為科學(xué)的參照依據(jù)，由此可解決現(xiàn)有土層樁因地質(zhì)差異和施工作業(yè)差異造成的單樁 承載力與設(shè)計(jì)承載力差異過大的難題，并為今后樁工機(jī)械和成樁過程走向智能化開辟出一條新的研 發(fā)方向。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有灌注樁混凝土灌注普遍存在的高落差混凝土離析、骨料沉淀、樁體混凝土內(nèi)殘 留大量氣泡、成樁過程中灌注口在塑性土層中因灌注的混凝土與回彈土體的壓差失衡出現(xiàn)縮徑質(zhì)量 事故的問題，研發(fā)了以正反雙向螺旋葉片多層疊合及增壓螺桿組合成的內(nèi)轉(zhuǎn)桿混凝土攪拌增壓系 統(tǒng)，可不間斷的對(duì)鉆桿管內(nèi)混凝土實(shí)施雙向攪拌使混凝土在管內(nèi)上下翻滾以保證混凝土的和易性和 均勻性可流動(dòng)性并疏導(dǎo)排除出因混凝土高落差墜落沖擊產(chǎn)生殘留的過多氣泡，實(shí)時(shí)對(duì)灌注混凝土進(jìn) 行增壓，并可通過在內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速機(jī)上安裝扭矩傳感器對(duì)減速機(jī)輸出扭矩進(jìn)行監(jiān)控以維持輸出扭矩的 的恒定保持灌注面混凝土的灌注壓力的穩(wěn)定，由于增壓灌注混凝土的同時(shí)仍然保持著不間斷對(duì)鉆桿 內(nèi)混凝土的雙向攪拌，所以可保持灌注樁體混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定。
本發(fā)明針對(duì)鉆入旋擴(kuò)裝置液壓器件所需的轉(zhuǎn)動(dòng)軸多路液壓源配給傳輸系統(tǒng)，研發(fā)了多路轉(zhuǎn)動(dòng)軸 液壓管組(或孔道組)配壓通用液壓機(jī)械機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組交錯(cuò)承插連接裝配體，解決了多數(shù) 量(數(shù)量可根據(jù)需求任意增減)轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)群在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)與各自對(duì)應(yīng)的靜態(tài)壓力源輸了 接口一一配對(duì)聯(lián)通并長(zhǎng)距離分段連接傳動(dòng)傳輸各液壓裝置所需壓力液的技術(shù)問題，為今后各類轉(zhuǎn)動(dòng) 液壓系統(tǒng)和以轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接的液壓裝置的設(shè)計(jì)制造提供了一種創(chuàng)新的轉(zhuǎn)動(dòng)液壓系統(tǒng)配壓輸壓機(jī)械機(jī) 構(gòu)。
本發(fā)明根據(jù)鉆桿及鉆入成樁裝置對(duì)多動(dòng)力、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓傳輸、反力傳導(dǎo)、大扭矩、大直徑、大 深度樁體對(duì)成樁設(shè)備提供大扭力和大鉆入深度要求，以適應(yīng)中小樁徑的疊合動(dòng)力裝置及輸出軸組合 接口裝置滿足成樁設(shè)備精簡(jiǎn)小巧，裝備投資少，移動(dòng)方便，成樁效率高的需求以適應(yīng)大樁徑的抱 軸動(dòng)力動(dòng)力裝置及轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具在低位鎖定大直徑鉆桿提供大扭矩的技術(shù)方案， 能滿足成樁裝置應(yīng)對(duì)高承載樁體成樁對(duì)大樁徑、深樁長(zhǎng)、大扭力、高穩(wěn)定的需求，也為通用轉(zhuǎn)動(dòng)軸 夾緊機(jī)械機(jī)構(gòu)向自動(dòng)控制轉(zhuǎn)化提供了一種液壓驅(qū)動(dòng)解決方案。本發(fā)明針對(duì)旋擴(kuò)系統(tǒng)密閉倉和混凝土灌注口液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)外露液壓推桿研發(fā)了聯(lián)動(dòng)旋伸密閉 罩和聯(lián)動(dòng)伸縮密閉罩隔離防護(hù)技術(shù)方案，實(shí)時(shí)對(duì)裝置進(jìn)行防護(hù)延長(zhǎng)其使用壽命；
本發(fā)明針對(duì)各部件接口和功能特點(diǎn)進(jìn)行了通用互配及模塊化設(shè)計(jì)，使得成樁裝置可根據(jù)實(shí)際地 質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求，采用不同模塊組合完成各異的作業(yè)和滿足市場(chǎng)需求，以創(chuàng)新的鉆桿、內(nèi)轉(zhuǎn)桿、 轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組、反力傳導(dǎo)桿同步可靠對(duì)接技術(shù)方案滿足各接口功能需求，以統(tǒng)一配套的組合接口 使各模塊連接簡(jiǎn)單化，并對(duì)模塊所賦予的各種功能相應(yīng)施工方法的可行性、科學(xué)性、可靠性、簡(jiǎn)便 性進(jìn)行優(yōu)化，使之與時(shí)代進(jìn)步趨勢(shì)保持同步的技術(shù)特征。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)行土層樁在成樁過程中大多存在或多或少產(chǎn)生對(duì)環(huán)境輕重不一的污染及施工方 法繁瑣效率低下等問題，以與成樁裝置和相適應(yīng)的噴水鉆入擠密旋擴(kuò)灌注快速成樁方法，改善作業(yè) 環(huán)境、簡(jiǎn)化操作和提高效率，使整個(gè)施工過程以液壓低噪音、無振動(dòng)、無泥漿、無棄土方式作業(yè)滿 足環(huán)保要求，僅由鉆機(jī)定位、連續(xù)的鉆入、擴(kuò)張灌注旋出、移動(dòng)鉆機(jī)和植入鋼筋籠幾道工序完成， 可大幅縮短旋擴(kuò)變徑單樁施工循環(huán)周期的吋間，由較高的自動(dòng)化操控降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
技術(shù)方案
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁獨(dú)特外形特征得以實(shí)際應(yīng)用，促進(jìn)現(xiàn)有土層樁的承載受力形 式向更為科學(xué)合理的形式轉(zhuǎn)變，最大限度提高土層樁承載能力，提升成樁質(zhì)量，優(yōu)化成樁工藝，降 低成樁成本，提高成樁效率，力爭(zhēng)獲得在成樁裝置和成樁方法上的突破設(shè)計(jì)中以小徑鉆入、噴水 減阻、反力觸探、旋擴(kuò)錐體螺盤、樁芯擴(kuò)徑、正反攪拌、增壓灌注、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓配輸?shù)燃夹g(shù)方案為 突破口，為成樁裝置和成樁方法的創(chuàng)新成功創(chuàng)造了必要的技術(shù)條件。其主要技術(shù)方案如下-
本發(fā)明針對(duì)在樁體塑形成樁、裝置設(shè)計(jì)制造使用全過程需最大可能降低綜合能耗和科學(xué)提升樁 體綜合承載能力的技術(shù)難題，采用了減小鉆入鉆桿外徑增加旋擴(kuò)裝置實(shí)現(xiàn)二次擴(kuò)螺擴(kuò)徑、增加噴水 減阻、增大鉆入牽引螺紋等技術(shù)方案，以前端鉸座與旋擴(kuò)裝置外殼密閉倉旋切開U內(nèi)立邊鉸座鉸接 形成鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)軸、中部鉸座與交接在密閉倉內(nèi)固定鉸座上的液壓推桿伸縮臂端部鉸接形成轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮 支撐的以轉(zhuǎn)動(dòng)軸為基準(zhǔn)旋切的外周為與鉆桿及牽引助鉆螺紋同徑同截面同螺距外面的螺旋弧形肋 板構(gòu)成可旋轉(zhuǎn)伸縮樁芯旋擴(kuò)裝置，并以嵌套在螺旋弧形肋板旋切開口甜端鉸座鉸接形成轉(zhuǎn)動(dòng)軸、中 部鉸座與鉸接在螺旋弧形肋板內(nèi)鉸座的液壓推桿伸縮臂前端鉸接形成轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮支撐的以轉(zhuǎn)動(dòng)軸為 基準(zhǔn)旋切的外周為與牽引助鉆螺紋同螺距變截面外形的錐體螺盤旋擴(kuò)瓣構(gòu)成可旋轉(zhuǎn)仲縮錐體螺盤 截面旋擴(kuò)裝置，并以在密閉倉內(nèi)靠外壁安裝高壓噴水裝置，在鉆入過程中通過噴水裝置為鉆入擴(kuò)張 裝置及鉆桿進(jìn)行外周噴水潤滑減阻，組成即可縮小鉆桿軸徑噴水減阻鉆入又可旋升擴(kuò)張錐體螺盤擴(kuò) 樁體樁體螺盤大單周端阻截面積并可同異步旋升擴(kuò)張樁體芯徑增大樁體承載橫截面積的低阻"雙 擴(kuò)"技術(shù)方案，以鉆入旋擴(kuò)成樁裝置小型化，達(dá)到成樁設(shè)備低能耗低投入的目標(biāo)；為了讓"雙擴(kuò)" 系統(tǒng)在鉆入成孔和旋擴(kuò)成樁過程中各功能系統(tǒng)正常工作和抵抗其地質(zhì)條件變化的不利影響，采用了 與其一一對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施首先把旋擴(kuò)裝置分隔為密閉倉和混凝土灌注通道兩部分，以密閉倉保證 系統(tǒng)裝置在地下惡劣環(huán)境下安全穩(wěn)定工作所需的環(huán)境和運(yùn)作空間，以旋擴(kuò)裝置殼體內(nèi)隔板將混凝土 通道與密閉倉進(jìn)行內(nèi)部隔離，以精密的套合制造工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)錐體螺盤旋擴(kuò)瓣和樁徑旋擴(kuò)螺旋弧型 肋板及聯(lián)動(dòng)旋伸密閉罩與殼體旋切配合面的滑動(dòng)間隙配合，阻止外部泥土及混凝土擠入密閉倉；系 統(tǒng)系統(tǒng)的頂伸動(dòng)力由雙力液壓推桿承擔(dān)，并由相應(yīng)輔助裝置和部件(液壓站、電磁閥、限壓閥、限 流閥、流量表等)操作控制推桿伸縮行程完成旋擴(kuò)動(dòng)作和操作指令；將旋擴(kuò)裝置在擴(kuò)張時(shí)的橫剖面 設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)漸進(jìn)曲線凸輪狀輪廓，以較小的二次擠擴(kuò)面和小旋擴(kuò)漸進(jìn)擴(kuò)張角降低旋擴(kuò)扭阻和旋擴(kuò)能 耗；并在徑向旋擴(kuò)面邊緣延伸增加擠擴(kuò)過度面、在軸向旋擴(kuò)螺旋弧形肋板上下兩端增加擋土肋楞的 防隆土技術(shù)措施，防止旋擴(kuò)過程受壓土體向鉆孔內(nèi)隆以保證旋擴(kuò)塑型質(zhì)量，利用旋擴(kuò)面形成的連續(xù) 密實(shí)"雙曲"土拱穩(wěn)定面并及時(shí)增壓填充灌注混凝土，可裝置旋擴(kuò)裝置塑形成樁過程中提升樁體塑 形的質(zhì)量；以盡可能按鉆桿軸徑和牽引錐形螺紋螺距為依據(jù)并以樁體旋錐體坡面受力狀態(tài)、受力面 相交且不重疊為原則設(shè)計(jì)相宜的旋轉(zhuǎn)漸進(jìn)變截面錐體螺旋體伸縮擠擴(kuò)活瓣，通過旋擴(kuò)讓樁體擁有最 大最合理連續(xù)的錐體螺盤樁阻面，讓樁體能更大范圍更加有效的向持力土層傳遞和擴(kuò)散由基礎(chǔ)傳遞 來的豎向荷載從而大幅提升樁體的承載能力，通過錐體螺盤的大截面積提升混凝土錐體螺盤有效抵抗地下水長(zhǎng)期侵蝕的能力，同樣通過大截面連續(xù)錐體螺盤提升輔助樁體橫截面共同向下部傳輸荷載 的能力并有效提升錐體螺盤樁體材料承載利用效能；以二次樁體旋擴(kuò)變徑技術(shù)，在鉆桿旋升過程中 通過控制變徑液壓推桿的伸縮進(jìn)程量控制螺旋弧形擴(kuò)徑肋板旋伸，可輕松實(shí)現(xiàn)樁體按設(shè)計(jì)要求無極 變經(jīng)的功能，使樁體直徑根據(jù)不同深度承載強(qiáng)度需求變化，可有效地降低樁體應(yīng)對(duì)承載提升對(duì)材料 消耗幅度；以在旋擴(kuò)成樁過程中采取對(duì)轉(zhuǎn)速與提升速度的配合加以控制調(diào)整技術(shù)措施，可使旋擴(kuò)錐 體螺盤螺距在必要時(shí)擺脫鉆桿助鉆牽引螺紋螺距限制約束，達(dá)到改變錐體螺盤螺距疏密或旋擴(kuò)方式 來滿足設(shè)計(jì)特殊要求；以適當(dāng)加大鉆桿和旋擴(kuò)裝置外周錐形牽引螺紋截面技術(shù)措施，可提升成樁裝 置鉆入牽引力，減少樁機(jī)為克服上浮所需的過多配重負(fù)擔(dān)；以根據(jù)樁體承載受力形式設(shè)計(jì)調(diào)整錐體 螺盤旋擴(kuò)瓣的坡面方向和截面形式的技術(shù)措施，相應(yīng)改變旋擴(kuò)螺旋弧形肋板、旋伸密閉罩、錐體螺 盤旋擴(kuò)瓣外形及嵌套旋切開口形狀，可形成符合抗壓、抗拔、抗壓抗拔、抗水平力各種受力要求的 旋擴(kuò)裝置；以對(duì)錐體螺盤擴(kuò)張瓣和螺旋弧形擴(kuò)徑肋板采用硬質(zhì)耐磨合金鑄造的技術(shù)措施，結(jié)合噴水 減阻技術(shù)措施，可使旋擴(kuò)變徑錐體螺盤灌注樁樁體外形受力"特征"的錐體螺盤截面和樁體芯徑(原 始芯徑和最大旋擴(kuò)芯徑)橫截面"尺寸"在較長(zhǎng)時(shí)期成樁過程中保持"穩(wěn)定"；另外在設(shè)計(jì)上采用 了根據(jù)施工任務(wù)的分類相應(yīng)簡(jiǎn)化旋擴(kuò)裝置功能調(diào)整配置的技術(shù)措施結(jié)合隨樁體受力特征改變旋擴(kuò) 部件外形的技術(shù)措施，可用生產(chǎn)出的不同的旋擴(kuò)裝置分別完成對(duì)錐體螺盤和樁芯軸徑進(jìn)行"雙擴(kuò)" 或?qū)﹀F體螺盤和樁芯軸徑其中之一進(jìn)行"單擴(kuò)"的不同受力分類的旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁 施工任務(wù)，并以衍生出的多種鉆入旋擴(kuò)裝置滿足不同巿場(chǎng)需求。
本發(fā)明針對(duì)成樁裝置成樁過程中存在的大磨阻、持力土層地質(zhì)構(gòu)造差異、混凝土灌注口開閉控 制、灌注口分離鉆尖傳動(dòng)離合、鉆尖對(duì)持力土層產(chǎn)生擾動(dòng)、灌注口閉合時(shí)混凝土粗骨料對(duì)閉合面產(chǎn) 生卡塞、鉆尖尖部升降液壓推桿外露磨損等系列技術(shù)難題，采用了圓錐錐形變截面螺紋鉆尖、噴水 減阻、反力觸探傳導(dǎo)、液壓錐臺(tái)牙嵌防卡塞離合傳動(dòng)、鉆尖分離同轉(zhuǎn)、外露液壓推桿伸縮動(dòng)態(tài)防護(hù) 等系列技術(shù)方案，以空心液壓推桿連接帶矩形滑動(dòng)定位鍵控向尾翼和空心連桿連接空心帶錐臺(tái)內(nèi)牙 嵌組鉆尖，利用控制液壓推桿的伸縮有效控制鉆尖尖部上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)混凝土灌注口的控制開啟與閉 合；以反力傳感導(dǎo)桿、反力傳導(dǎo)桿重力平衡液壓推桿、及穿過鉆尖尖部芯孔伸出的探頭將觸探頭部 土層接觸面壓力傳導(dǎo)給安裝在動(dòng)力裝置頂部的重力陶瓷傳感器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)控制中 心作為掌控設(shè)計(jì)持力土層地質(zhì)變化的參考依據(jù)，以低位觸探反力采集和高位信號(hào)產(chǎn)生的技術(shù)方案， 克服了重力傳感器在潮濕環(huán)境中易失靈和電訊號(hào)長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)輸不穩(wěn)定的技術(shù)難題；利用反力探 觸頭連接空心導(dǎo)桿內(nèi)部宮腔和導(dǎo)桿外部間隙動(dòng)態(tài)軸孔密封技術(shù)將壓力水導(dǎo)向鉆尖防堵塞噴水咀噴 出，鉆入過程中通過控制水壓和流量，在鉆尖和擴(kuò)張裝置及鉆桿外表面形成一層薄薄的泥漿潤滑層， 可有效降低鉆入磨阻和設(shè)備動(dòng)能消耗及鉆入擴(kuò)張裝置、鉆桿外周的磨損，使裝置不致岡材料疲勞產(chǎn) 生破壞；混凝土灌注口采用錐臺(tái)內(nèi)牙嵌套合構(gòu)造和帶滑鍵定位尾翼構(gòu)造及灌注口楞面靠合防卡塞閉 合構(gòu)造，使鉆尖與鉆尾在順時(shí)針和逆時(shí)針雙向可靠傳遞扭力、鉆桿反轉(zhuǎn)鉆尖立即與土層脫離接觸避 免了對(duì)持力土層的擾動(dòng)、灌注口離合時(shí)保證鉆尖與鉆桿同心和同步轉(zhuǎn)動(dòng)及防止液壓推桿受外力產(chǎn)生 彎曲、灌注口頂伸開啟時(shí)形成"通暢"的混凝土灌注通道、在收縮閉合時(shí)防止了混凝土粗骨料卡塞 影響灌注口閉合嚴(yán)密；以伸縮式密閉隔離罩連接鉆尖尾翼和旋擴(kuò)裝置殼體，在成樁過程中隔離混凝 土對(duì)液壓推桿外露部分的接觸實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行有效防護(hù)。
本發(fā)明針對(duì)混凝土高落差造成的離析，骨料沉淀，產(chǎn)生大量沖擊氣泡殘留不能排出和灌注壓力 不穩(wěn)定易發(fā)生樁芯縮徑等技術(shù)難題，采用了疊合雙向螺旋混凝土攪拌葉片與混凝土灌注增壓螺桿內(nèi) 轉(zhuǎn)桿組合技術(shù)方案，使用較小直徑正反向螺旋葉片多層疊合與內(nèi)轉(zhuǎn)桿焊接形成鉆桿內(nèi)混凝土實(shí)時(shí)攪 拌裝置，當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)桿正反轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過正反方向疊合的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)使鉆桿內(nèi)混凝土同時(shí)在雙向螺葉與 雙向螺葉與鉆桿內(nèi)壁空腔之間上下翻滾流動(dòng)得以攪拌，以解決鉆桿內(nèi)混凝土因注入高落差造成的離 析，骨料沉淀，產(chǎn)生大量沖擊氣泡殘留不能排出的問題，并保證混凝土品質(zhì)；在內(nèi)轉(zhuǎn)桿下端增加外 徑約小于鉆桿內(nèi)徑的增壓加強(qiáng)螺桿段，灌注時(shí)攪拌增壓內(nèi)轉(zhuǎn)桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)通過增壓螺桿向下擠壓灌 注混凝土對(duì)灌注口端混凝土進(jìn)行增壓，并以控制內(nèi)轉(zhuǎn)桿增壓時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速機(jī)輸出扭矩相對(duì)穩(wěn)定保證 灌注口混凝土灌注壓力穩(wěn)定，防止樁體因灌注混凝土壓力不足造成在塑性土層中發(fā)生混凝土沉管灌 注樁極易產(chǎn)生的縮徑缺陷；當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿時(shí)增壓螺桿通過提升鉆桿內(nèi)下端的混凝土降低混凝土灌注口的壓力有助于液壓推桿提升鉆尖閉合混凝土注入口 ，控制的鉆尖混凝土灌注口閉合功能能 即時(shí)準(zhǔn)確的控制樁體混凝土灌注面高度，并可以保存鉆桿內(nèi)多余的混凝土減少浪費(fèi)。
本發(fā)明針對(duì)鉆入擴(kuò)張液壓裝置在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下工作所需多通道轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組長(zhǎng)距離同時(shí)進(jìn)行 配壓輸壓的技術(shù)難點(diǎn)，采用了以轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)組配壓裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)組和交 錯(cuò)承插接口配套的輸壓配壓方案，以兩端由圓錐輥?zhàn)虞S承固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)組配壓裝置 殼內(nèi)用密封圈相互分隔的徑向環(huán)形槽轉(zhuǎn)動(dòng)軸使每個(gè)徑向環(huán)形槽與外殼液壓管接口注入孔一一準(zhǔn)確 相對(duì)，每個(gè)徑向環(huán)形槽通過連接孔與轉(zhuǎn)動(dòng)軸內(nèi)唯一對(duì)應(yīng)的軸向孔道相連通并通過接出承插轉(zhuǎn)換管接 U向轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)組供壓和由數(shù)量可變的兩端推拔口等長(zhǎng)液壓管組以軸向伸縮交錯(cuò)環(huán)繞轉(zhuǎn) 動(dòng)軸心整齊排列與密封插口件及固定件組成轉(zhuǎn)動(dòng)軸交錯(cuò)承插密封連接轉(zhuǎn)動(dòng)壓力液傳輸系統(tǒng)的創(chuàng)新 機(jī)械機(jī)構(gòu)方案，以滿足轉(zhuǎn)動(dòng)軸單組 多組液壓管(孔道)組在轉(zhuǎn)動(dòng)中互不干擾與各自相對(duì)應(yīng)的靜態(tài) 輸壓口聯(lián)通并通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)組為轉(zhuǎn)動(dòng)或靜態(tài)液壓裝置配壓輸壓的技術(shù)要求，為通用機(jī) 械液壓系統(tǒng)增添了 一種轉(zhuǎn)動(dòng)多用途配壓輸壓機(jī)械機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明針對(duì)鉆桿接口在傳遞扭矩、彎矩、壓力、拉力的同時(shí)滿足對(duì)接平面、孔軸密封并使相關(guān) 各功能部件在多層嵌套組合狀態(tài)下同步連接的技術(shù)難點(diǎn)采用了花鍵軸和花鍵套組合接口技術(shù)方案， 以花鍵軸、花鍵套與尾部圓錐銷、尾部圓錐銷孔相配合的連接形式作為鉆桿端部與鉆入旋擴(kuò)裝置、 鉆桿動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸連接端口的基礎(chǔ)方案，以滿足組合接口高抗扭、高抗彎強(qiáng)度、高抗壓、高 抗拉并同時(shí)對(duì)對(duì)接面高對(duì)中、和高定位精度的技術(shù)要求；以牙嵌形式作為內(nèi)轉(zhuǎn)桿上下接口連接方案， 以滿足接口連接簡(jiǎn)便、易定位和抗扭能力強(qiáng)的技術(shù)要求；以轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組各管件交錯(cuò)承插對(duì)接形 式作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組上下連接方案，滿足接口對(duì)抗扭、對(duì)接精度、軸向位移、動(dòng)態(tài)密封的技術(shù)要 求；以軸套座、耐磨軸套連接形式作為接口內(nèi)軸套座、內(nèi)轉(zhuǎn)桿、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組嵌套組合方案，滿 足小空間軸孔徑向定位和降低磨阻的技術(shù)要求；以軸肩構(gòu)造形式及軸向受壓接觸面增加耐磨金屬 (或陶瓷)材料墊圈作為組合接口軸套座、內(nèi)轉(zhuǎn)桿、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組和反力傳導(dǎo)桿間多層嵌套組合 連接方案，以滿足組合部件之間軸向定位的技術(shù)要求；并以硅橡膠密封墊圈和聚氨酯PU材料軸孔 密封圈構(gòu)造方式作為組合接口平面對(duì)接和軸孔對(duì)接的密封方案，滿足組合接口對(duì)平面密封、孔軸轉(zhuǎn) 動(dòng)密封、滑動(dòng)密封的技術(shù)要求。
本發(fā)明針對(duì)鉆入旋擴(kuò)裝置和組合鉆桿要求對(duì)個(gè)功能部件分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)完成不同施工任務(wù)的特 殊要求，以設(shè)計(jì)樁體軸徑大小和完成樁長(zhǎng)需鉆入土層深度對(duì)成樁裝置和設(shè)備的動(dòng)力輸出、設(shè)備設(shè)計(jì) 強(qiáng)度，設(shè)備施工安全穩(wěn)定等需求差異大的難題，分別采用了應(yīng)對(duì)中小樁徑短樁作業(yè)任務(wù)的疊合動(dòng)力 裝置和應(yīng)對(duì)大樁徑長(zhǎng)樁作業(yè)任務(wù)的低位抱軸動(dòng)力裝置和鉆桿頂端內(nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力裝置技術(shù)方案，對(duì)中小 樁徑疊合動(dòng)力裝置及減速機(jī)輸出軸花鍵軸套組合接口裝置，采用將鉆桿多動(dòng)力減速裝置、混凝土進(jìn) 料口立管、內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組壓力分配裝置以及重力傳感器沿減速機(jī)輸出軸軸心線由 下而上重疊組合，并將各系統(tǒng)輸出端口合并為與鉆桿接口配套的花鍵套組合接口的方案，其方案裝 置具有構(gòu)造緊湊，成樁效率高的特點(diǎn)；對(duì)大徑樁動(dòng)力系統(tǒng)采用了鉆桿低位抱軸動(dòng)力裝置與高位內(nèi)轉(zhuǎn) 桿動(dòng)力裝置分離方案，將混凝土進(jìn)料口立管、內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組壓力分配裝置以及重 力傳感器沿減速機(jī)輸出軸軸心線由下而上重疊組合，并將系統(tǒng)各輸出端口合并為與連接鉆桿接口配 套并有分離鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)造的花鍵套組合接口的高位內(nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力裝置方案，和以大口徑多動(dòng)力減速機(jī) 空心輸出軸將鉆桿環(huán)懷抱于其中，并通過減速機(jī)輸出軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具在低位鎖緊大直 徑鉆桿向其傳輸鉆入力和旋升力的鉆桿低位抱軸動(dòng)力裝置方案，具有對(duì)需提供超大扭力的大直徑長(zhǎng) 樁鉆機(jī)而言能大幅降低設(shè)備重心，并可減少設(shè)備相對(duì)投資的特點(diǎn)。
本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸夾具緊固效率低、夾緊度低、鎖固穩(wěn)定差、自動(dòng)化程度低等技術(shù)缺陷， 對(duì)抱軸動(dòng)力動(dòng)力裝置輸出軸與鉆桿間采用了一種可使安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上由液壓驅(qū)動(dòng)的通用卡(夾)機(jī) 械機(jī)構(gòu)以多個(gè)內(nèi)嵌液壓缸的滑動(dòng)花鍵爪通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸配壓輸壓系統(tǒng)進(jìn)行液壓驅(qū)動(dòng)完成對(duì)桿件的"同軸 心同步"或"異軸心異步"夾緊鎖固動(dòng)作的技術(shù)方案，通過安裝固定在減速機(jī)輸出軸上并隨減速 機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)的液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具連接軸上端側(cè)壁所設(shè)的一對(duì)(或數(shù)對(duì))徑向環(huán)形槽，通 過各徑向環(huán)形槽相鄰的一對(duì)密封圈實(shí)現(xiàn)與另一 (或其它)徑向環(huán)形槽及外界的隔離和密封，徑向環(huán) 形槽與安裝在減速機(jī)箱底蓋裙邊上的靜態(tài)液壓管接口內(nèi)壁孔口一一相對(duì)并與卡具連接軸內(nèi)各自的壓力液傳輸孔道連通至相對(duì)的卡具座頂面的各配壓環(huán)形槽， 一對(duì)(或每對(duì))配壓環(huán)形槽通過與各自 相連配壓孔道分別與固定活塞座內(nèi)兩個(gè)配壓孔道連接的滑鍵爪內(nèi)嵌液壓缸內(nèi)由固定活塞分隔出的 內(nèi)嵌液壓缸活塞前室和內(nèi)嵌液壓缸活塞后室，在壓力液的推動(dòng)下隨著內(nèi)嵌液壓缸活塞前室和內(nèi)嵌液 壓缸活塞后室相對(duì)空間大小的變化使滑動(dòng)鍵爪前后滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)桿件(或鉆桿外側(cè)花鍵鎖槽)的鎖緊 與分離；在轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵卡(夾)具對(duì)鉆桿外側(cè)花鍵鎖槽的鎖緊中實(shí)際只需要所有滑動(dòng)花鍵 爪同時(shí)向鉆桿中心移動(dòng)，所以實(shí)施中方案中只需一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸液徑向環(huán)形槽及相應(yīng)壓力液傳輸通道通 過一對(duì)配壓環(huán)形槽同時(shí)分別為所有滑動(dòng)鍵爪內(nèi)嵌液壓缸的內(nèi)嵌液壓缸活塞前室和內(nèi)嵌液壓缸活塞 后室供壓，即可完成所需的"同軸心同步"夾緊鎖固動(dòng)作；否則可采用與花鍵爪同樣多對(duì)數(shù)的轉(zhuǎn)動(dòng) 軸徑向環(huán)形槽及相應(yīng)壓力液傳輸通道通過相同對(duì)數(shù)的配壓環(huán)形槽分別為每一滑動(dòng)鍵爪內(nèi)嵌液壓缸 的活塞前室和活塞后室供壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)滑動(dòng)鍵爪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，完成所需的偏心"異軸心異步"夾 緊鎖固動(dòng)作；為了使一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具適應(yīng)對(duì)不同軸徑桿件的夾鎖需求，方案 在卡具內(nèi)側(cè)增加了一個(gè)可換軸徑調(diào)整套，通過撤換安裝軸徑調(diào)整套，用接長(zhǎng)滑動(dòng)鍵爪固定螺栓連接 滑動(dòng)鍵爪與軸徑調(diào)整套相配的接長(zhǎng)滑動(dòng)鍵爪，以共同聯(lián)動(dòng)完成對(duì)不同軸徑桿件(或鉆桿外側(cè)花鍵鎖 槽)的鎖緊與分離；從而滿足了轉(zhuǎn)動(dòng)軸卡(夾)具對(duì)自動(dòng)、高效、牢靠、穩(wěn)定，同步向夾固件傳遞 扭力、拉力、和壓力及適應(yīng)不同夾件軸徑的技術(shù)要求。
本發(fā)明對(duì)裝置各功能系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、互配通用化設(shè)計(jì)，使裝置采用不同模塊的組 合可以完成不同的作業(yè)任務(wù)。因采用了模塊標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)可使成樁設(shè)備具備了一機(jī)多功能，可組合各 種專項(xiàng)功能的綜合特性同時(shí)具備適應(yīng)各獨(dú)立使用專項(xiàng)設(shè)計(jì)要求以相應(yīng)模塊組合完成作業(yè)的專用特 性。用采用專用模塊設(shè)計(jì)完成相適應(yīng)的專項(xiàng)任務(wù)可最大程度的降低能耗和設(shè)備投資成本的浪費(fèi)，多 樣化的模塊多樣化的配置組合可完成多樣化的作業(yè)任務(wù)，又可以適應(yīng)市場(chǎng)多樣化的需求；設(shè)計(jì)中對(duì) 鉆入旋擴(kuò)裝置、鉆桿裝置及減速機(jī)輸出軸接口采用了通用的花鍵軸套組合接口構(gòu)造技術(shù)，主要模塊 有花鍵軸套接口件模塊(包括花鍵套組合接口件、花鍵軸組合接口件)、鉆桿模塊組(包括 帶內(nèi)轉(zhuǎn)桿液壓管組接長(zhǎng)鉆桿、帶內(nèi)攪拌器液壓管組接長(zhǎng)鉆桿、帶內(nèi)轉(zhuǎn)桿液壓管組花鍵爪鎖槽接長(zhǎng)鉆 桿、帶內(nèi)攪拌器液壓管組花鍵爪鎖槽接長(zhǎng)鉆桿、帶內(nèi)攪拌增壓器外牽引助鉆螺紋鉆桿)、鉆入旋擴(kuò) 裝置模塊組(包括錐體螺盤樁經(jīng)雙鉆入旋擴(kuò)裝置、錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)裝置、錐體螺紋樁徑鉆入旋 擴(kuò)裝置)、和動(dòng)力裝置置及接口模塊(包括中小樁徑疊合式動(dòng)力裝置及花鍵軸套組合接口系統(tǒng)、 大樁徑低位抱軸動(dòng)力裝置及轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具系統(tǒng)、內(nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力裝置及分離外轉(zhuǎn)花 鍵軸套組合接口系統(tǒng))。
本發(fā)明根據(jù)旋擴(kuò)錐體螺盤混凝土灌注樁樁體外形特征及成樁裝置設(shè)計(jì)構(gòu)造功能特征，制定了與 之相配套的一次鉆入旋擴(kuò)成樁的施工方法
一. 中、小樁徑成樁設(shè)備旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁的施工方法
1. 移機(jī)定位檢査設(shè)備擴(kuò)張裝置與噴水咀完好，調(diào)整反力傳導(dǎo)桿重力平衡液壓推桿使重力傳感器 反應(yīng)靈敏及初始數(shù)據(jù)"對(duì)零"，反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿對(duì)鉆桿管內(nèi)殘留混凝土實(shí)吋攪拌；
2. 打開噴水控制閥開始噴水，落鈷并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)外鉆桿控制鉆桿轉(zhuǎn)速和沉管速度與鉆桿牽引螺 紋螺距保持同步，實(shí)時(shí)把握重力傳感器觸探到的地下土層反力變化信號(hào)，勻速鉆入達(dá)到持力土層設(shè) 計(jì)深度，停止噴水；
3. 頂伸錐體螺盤液壓旋伸錐體螺盤旋擴(kuò)瓣旋到位，啟動(dòng)混凝土泵逐步向鉆管內(nèi)注入混凝土，逆
時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆桿保持勻速旋轉(zhuǎn)提升、啟動(dòng)鉆尖液壓推桿開啟混凝土灌注u同吋正向轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)桿并對(duì)混
凝土進(jìn)行攪拌增壓灌注，如有擴(kuò)徑設(shè)計(jì)要求時(shí)可按設(shè)計(jì)要求適時(shí)控制液壓推桿推伸擴(kuò)徑弧形肋板伸
縮的進(jìn)程和幅度對(duì)混凝土灌注樁樁芯實(shí)施旋擴(kuò)變徑；
4. 勻速旋擴(kuò)提升鉆桿并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行擴(kuò)徑，當(dāng)混凝土灌注面到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)縮回液壓旋伸 錐體螺盤旋擴(kuò)瓣，但混凝土灌注面到樁頂停灌面高程時(shí)反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿停止對(duì)混凝土增壓并提升活動(dòng)鉆 尖關(guān)閉混凝土灌注口，繼續(xù)旋擴(kuò)提升鉆桿至到地面以上停轉(zhuǎn)，回縮擴(kuò)徑弧形肋板；
5. 鉆機(jī)移位，按設(shè)計(jì)要求植入鋼筋籠(或拉鉚鋼索)。
二. 大樁徑成樁設(shè)備旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁的施工方法1. 移機(jī)定位檢査設(shè)備旋擴(kuò)裝置與噴水咀完好，調(diào)整反力傳導(dǎo)桿重力平衡液壓推桿使重力傳感器 反應(yīng)靈敏及初始數(shù)據(jù)"對(duì)零"，反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿對(duì)鉆桿管內(nèi)殘留混凝土實(shí)時(shí)攪拌；
2. 打開噴水控制閥開始噴水，落鉆并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)外鉆桿控制鉆桿轉(zhuǎn)速和沉管速度與鉆桿牽引螺 紋螺距保持同步勻速，鉆入一節(jié)鉆桿后停轉(zhuǎn)并停止噴水；
3. 回縮轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪(夾)卡具的滑動(dòng)花鍵爪，按接長(zhǎng)鉆桿長(zhǎng)度準(zhǔn)確提升抱軸動(dòng)力裝 置高度，頂伸轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵卡(夾)具液壓驅(qū)動(dòng)滑鍵爪鎖緊鉆桿；
4. 打開噴水控制閥開始噴水，繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)外鉆桿控制鉆桿轉(zhuǎn)速和沉管速度與鉆桿牽引螺紋 螺距保持同步，勻速鉆入二節(jié)鉆桿后停轉(zhuǎn)并停止噴水；
5. 循環(huán)3 4步驟，實(shí)時(shí)掌握重力傳感器觸探到的地下土層反力變化信號(hào)，逐段鉆入各節(jié)鉆桿 直至鉆尖鉆入達(dá)到持力土層設(shè)計(jì)深度后，頂伸錐體螺盤液壓旋伸錐體螺盤旋擴(kuò)瓣到位；
6. 啟動(dòng)混凝土泵逐步向鉆管內(nèi)注入混凝土，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆桿保持勻速旋轉(zhuǎn)提升首節(jié)鉆桿、推伸 鉆尖液壓推桿開啟混凝土灌注口同時(shí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)桿并對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌增壓灌注，如有擴(kuò)徑設(shè)計(jì) 要求時(shí)可按設(shè)計(jì)要求適時(shí)控制液壓推桿推伸擴(kuò)徑弧形肋板伸縮的進(jìn)程和幅度對(duì)混凝土灌注樁樁芯 實(shí)施旋擴(kuò)變徑；
7. 旋升出一節(jié)接長(zhǎng)鉆桿高度后停轉(zhuǎn)鉆桿，暫停向鉆管內(nèi)注入混凝土，反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿停止對(duì)混凝土 增壓持續(xù)對(duì)鉆桿內(nèi)混凝土進(jìn)行攪拌，回縮轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具的滑動(dòng)花鍵爪，按接長(zhǎng) 鉆桿長(zhǎng)度準(zhǔn)確回落抱軸動(dòng)力裝置，頂伸轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具的滑動(dòng)花鍵爪鎖緊鉆桿；
8. 循環(huán)6 7步驟，逐段旋擴(kuò)灌注提升各節(jié)鉆桿，當(dāng)灌注面接近樁頂設(shè)計(jì)高程時(shí)停止混凝土泵 向鉆管內(nèi)注入混凝土，當(dāng)灌注到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)縮回液壓旋伸錐體螺盤旋擴(kuò)瓣，灌注到樁頂停灌面 高程時(shí)反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿停止對(duì)混凝土增壓并提升活動(dòng)鉆尖關(guān)閉灌注口 ，繼續(xù)旋擴(kuò)提升鉆桿到地面以上停 轉(zhuǎn)；
9. 回縮旋擴(kuò)弧型肋板，鉆機(jī)移位，按設(shè)計(jì)要求植入鋼筋籠(或拉鉚鋼索)。 有益效果
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁及成樁裝置和成樁工法以其獨(dú)特的技術(shù)特征與目前己有的各 種土層混凝土灌注樁及成樁裝置和成樁工法相比都有著顯著的特征差異，這些差異決定了旋擴(kuò)變徑 錐體螺盤混凝土灌注樁及裝置和工法具有著如下多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)和增益效果
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁以獨(dú)特的受力特征，以盤繞凸出在柱體樁芯外圍的大截面錐形 螺旋體坡面承受樁阻的同時(shí)以連續(xù)大截面螺旋體輔助樁芯承受軸向荷載，利用成樁裝置和成樁工法 可以輕松、簡(jiǎn)便、快捷、低成本的通過旋擴(kuò)樁體螺盤獲得連續(xù)大數(shù)量受力不重疊的螺旋坡阻面，大 幅提升單樁承載力；通過旋擴(kuò)樁體芯徑大幅提升樁體橫截面抗壓能力。與其它各種土層樁相比能大
幅提升樁體單方混凝土材料承載力產(chǎn)出值。
根據(jù)旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁體受力特征單樁豎向承載力特征值推導(dǎo)估算式
Ra= q丄+I]niqpaiApi+IZ (qSiaiMnih+qSiarniA。ir)
我們得知旋擴(kuò)變徑錐體螺盤鉆孔擠密樁體單樁承載力特征值推導(dǎo)估算式中SniqpJWi和i: (qsiaUl)inih+qsiarniAPir)部分是成就樁體超強(qiáng)承載能力的關(guān)鍵所在，不重疊經(jīng)擴(kuò)張的大截面錐形螺盤 體端阻面和側(cè)阻面隨其螺旋周數(shù)n值增加而增大并與其承載力特征值Ra成正比；樁芯旋擴(kuò)增大了的 承載橫截面積與其單樁承載能力成正比；正是旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁體此項(xiàng)特征優(yōu)勢(shì)，隨著進(jìn)入持力 土層深度增加的同時(shí)，不重疊的擴(kuò)張反錐螺盤端承面積隨n值快速增大，與之協(xié)同作用的持力土層 深度及荷載有效擴(kuò)散范圍同步增大，使樁體承載能力大幅提升；同樣隨著對(duì)樁芯的旋擴(kuò)使樁芯橫截 面面積成倍增大，樁體橫截面抗壓能力無疑會(huì)大幅提升。在相同條件下通過有效擴(kuò)張錐體螺盤截面 和增大樁體在持力土層中的長(zhǎng)度就可以大幅提升其單樁豎向承載力(以20米樁長(zhǎng)為列測(cè)算，在樁 體芯徑不變相等且樁體進(jìn)入(包含進(jìn)入和穿過多層)可持力土層10米的情況下，錐體螺盤旋擴(kuò)外 徑取樁體芯徑的1.5 2倍，擴(kuò)張錐體螺盤樁體均勻分布在持力土層中的端阻計(jì)算面積可達(dá)普通柱 狀樁體的25 60倍、可達(dá)盤結(jié)樁體的1 3倍、可達(dá)螺絲樁體的2 4.5倍)。當(dāng)按樁體橫截面抗壓 強(qiáng)度控制對(duì)樁芯進(jìn)行旋擴(kuò)變徑后，其樁體最大承壓橫截面面積可達(dá)到鉆桿軸徑橫截面面積的四倍，結(jié)合大截面錐形螺旋體輔助樁芯承壓使得樁體縱向外型承載特征比其它現(xiàn)有土層樁承載特征更合 理，樁體承載橫截面動(dòng)態(tài)變化縱向分布更科學(xué)，有利于樁體承受更大豎向荷載，由于旋擴(kuò)變徑錐體 螺盤混凝土灌注樁樁芯擴(kuò)徑抗壓橫截面與未擴(kuò)徑樁芯橫截面之比和(施壓面不重疊的錐體螺盤)端 承面積與樁徑之比遠(yuǎn)大于其它各類土層樁，使得旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁樁體單方混凝土材 料承載效能提升極為顯著；正是旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁克服了傳統(tǒng)實(shí)芯混凝土樁的低樁阻 和樁芯橫截面抗壓強(qiáng)度不能充分利用造成浪費(fèi)的缺陷，也為通過擴(kuò)徑和提升樁體材料抗壓強(qiáng)度及加 大樁深的技術(shù)措施獲得更大樁阻和更大橫截面抗壓能力而獲得更大單樁豎向承載力丌辟了有效途 徑。如果以土層樁的承載能力作為考量標(biāo)準(zhǔn)，無疑旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁具有比其它各類 土層樁更優(yōu)越的外形特征、更低的能耗、更的高的環(huán)保比值、更低的材料消耗和更低投資產(chǎn)出成本 優(yōu)勢(shì)；同時(shí)也為深厚土層地區(qū)設(shè)計(jì)重載大徑土層樁不再選擇基巖作為持力層提供了又一新的方案選 擇；并且隨著土層樁單樁承載能力的大幅提升無疑將改善從古至今因土層樁基礎(chǔ)因單樁承載力不足 而廣泛采用多樁基礎(chǔ)承臺(tái)和群樁基礎(chǔ)承臺(tái)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)營造成本過高的現(xiàn)狀；
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁以其特有的外形特征，憑借鉆入擴(kuò)張對(duì)樁體周邊持力土層的擠 密加固使錐體螺盤樁體與持力土層緊密的"咬合"，以與其它土層樁相比具有更大并密集均勻分布 在整個(gè)樁長(zhǎng)所在土層中的剪切周邊(按樁體平均進(jìn)入持力土層十米測(cè)算其最大抗剪邊長(zhǎng)度可達(dá)到 直線型樁的五十倍，可達(dá)盤結(jié)樁的十倍，可達(dá)螺絲樁1.5 2.2倍)，為持力土層創(chuàng)造了在地震沖擊 荷載作用下"足以"抵抗樁體剪沖所需的抗剪疊合深度，從而大幅提升了持力土層抵抗樁體周邊剪 切的能力和效能，這也是旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁體具有抗震"超"能力儲(chǔ)備，并獲得更高 抗震緩沖"阻尼"的關(guān)鍵之一；在非危險(xiǎn)地段地基土層不發(fā)生塌餡開裂和液化剪切破壞的前提下旋 擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁體能有效抵御地震瞬間豎向荷載沖擊使持力土層產(chǎn)生的過載破壞和 降低地震荷載作用下樁基的沉降量；
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的鉆尖鉆入觸動(dòng)傳感反力傳導(dǎo)探測(cè)功能可準(zhǔn)確捕獲 地下地質(zhì)土層的反力變化信號(hào)，以此準(zhǔn)確把握地下持力土層埋深的變化保證樁尖進(jìn)入設(shè)計(jì)持力土層 指定深度，并可結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫長(zhǎng)期積累的觸探和靜載數(shù)據(jù)對(duì)照分析平臺(tái)進(jìn)行模擬分析，使根據(jù) 設(shè)計(jì)承載技術(shù)指標(biāo)智能控制土層樁樁長(zhǎng)和變徑參數(shù)按要求調(diào)節(jié)土層樁單樁承載力成為可能，由此可 以改善現(xiàn)有土層樁因地質(zhì)差異和施工作業(yè)差異造成的單樁承載力差異過大使建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生不均 衡沉降的現(xiàn)狀。
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的鉆入旋擴(kuò)裝置以鉆尖噴水和鉆桿側(cè)壁噴水的"雙噴 降阻"功能能有效降低裝置鉆孔過程中鉆桿及鉆入擴(kuò)張裝置在土層中的磨阻，大量節(jié)約裝置成樁的 能量消耗，使鉆桿利用牽引錐體螺紋助鉆輕松鉆入持力土層抵達(dá)設(shè)計(jì)深度，加上裝置擴(kuò)徑功能利用 小軸徑鉆桿旋擴(kuò)出大徑樁的功能，可較大幅度降低裝置對(duì)減速機(jī)輸出功率的需求及對(duì)裝置和機(jī)架為 克服過大鉆入扭阻所需抗扭強(qiáng)度的資金投入，又可以防止鉆入旋擴(kuò)裝置及鉆桿設(shè)備構(gòu)件在作業(yè)中因 扭阻過載造成鉆入桿件材料疲勞破壞。
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的鉆尖錐臺(tái)牙嵌液壓開啟閉合的混凝土灌注口構(gòu)造 設(shè)計(jì)，在鉆尖保證不擾動(dòng)持力土層的同時(shí)解決了混凝土灌注樁灌注口在每次灌注時(shí)都能可靠開啟和 按需要關(guān)閉難題，在確?；炷凉嘧堆b置灌注口按需可靠打開順利灌注混凝土同時(shí)可隨時(shí)按要求 關(guān)閉混凝土灌注口準(zhǔn)確控制灌注樁樁頂混凝土澆筑高程，減少鉆桿內(nèi)剩余混凝土的浪費(fèi)，而混凝土 灌注口閉合防混凝土粗骨料卡塞技術(shù)，能確保鉆尖錐臺(tái)牙嵌混凝土灌注口在鉆桿內(nèi)有存留混凝土的 條件下完成嚴(yán)密閉合。
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的鉆桿內(nèi)混凝土攪拌灌注增壓系統(tǒng)設(shè)訃，以內(nèi)轉(zhuǎn)桿順 時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)都能依靠正反向螺旋疊合葉片對(duì)管內(nèi)高落差產(chǎn)生離析和骨料沉淀的 混凝土實(shí)時(shí)進(jìn)行雙向攪拌恢復(fù)其應(yīng)有的和易性，同時(shí)排除因高落差沖擊殘留在混凝土中的大量氣 泡，提高灌注樁體混凝土質(zhì)量；而雙向攪拌內(nèi)轉(zhuǎn)桿低端的混凝土灌注增壓螺桿，在灌注混凝土?xí)r選 用增壓旋轉(zhuǎn)方向，有著在攪拌混凝土的同時(shí)克服因鉆桿內(nèi)混凝土存量頂面高低變化引起的混凝土灌 注口灌注壓力變化波動(dòng)，可降低因混凝土灌注壓力變化波動(dòng)產(chǎn)生在軟塑土層混凝土灌注樁體出現(xiàn)縮 徑質(zhì)量通病的發(fā)生；在完成樁體混凝土灌注后選用方向旋轉(zhuǎn)，在保證對(duì)鉆桿內(nèi)殘留的混凝土繼續(xù)實(shí)時(shí)攪拌的同吋，可減輕混凝土灌注口的混凝土壓力，有助于鉆尖液壓推桿提升鉆尖閉合混凝土灌注
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的鉆入旋擴(kuò)裝置專為旋擴(kuò)液壓部件設(shè)計(jì)的設(shè)備倉和 旋伸密閉罩、為鉆尖升降液壓推桿外露部分設(shè)計(jì)的伸縮密閉罩可有效隔離泥土及混凝土對(duì)鉆入擴(kuò)張 裝置相關(guān)設(shè)備部件的污染與磨損，延長(zhǎng)其使用壽命；
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的花鍵軸套組合接口技術(shù)方案，解決了多重轉(zhuǎn)動(dòng)、滑 動(dòng)組件限位套合組裝成整體部件并實(shí)現(xiàn)部件間同步可靠對(duì)接的難題，滿足了接口抗扭、抗彎、抗拉、 抗壓、轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)、密封等技術(shù)要求，以接口完整的功能性、可靠性，便捷性、實(shí)用性保證了長(zhǎng)距 離多重套合轉(zhuǎn)動(dòng)桿件、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)組等部件整體模塊化組裝連接，使旋擴(kuò)變徑錐體螺盤 混凝土灌注樁成樁裝置的功能得以實(shí)現(xiàn)；
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的通用轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)組配壓連接傳輸機(jī)械機(jī) 構(gòu)，解決了單組 多組轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管(孔道)組在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下互不干擾同時(shí)與各自相對(duì)應(yīng)的靜態(tài)輸 壓端口實(shí)現(xiàn)聯(lián)通連接配壓輸壓的難題，為今后機(jī)械制造中所需的轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓裝置和通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接 的液壓裝置實(shí)現(xiàn)液壓驅(qū)動(dòng)提供了一種方便可靠的通用解決方案；
中小樁徑成樁裝置的疊合動(dòng)力裝置配置有減速機(jī)輸出軸花鍵套組合接口具有構(gòu)造緊湊，成樁時(shí) 間短，產(chǎn)出效率高，對(duì)機(jī)架設(shè)備制造要求相對(duì)較低，可降低設(shè)備投資成本；而大樁徑成樁裝置采用 抱軸動(dòng)力裝置以通ffl轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具裝置在低位鎖緊鉆桿運(yùn)行完成大直徑超長(zhǎng)樁 施工作業(yè)，有利于向鉆桿傳輸更大徑向扭矩和軸向力，同時(shí)降低樁機(jī)支架抗扭加固抗傾覆安全的投 資，可通過液壓系統(tǒng)輕松掌控轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具對(duì)鉆桿的自動(dòng)鎖緊和分離，降低作 業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的構(gòu)造特征和成樁方法確定了其操控簡(jiǎn)便、成樁速度 快效率高并滿足環(huán)保要求的特點(diǎn)，整個(gè)成樁施工過程都在低噪音、無振動(dòng)、無泥漿、無挖土、無樁 端持力土層擾動(dòng)、無混凝土浪費(fèi)的情況下完成，做到以一次鉆入旋擴(kuò)提升灌注成樁單循環(huán)完成所有 成樁工序；中、小樁徑旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的施工方法有著工序簡(jiǎn)捷，產(chǎn)出效 率高的特點(diǎn)；而大樁徑旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的施工方法更有著降低樁機(jī)設(shè)備整 體重心，為鉆入成樁創(chuàng)造了提供更大扭矩和更大鉆入深度獲得更大成樁樁徑的優(yōu)勢(shì)。
旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置的標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)構(gòu)造特征，使裝置各部件有著可互 換通用的接口，并衍生出可完成不同要求成樁任務(wù)的鉆入旋擴(kuò)工作模塊，通過不同配置，以"通用" 或"專用"組合可衍生出各種不同類型的成樁裝置，可以滿足市場(chǎng)多樣化的需求，也為設(shè)備生產(chǎn)及 維護(hù)更新提供了方便，對(duì)市場(chǎng)特定任務(wù)和需求"因地制宜"組合與設(shè)計(jì)相應(yīng)的專用"簡(jiǎn)化"成樁裝 置，可較大幅度降低設(shè)備投入成本，為裝置規(guī)模生產(chǎn)、配套維護(hù)、技術(shù)更迭、市場(chǎng)推廣及商業(yè)營運(yùn) 創(chuàng)造了條件。


圖01.主要土層樁縱截面特征對(duì)分析比圖。 圖02.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁端阻分布詳圖。 圖03.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁側(cè)阻分布詳圖。 圖04.主要土層樁縱截面端阻對(duì)比分析圖。 圖05.主要土層樁縱截面?zhèn)茸鑼?duì)比分析圖。
圖06.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁承壓主要變形樁型特征縱截面圖。
圖07.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁抗拔主要變形樁型特征縱截面圖。
圖08.中、小樁徑成樁裝置旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁的成樁方法示意簡(jiǎn)圖。
圖09.大樁徑成樁裝置旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁的成樁方法示意簡(jiǎn)圖。
圖IO.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁成樁裝置外觀圖。
圖ll.鉆入旋擴(kuò)裝置外觀與構(gòu)造圖。
圖12.鉆桿裝置外觀與構(gòu)造圖。圖13.中小樁徑成樁動(dòng)力裝置及大樁徑成樁動(dòng)力裝置及關(guān)鍵部件構(gòu)造圖。 附圖標(biāo)注說明
圖Ol.主要土層樁型縱截面特征對(duì)比分析-
0101.平頭柱形樁，0102.尖頭柱形樁，0103.盤結(jié)樁，0104.螺絲樁，0105.旋擴(kuò)變徑承壓 錐體螺盤樁；
圖02.圖03.圖04.圖05.主要土層樁型樁體受力特征對(duì)比分析
02.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁端阻分布詳圖，03.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁側(cè)阻分布詳圖，0201.樁端 阻力，0202.樁側(cè)阻力，0401.樁端壓力有效擴(kuò)散影響范圍，0402.樁端壓力有效擴(kuò)散角。
圖06.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁承壓變形主要樁型
0601.雙錐螺紋前端端擴(kuò)徑承壓樁，0602.雙錐螺紋分級(jí)擴(kuò)徑承壓樁，0603.錐型螺紋承壓樁， 0604.錐形螺紋漸進(jìn)擴(kuò)徑承壓樁，0605.錐體螺盤擴(kuò)螺承壓樁，0606.錐體螺盤尾端除螺旋擴(kuò)變徑 承壓樁，0607.錐體螺盤漸進(jìn)旋擴(kuò)變徑承壓樁，0608.錐體螺盤分級(jí)旋擴(kuò)變徑承壓樁，0609.錐體 螺盤穿越軟弱下臥層漸進(jìn)旋擴(kuò)變徑承壓樁，0610.錐體螺盤穿越軟弱下臥層分級(jí)旋擴(kuò)變徑承壓樁， 0611.錐體螺盤漸進(jìn)旋擴(kuò)變徑抗水平荷載承壓樁。
圖07.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁抗拔變形主要樁型
0701.雙錐螺盤全擴(kuò)徑承壓抗拔抗水平荷載樁，0702.雙錐螺盤分點(diǎn)旋擴(kuò)承壓抗拔樁，0703.雙 錐螺紋分級(jí)旋擴(kuò)變徑抗拔樁，0704.錐形螺紋漸進(jìn)旋擴(kuò)變徑抗拔樁，0705.錐體螺盤前端擴(kuò)螺抗拔 樁，0706.錐體螺盤分級(jí)旋擴(kuò)變徑抗拔樁，0707.錐體螺盤漸進(jìn)旋擴(kuò)變徑抗拉樁，0708.錐體螺盤 漸進(jìn)旋擴(kuò)變徑鎖端鉚拉樁。
圖08.中小樁徑成樁設(shè)備旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁方法簡(jiǎn)圖
0801. 移機(jī)定位檢查設(shè)備擴(kuò)張裝置與噴水咀完好，調(diào)整反力傳導(dǎo)桿重力平衡液壓推桿使重力傳 感器反應(yīng)靈敏及初始數(shù)據(jù)"對(duì)零"，反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿對(duì)鉆桿管內(nèi)殘留混凝土實(shí)時(shí)攪拌；
0802. 打開噴水控制閥開始噴水，落鉆并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)外鉆桿控制鉆桿轉(zhuǎn)速和沉管速度與鉆桿牽 引螺紋螺距保持同步，實(shí)時(shí)把握重力傳感器觸探到的地下土層反力變化信號(hào)，勻速鉆入達(dá)到持力土 層設(shè)計(jì)深度，停止噴水；
0803. 頂伸錐體螺盤液壓旋伸錐體螺盤旋擴(kuò)瓣旋到位，啟動(dòng)混凝土泵逐步向鉆管內(nèi)注入混凝土， 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆桿保持勻速旋轉(zhuǎn)提升、啟動(dòng)鉆尖液壓推桿開啟混凝土灌注口同時(shí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)桿并對(duì) 混凝土進(jìn)行攪拌增壓灌注，如有擴(kuò)徑設(shè)計(jì)要求時(shí)可按設(shè)計(jì)要求適時(shí)控制液壓推桿推伸擴(kuò)徑弧形肋板 伸縮的進(jìn)程和幅度對(duì)混凝土灌注樁樁芯實(shí)施旋擴(kuò)變徑
0804. 勻速旋擴(kuò)提升鉆桿并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行擴(kuò)徑，當(dāng)混凝土灌注面到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)縮回液壓 旋伸錐體螺盤旋擴(kuò)瓣，但混凝土灌注面到樁頂停灌面高程時(shí)反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿停止對(duì)混凝土增壓并提升活 動(dòng)鉆尖關(guān)閉混凝土灌注口，繼續(xù)旋擴(kuò)提升鉆桿至到地面以上停轉(zhuǎn)，回縮擴(kuò)徑弧形肋板；
0805. 鉆機(jī)移位，按設(shè)計(jì)要求植入鋼筋籠(或拉鉚鋼索)。
圖09.大樁徑成樁設(shè)備旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁方法簡(jiǎn)圖
0901. 移機(jī)定位檢査設(shè)備旋擴(kuò)裝置與噴水咀完好，調(diào)整反力傳導(dǎo)桿重力平衡液壓推桿使重力傳 感器反應(yīng)靈敏及初始數(shù)據(jù)"對(duì)零"，反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿對(duì)鉆桿管內(nèi)殘留混凝土實(shí)時(shí)攪拌；
0902. 打開噴水控制閥開始噴水，落鉆并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)外鉆桿控制鉆桿轉(zhuǎn)速和沉管速度與鉆桿牽 引螺紋螺距保持同步勻速，鉆入一節(jié)鉆桿后停轉(zhuǎn)并停止噴水；
0903. 回縮轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪(夾)卡具的滑動(dòng)花鍵爪，按接長(zhǎng)鉆桿長(zhǎng)度準(zhǔn)確提升抱軸動(dòng) 力裝置高度，頂伸轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵卡(夾)具液壓驅(qū)動(dòng)滑鍵爪鎖緊鉆桿；
0904. 打開噴水控制閥開始噴水，繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)外鉆桿控制鉆桿轉(zhuǎn)速和沉管速度與鉆桿牽引 螺紋螺距保持同步，勻速再次鈷入一節(jié)鉆桿后停轉(zhuǎn)并停止噴水；
0905. 循環(huán)3 4步驟，實(shí)時(shí)掌握重力傳感器觸探到的地下土層反力變化信號(hào)，逐段鉆入各節(jié)鉆 桿直至鉆尖鉆入達(dá)到持力土層設(shè)計(jì)深度后，頂伸錐體螺盤液壓旋伸錐體螺盤旋擴(kuò)瓣到位；
0906. 啟動(dòng)混凝土泵逐步向鉆管內(nèi)注入混凝土，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆桿保持勻速旋轉(zhuǎn)提升首節(jié)鉆桿、推伸鉆尖液壓推桿開啟混凝土灌注口同時(shí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)桿并對(duì)混凝丄進(jìn)行攪拌增壓灌注，如有擴(kuò)徑 設(shè)計(jì)要求吋可按設(shè)計(jì)要求適時(shí)控制液壓推桿推伸擴(kuò)徑弧形肋板伸縮的進(jìn)程和幅度對(duì)混凝土灌注樁 樁芯實(shí)施旋擴(kuò)變徑；
0907. 旋升出一節(jié)接長(zhǎng)鉆桿高度后停轉(zhuǎn)鉆桿，暫停向鉆管內(nèi)注入混凝土，反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿停止對(duì)混 凝土增壓持續(xù)對(duì)鉆桿內(nèi)混凝土進(jìn)行攪拌，回縮轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具的滑動(dòng)花鍵爪，按 接長(zhǎng)鉆桿長(zhǎng)度準(zhǔn)確回落抱軸動(dòng)力裝置，頂伸轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具的滑動(dòng)花鍵爪鎖緊鉆 桿；
0908. 循環(huán)6 7步驟，逐段旋擴(kuò)灌注提升各節(jié)鉆桿，當(dāng)灌注面接近樁頂設(shè)計(jì)高程時(shí)停止混凝 土泵向鉆管內(nèi)注入混凝土，當(dāng)灌注到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高吋縮回液壓旋伸錐體螺盤旋擴(kuò)瓣，灌注到樁頂停 灌面高程時(shí)反轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)桿停止對(duì)混凝土增壓并提升活動(dòng)鉆尖關(guān)閉灌注口 ，繼續(xù)旋擴(kuò)提升鉆桿到地面以 上停轉(zhuǎn)；
0909. 回縮旋擴(kuò)弧型肋板，鉆機(jī)移位，按設(shè)計(jì)要求植入鋼筋籠(或拉鉚鋼索)。 圖10.旋擴(kuò)變徑錐體螺盤樁成樁裝置外觀
1001.中小樁徑成樁裝置組合，1002.大樁徑成樁裝置組合，1003.鉆入旋擴(kuò)裝置，1004. 錐體螺紋鉆桿，1005.接長(zhǎng)鉆桿，1006.帶花鍵爪鎖槽接長(zhǎng)鉆桿，1007.疊合動(dòng)力裝置，1008.抱 軸動(dòng)力裝置，1009.鉆桿頂部?jī)?nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力裝置，1010,鉆尖裝置，1011.轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝置， 1012轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具；1013.內(nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力減速裝置，1014.動(dòng)力減速裝置。 圖ll.鉆入旋擴(kuò)裝置外觀與構(gòu)造
1101.雙錐螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)圖，llOla.雙錐螺盤鉆入鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝 置旋擴(kuò)狀態(tài)圖，1102.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)圖，1102a.抗壓錐體螺盤鉆 入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置旋擴(kuò)狀態(tài)圖，1103.抗拔錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)圖，1103a. 抗拔錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置旋擴(kuò)狀態(tài)圖，1104.鉆入旋擴(kuò)雙錐螺紋鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)徑)裝 置鉆入狀態(tài)圖，1104a.雙錐螺紋鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)徑)裝置旋擴(kuò)狀態(tài)圖，1105.抗壓錐體螺紋鉆入旋 擴(kuò)(擴(kuò)徑)裝置鉆入狀態(tài)圖，1105a.抗壓錐體螺紋鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)徑)裝置旋擴(kuò)狀態(tài)圖，1106.抗 拔錐體螺紋鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)徑)裝置鉆入狀態(tài)圖，1106a.抗拔錐體螺紋鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)徑)裝置旋擴(kuò)狀 態(tài)圖，1107.雙錐螺盤鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)螺〉裝置鉆入狀態(tài)圖，1107a.雙錐螺盤鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)螺)裝 置旋擴(kuò)狀態(tài)圖，1108.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)螺)裝置鈷入狀態(tài)圖，1108a.抗壓錐體螺盤鉆 入旋擴(kuò)(擴(kuò)螺)裝置旋擴(kuò)狀態(tài)圖，1109.抗拔錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)螺)裝置鉆入狀態(tài)圖，1109a. 抗拔錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(擴(kuò)螺)裝置旋擴(kuò)狀態(tài)圖，1110.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置旋擴(kuò) 狀態(tài)軸視圖，llll.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)俯視圖，lllla.抗壓錐體螺盤 鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置旋擴(kuò)狀態(tài)俯視圖，1112.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)仰視 圖，1112a.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置旋擴(kuò)狀態(tài)仰視圖，1112.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙 擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)仰視圖，11A-A.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)A-A剖面前視圖， IIB-B.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)B-B剖面左視圖，IIOC.抗壓錐體螺盤鉆入 旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)C-C剖面俯視圖，11C-Ca.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置旋擴(kuò)狀 態(tài)C-C剖面俯視圖，11D-D.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)D-D剖面俯視圖，IID-Da. 抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置旋擴(kuò)狀態(tài)D-D剖面俯視圖，11E-E.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙 擴(kuò))裝置鉆入狀態(tài)E-E剖面俯視圖，11E-Ea.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置旋擴(kuò)狀態(tài)E-E剖 面俯視圖，IIF-F.抗壓錐體螺盤鉆入旋擴(kuò)(雙擴(kuò))裝置F-F剖面俯視圖，1113.鉆尖噴水口鉆入 狀態(tài)縱剖面局部放大圖，1113a.鉆尖噴水口旋擴(kuò)狀態(tài)縱剖面局部放大圖，IIG-G.鉆尖噴水口 G-G 橫剖面俯視圖，1114.內(nèi)轉(zhuǎn)桿、液壓管組、傳力導(dǎo)桿承插接口縱剖面局部放大圖，1115.鉆尖升降 液壓推桿、液壓推桿伸縮防護(hù)罩、傳力導(dǎo)桿重力液壓平衡器鉆入狀態(tài)縱剖面詳圖，1115a.液壓推桿 伸縮防護(hù)罩旋擴(kuò)灌注狀態(tài)縱剖面詳圖
1121.鉆尖尾部，1122鉆尖尖部，1123.錐臺(tái)牙嵌接口， 1124.定向尾翼，1125.空心液壓推 桿，1126鉆尖尖部反力觸探頭，1127.重力平衡液壓調(diào)節(jié)推桿，1128.鉆尖噴水口， 1129.鉆尖 助鉆變徑牽引螺紋，1130.鉆尖尾部花鍵軸接口，1131.伸縮保護(hù)套，1132.PU密封圈，1133.防堵塞噴水咀，1134.尾翼滑鍵槽，1135.尾翼滑動(dòng)平鍵，1136.空心反力探頭連桿，1137.鉆尖 尾部錐臺(tái)牙嵌套接口，1138.反力傳遞導(dǎo)桿，1139.注水接口， 1140側(cè)壁噴水口；
1141.錐體螺盤旋擴(kuò)瓣，1142.樁芯旋擴(kuò)弧形肋板，1143.旋擴(kuò)裝置外殼，1144.助鉆抗壓錐 體螺紋，1145.助鉆抗拔錐體螺紋，1146.旋轉(zhuǎn)密閉罩，1147.擴(kuò)螺瓣液壓推桿，1148.擴(kuò)芯肋板 液壓推桿，1149.擴(kuò)芯肋板輔助液壓推桿，1150.裝置設(shè)備密閉倉隔離板，1151.混凝土灌注通道， 1152.鉆尖花鍵套接口， 1153.花鍵軸固定螺尾圓錐銷，1154.鉆桿花鍵軸接L4， 1155.鉆桿花鍵 軸螺尾圓錐銷孔，1156.液壓管組固定錯(cuò)位承插接口件，1157.液壓管組，1158.芯管，1159.內(nèi) 轉(zhuǎn)桿承重傳動(dòng)牙嵌接口座，1160.軸承，1161.內(nèi)轉(zhuǎn)桿牙嵌承插接口， 1162.反力傳輸導(dǎo)桿定位 螺栓，1163.防止擠土內(nèi)隆肋，1164.帶防護(hù)塞口螺尾圓錐銷孔，1165設(shè)備密閉倉，1166.重力 平衡液壓推桿支架，1167.防卡塞面楞觸靠構(gòu)造 圖12.鉆桿裝置外觀與構(gòu)造
1201.雙面錐體螺紋鉆桿，1202.抗壓錐體螺紋鉆桿，1203.抗拔錐體螺紋鉆桿，1204.接長(zhǎng) 鉆桿，1205.帶液壓滑動(dòng)花鍵爪鎖槽接長(zhǎng)鉆桿，1206.帶雙向混凝土攪拌螺旋葉片和混凝土增壓螺 桿的牙嵌接口內(nèi)轉(zhuǎn)桿，1207.帶雙向混凝土攪拌螺旋葉片的牙嵌接口內(nèi)轉(zhuǎn)桿，1208.牙嵌接口內(nèi)轉(zhuǎn) 桿，1209.交錯(cuò)承插式液壓管組裝配體，1210.螺紋鉆桿俯視圖，1211.螺紋鉆桿仰視圖，1212. 接長(zhǎng)鉆桿俯視圖，1213.接長(zhǎng)鉆桿仰視圖，1214.鉆桿花鍵軸組合接口構(gòu)造詳圖，1215.螺紋鉆 桿花鍵套組合接口構(gòu)造詳圖，1216.接長(zhǎng)鉆桿花鍵套接口構(gòu)造詳圖，1217.帶液壓滑動(dòng)花鍵爪鎖 槽接長(zhǎng)鉆桿花鍵套組合接口構(gòu)造詳圖，1218.鉆桿花鍵軸內(nèi)轉(zhuǎn)桿液壓管組組合接口構(gòu)造詳圖，1219. 鉆桿花鍵軸套轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組組合接口構(gòu)造詳圖，12A-A.帶雙向混凝土攪拌螺旋葉片和混凝 土增壓螺桿內(nèi)轉(zhuǎn)桿的雙面錐體螺紋鉆桿A-A剖面圖，12B-B.帶雙向混凝土攪拌螺旋葉片內(nèi)轉(zhuǎn)桿的 接長(zhǎng)鉆桿B-B剖面圖，12B-Ba.帶內(nèi)轉(zhuǎn)桿的接長(zhǎng)鉆桿B-B剖面圖，120C.帶雙向混凝土攪拌螺 旋葉片內(nèi)轉(zhuǎn)桿有液壓滑動(dòng)花鍵爪鎖槽的接長(zhǎng)鉆桿C-C剖面圖，12C-Ca.帶內(nèi)轉(zhuǎn)桿有液壓滑動(dòng)花鍵 爪鎖槽的接長(zhǎng)鉆桿C-C剖面圖，1220.轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組交錯(cuò)承插接口件，1221.水泥漿專用密封圈， 1222.鉆桿花鍵軸組合接口件，1223.鉆桿花鍵套組合接口件，1224.鉆桿帶液壓滑動(dòng)花鍵爪鎖槽 花鍵套組合接口件，1225.帶牽引助鉆螺紋鉆桿外管，1226.鉆桿外管，1227.鉆桿接口內(nèi)轉(zhuǎn)桿軸 套座，1228.轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組定位件，1229.醛縮醇耐磨塑料軸套，1230.花鍵爪鎖槽；
圖13.中小樁徑動(dòng)力裝置及大樁徑動(dòng)力裝置關(guān)鍵部位構(gòu)造
1301.抱軸動(dòng)力裝置減速機(jī)輸出端口與轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具裝置構(gòu)造圖，1302. 疊合動(dòng)力裝置減速機(jī)輸出軸花鍵套端口及內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速機(jī)輸出端口、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管 組配壓裝置、重力傳感裝置及端口構(gòu)造圖，1303.鉆桿頂部?jī)?nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力裝置減速機(jī)輸出端口、鉆桿 接口、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組輸壓接口轉(zhuǎn)換裝置、重力傳感器端口構(gòu)造圖，1304.轉(zhuǎn)動(dòng) 軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具鎖緊狀態(tài)構(gòu)造詳圖，1304a.轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具分離狀 態(tài)構(gòu)造詳圖，1305.內(nèi)轉(zhuǎn)桿、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝置、重力傳感器連接端口構(gòu) 造詳圖，1306.疊合減速機(jī)輸出軸鉆桿花鍵套組合接口構(gòu)造詳圖，1307.鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)分離裝置構(gòu)造詳 圖，1308.轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組交錯(cuò)承插接口承插狀態(tài)構(gòu)造詳圖，
1310.減速機(jī)輸出軸，1311.抱軸動(dòng)力裝置減速機(jī)箱底蓋裙邊，1312.液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾) 具連接軸，1313.平鍵，1314.液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具連接螺套，1315.液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾) 具座，1316.軸徑變換調(diào)整套，1317.滑動(dòng)鍵爪，1318.接長(zhǎng)滑動(dòng)鍵爪，1319.接長(zhǎng)滑動(dòng)鍵爪固 定螺栓，1320.靜態(tài)液壓管接口， 1321.徑向環(huán)形槽，1322.密封圈，1323.壓力液傳輸孔道，1324. 配壓環(huán)形槽，1325.卡(夾)具配壓孔道，1326.滑動(dòng)鍵爪內(nèi)嵌液壓缸固定活塞座，1327.固定活 塞座配壓孔道，1328.滑動(dòng)密封壓力液注入咀，1329.固定活塞連桿，1330.固定活塞，1331.滑 動(dòng)鍵爪內(nèi)嵌液壓缸，1332.內(nèi)嵌液壓缸封蓋，1333.連桿固定并帽，1334內(nèi)嵌液壓缸活塞前室， 1335.內(nèi)嵌液壓缸活塞后室；
1340.重力傳感器，1341.傳感器探頭，1342.環(huán)形槽組轉(zhuǎn)動(dòng)軸，1143.轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝 置外殼，1344.環(huán)形槽與壓力液傳輸孔道聯(lián)通U, 1345.壓力液傳輸孔道引出承插管，1346.輸出 軸法蘭連接螺套，1347.輸出軸鉆桿連接花鍵套組合接口， 1148.轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝置頂蓋，1349.混凝土進(jìn)料口，
1350.軸肩轉(zhuǎn)動(dòng)分離軸，1351.法蘭接U， 1352.法蘭罩殼，
具體實(shí)施例方式
在圖1 5實(shí)列中
展示了旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁(0105)與平頭柱形樁(0101)、尖頭柱形樁(0102)、 盤結(jié)樁(0103)及螺絲樁(0104)的外形特征差異和在在重力荷載作用下不同特征樁體產(chǎn)生的樁端 阻力(0201)、樁側(cè)阻力(0202)和樁端壓力擴(kuò)散影響范圍(0401)的差異。
在圖6 7實(shí)例中
主要旋擴(kuò)錐體螺盤混凝土灌注樁體(0601 0708)外型實(shí)例及其它衍生外型，均可通過圖10 中中小樁徑成樁裝置組合(1001)或大樁徑成樁裝置組合(1002),選擇配裝符合相應(yīng)設(shè)計(jì)要求的鉆入 擴(kuò)張裝置模塊(1101 1109)，以圖8圖9中小樁徑與大樁徑成樁裝置的成樁方法實(shí)施成樁作業(yè)， 其外型(1101 1109)的變化另一關(guān)鍵是按設(shè)計(jì)和持力土層變化需要在鉆桿旋擴(kuò)提升過程(0803、 0804、 0907、 0909)中，實(shí)時(shí)掌控鉆桿轉(zhuǎn)速與提升速度的配合及對(duì)擴(kuò)螺瓣液壓推桿(1147)、擴(kuò)芯旋 擴(kuò)弧形肋板液壓推桿(1148、 1149)推伸錐體螺盤旋擴(kuò)瓣(1141)、樁芯旋擴(kuò)弧形肋板(1142)的 適時(shí)適度的伸縮控制。
在圖IO所示實(shí)例中
中小樁徑成樁裝置組合(1001)和大樁徑成樁裝置組合(1002)分別由鉆入旋擴(kuò)裝置(1003)、帶 錐體牽引螺紋鉆桿(1004)、接長(zhǎng)鉆桿(1005)或帶花鍵鎖槽接長(zhǎng)鉆桿(1006)、疊合動(dòng)力裝置(1007) 或抱軸動(dòng)力裝置(1008) +鉆桿頂部?jī)?nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力裝置(1009)并配置轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝置(1011) 和重力傳感器組成；裝置由相應(yīng)的動(dòng)力裝置減速機(jī)提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力，通過相應(yīng)的減速機(jī)輸出軸(1310)、 輸出軸鉆桿連接花鍵套組合接口 (1347)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具(1315)及鉆桿、鉆入 旋擴(kuò)裝置的連接花鍵軸組合接口 (1214、 1154)、花鍵套組合接口 (1215、 1216、 1217、 1152)與 錐臺(tái)牙嵌接口 (1123、 1137)傳輸?shù)秸麄€(gè)鉆桿(1201 1205)和鉆入擴(kuò)張裝置(1101 1109)。
在圖11所示的鉆入擴(kuò)張裝置實(shí)施例中
鉆入旋擴(kuò)裝置模塊組各模塊(1001—1009)均由鉆尖裝置(1010)和相應(yīng)旋擴(kuò)裝置組裝而成； 其鉆尖裝置(1010)由帶錐臺(tái)牙嵌套接口 (1137)的尖尾部(1121)、帶錐臺(tái)牙嵌接口 (1123) 的鉆尖尖部(1122)、定向尾翼(1124)、空心升降液壓推桿(1125)、鉆尖尖部反力觸探頭(1126)、 重力平衡液壓調(diào)節(jié)推桿(1127)、鉆尖助鉆變徑牽引螺紋(1129)、鉆尖尾部花鍵軸接口 (1130)、 伸縮保護(hù)套(1131)、防堵塞噴水咀(1133)、尾翼定位滑鍵槽(1134)、尾翼滑動(dòng)平鍵(1135)、空 心反力探頭連桿(1136)、反力傳遞導(dǎo)桿(1138)等組裝而成；鉆尖尾部上端通過花鍵軸接口 (1130) 與旋擴(kuò)裝置鉆尖花鍵套接口 (1152)相連接，鉆尖尾部下端錐臺(tái)牙嵌套口與鉆尖錐臺(tái)牙嵌接合面為 防卡塞面楞觸靠構(gòu)造(1167);鉆尖尖部上端(1122)與定向尾翼(1124)、空心液壓推桿(1125) 的組裝鏈接通過空心液壓推桿升降實(shí)現(xiàn)混凝土灌注口的開啟與閉合，與之聯(lián)動(dòng)的連接在定向尾翼 (1124)和旋擴(kuò)裝置外殼(1143)間的伸縮保護(hù)套(1131)則實(shí)時(shí)對(duì)外露在混凝土灌注通道內(nèi)的空 心液壓推桿(1125)與混凝土進(jìn)行隔離防護(hù)；鉆尖尖部反力觸探頭(1126)通過空心反力探頭連 桿(1136)與重力平衡液壓調(diào)節(jié)推桿下端(1127)連接，通過重力平衡液壓調(diào)節(jié)推桿(1127)的升 降，平衡反力探頭及上部所有反力傳遞導(dǎo)桿(1138)的重力同時(shí)保證減速機(jī)頂部重力傳感器(1340) 的傳感器探頭(1341)與反力傳遞導(dǎo)桿(1138)頂平面接觸實(shí)現(xiàn)傳感器初始數(shù)據(jù)"對(duì)零"；從轉(zhuǎn)動(dòng) 軸液壓管之一傳輸?shù)母邏核ㄟ^輸出端口與注水接口 (1139)的連接，透過裝置在鉆入狀態(tài)空心液 壓推桿(1125)和空心反力探頭連桿(1136)開孔形成的通道壓送至具有防堵塞噴水咀(1133)的 鉆尖噴水口 (1128)和擴(kuò)張裝置側(cè)壁噴水口 (1140)噴出，以達(dá)到潤滑鉆入擴(kuò)張裝置及鉆桿外周為 鉆入減阻的冃的；
旋擴(kuò)裝置之間的差異在于選用錐體螺盤旋擴(kuò)瓣因樁體承載方向的改變而變化其螺旋坡面朝向 的變化及其旋擴(kuò)裝置外殼配套助鉆螺紋錐面始終與選用錐體螺盤旋擴(kuò)瓣保持一致的變化，和擴(kuò)張功 能上根據(jù)設(shè)計(jì)需求對(duì)螺盤和樁芯都進(jìn)行擴(kuò)張的"雙擴(kuò)"(1101 1103、 U01a 1103a)或只對(duì)螺盤和樁芯其中之一進(jìn)行擴(kuò)張(簡(jiǎn) 簡(jiǎn)、1104a 1109a)的"單擴(kuò)"間的差異；
"雙擴(kuò)"旋擴(kuò)裝置由樁芯旋擴(kuò)弧形肋板(1142)與旋轉(zhuǎn)密閉罩(1146)套合安裝鉸接在旋擴(kuò)裝 置外殼(1143)旋轉(zhuǎn)軸座上，通過鉸接在旋擴(kuò)裝置設(shè)備密閉倉內(nèi)并與樁芯旋擴(kuò)弧形肋板U142)鉸 接的擴(kuò)芯肋板液壓推桿(1148)和擴(kuò)芯肋板輔助液壓推桿(1149)的液壓伸縮實(shí)現(xiàn)樁芯旋擴(kuò)弧形肋 板(1142)的旋轉(zhuǎn)開合及旋轉(zhuǎn)密閉罩(1146)的開合聯(lián)動(dòng)，在旋擴(kuò)弧形肋板完成旋升擴(kuò)徑的同時(shí)實(shí) 現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)密閉罩對(duì)設(shè)備密閉倉(1165)的密閉防護(hù)；而錐體螺盤旋擴(kuò)瓣(1141)則是鉸接安裝在樁 芯旋擴(kuò)弧形肋板(1142)的擴(kuò)螺旋轉(zhuǎn)軸座上，通過鉸接在樁芯旋擴(kuò)弧形肋板(1142)并與錐體螺盤 旋擴(kuò)瓣(1141)鉸接的擴(kuò)螺瓣液壓推桿(1147)對(duì)錐體螺盤旋擴(kuò)瓣(1141)的液壓伸縮推動(dòng)，實(shí)現(xiàn) 旋擴(kuò)成樁過程中對(duì)錐體螺盤截面尺寸的擴(kuò)張；
安裝在旋擴(kuò)裝置外殼(1143)上的液壓管組固定錯(cuò)位承插接口 (1156)在保證液壓管組(1157) 芯管(1158)在鉆入旋擴(kuò)裝置與鉆桿(1004、 1005、 1006)的連接中準(zhǔn)確對(duì)接并可達(dá)到使鉆桿內(nèi)交 錯(cuò)承插式液壓管組裝配體(1209)和鉆入旋擴(kuò)裝置(1003)及鉆桿同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過組固定錯(cuò)位 承插接口 (1156)對(duì)上部所有軸向定位在鉆桿內(nèi)的交錯(cuò)承插式液壓管組裝配體(1209)實(shí)現(xiàn)豎向"頂 托"支撐，使轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組軸肩脫離內(nèi)轉(zhuǎn)桿內(nèi)軸座肩臺(tái)降低轉(zhuǎn)動(dòng)阻力；安裝在液壓管組同定錯(cuò)位 承插接口 (1156)外側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)桿承重傳動(dòng)牙嵌接口座(1159)依托軸承(1160)構(gòu)造通過與上部?jī)?nèi) 轉(zhuǎn)桿牙嵌接口的承插對(duì)接，"頂伸"承受上部?jī)?nèi)轉(zhuǎn)桿(1206 1208)豎向重力，使內(nèi)轉(zhuǎn)桿限位在鉆 動(dòng)軸心上的同時(shí)使套合定位的內(nèi)轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸肩耐磨銅墊與軸座肩臺(tái)降低接觸壓力減少內(nèi)轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn) 動(dòng)磨阻。
在圖12所示鉆桿構(gòu)造實(shí)例中
鉆桿由統(tǒng)一的花鍵軸組合接口件(1222)和花鍵套組合接口件(1223、 1224)與鉆桿外管(1225、 1226)的焊接利用軸肩構(gòu)造分別將牙嵌接口內(nèi)轉(zhuǎn)桿(1206、 1207、 1208)、交錯(cuò)承插式液壓管組裝 配體(1209)及反力傳遞導(dǎo)桿(1138)按需求配置組合嵌套限位組裝成整體，使各相關(guān)鉆桿與其它 功能裝置部件的有效連接組裝成成樁裝置(1001、 1002)的組合；花鍵軸套組合接口構(gòu)造同時(shí)保證 了內(nèi)轉(zhuǎn)桿(1206、 1207、 1208)、交錯(cuò)承插式液壓管組裝配體(1209)的軸向滑動(dòng)限位和徑向自由 轉(zhuǎn)動(dòng)，以及反力傳遞導(dǎo)桿(1138)在芯管(1158)內(nèi)的軸向滑動(dòng)空間；
鉆桿及鈷入旋擴(kuò)裝置依靠花鍵軸套組合接口 (1222、 1223、 1224)的受力均勻、徑向承載能力 高、對(duì)中定位精度高、導(dǎo)向性好、對(duì)軸和輪轂強(qiáng)度削弱低、接口抗彎能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)在與鉆入旋擴(kuò)裝 置(1003)、鉆桿(1004、 1005、 1006)、輸出軸鉆桿連接花鍵套(1347)和液壓滑動(dòng)花鍵卡(夾) 具(1315)的連接中在穩(wěn)定傳遞大扭矩的同時(shí)保證了牙嵌接口內(nèi)轉(zhuǎn)桿(1206、 1207、 1208)、交錯(cuò) 承插式液壓管組裝配體(1209)及反力傳遞導(dǎo)桿(1138)均實(shí)現(xiàn)同心同步準(zhǔn)確對(duì)接，花鍵軸與花鍵 套接口套合連接后用尾端螺紋圓錐銷固定，在帶防護(hù)塞口螺尾圓錐銷孔(1164)的外防護(hù)塞口填塞 防護(hù)塞防止泥土和混凝土進(jìn)入；
交錯(cuò)承插式液壓管組裝配體(1209)由轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組交錯(cuò)承插接口件(1220)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓 管組定位件(1228)通過與芯管(1158)的焊接及液壓管組(1157)的點(diǎn)焊連接組成，并通過轉(zhuǎn)動(dòng) 軸液壓管組交錯(cuò)承插接口件(1220)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組定位件(1228)外周的醛縮醇耐磨塑料襯套 (1229)降低與內(nèi)轉(zhuǎn)桿管壁的磨擦使之能在內(nèi)轉(zhuǎn)桿(1206、 1207、 1208)管內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過 鉆桿連接實(shí)現(xiàn)液壓管組之間交錯(cuò)承插密封連接傳輸壓力液體并保證所有對(duì)接液壓管組裝配體與鉆 桿同心同步旋轉(zhuǎn)；
反力傳遞導(dǎo)桿(1138)由兩端的反力傳輸導(dǎo)桿定位螺栓(1162)限位安裝在芯管(1158)內(nèi)保 證了各反力傳遞導(dǎo)桿(1138)都能隨鉆桿(1201 1205)、鉆入擴(kuò)張裝置(1101 1109)及動(dòng)力裝 置(1001、 1009)的連接使其端面準(zhǔn)確對(duì)靠，并向上部重力傳感器(1340)傳遞由鉆尖尖部反力觸 探頭(1126)探測(cè)到的持力層反力變化。
在圖13所示動(dòng)力傳輸裝置構(gòu)造實(shí)例中
轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝置(1011)通過軸承將環(huán)形槽組轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1342)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸配壓裝置 外殼(1143)內(nèi)保證其自由旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上徑向環(huán)形槽(1321)通過各自相鄰的一對(duì)密封圈(1322) 實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)動(dòng)中與其它環(huán)形槽及外界相互隔離和密封，各環(huán)形槽都與轉(zhuǎn)配壓裝置外殼(1143)上靜態(tài)液壓管接口 (1320)內(nèi)壁開孔一一相對(duì)，各環(huán)形槽通過壓力液傳輸孔道聯(lián)通口 (1344)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸內(nèi) 對(duì)應(yīng)軸向壓力液傳輸孔道(1323)連通經(jīng)壓力液傳輸孔道引出承插管(1345)將壓力液輸配給液壓 管組；
大樁徑抱軸動(dòng)力裝置以多動(dòng)力減速機(jī)大口徑空心輸出軸環(huán)抱鉆桿，由轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡 (夾)具(1012)裝置通過液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具連接軸(1312)平鍵(1313)輸出軸液壓滑 動(dòng)花鍵爪卡(夾)具連接螺套(1314)安裝固定在減速機(jī)輸出軸(1310)上并隨減速機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)； 液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具連接軸(1312)上端側(cè)壁的徑向環(huán)形槽(1321)通過各自相鄰的一對(duì)密 封圈(1322)實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)動(dòng)中與另一環(huán)形槽及外界隔離和密封，兩個(gè)環(huán)形槽(1321)與安裝在減速機(jī) 箱底蓋裙邊(1311)上的靜態(tài)液壓管接口 (1320)在內(nèi)壁開口一一相對(duì)并與卡具連接軸(1312)內(nèi) 各自的壓力液傳輸孔道(1323)連通至相對(duì)的卡(夾)具座(1315)頂面的配壓環(huán)形槽(1324)， 而配壓環(huán)形槽(1324)通過與各相連的卡(夾)具配壓孔道(1325)和固定活塞座配壓孔道(1327) 將傳輸來的壓力液由滑動(dòng)密封壓力液注入咀(1328)分別輸送到滑動(dòng)鍵爪內(nèi)嵌液壓缸(1331)由固 定活塞連桿(1329)固定在滑動(dòng)鍵爪內(nèi)嵌液壓缸固定活塞座(1326)上的固定活塞(1330)分隔出 的內(nèi)嵌液壓缸活塞前室(1334)和內(nèi)嵌液壓缸活塞后室(1335)，在壓力液推動(dòng)下隨著內(nèi)嵌液壓缸活塞 前室(1334)和內(nèi)嵌液壓缸活塞后室(1335)相對(duì)空間的變化使滑動(dòng)鍵爪(1317)前后滑動(dòng)完成對(duì)軸 件或鉆桿外側(cè)花鍵鎖槽(1230)的夾緊鎖固與分離；而轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具(1012) 可根據(jù)所抓卡鉆桿軸徑尺寸選擇相配的軸徑變換調(diào)整套(1316),以接長(zhǎng)滑動(dòng)鍵爪固定螺栓(1319) 連接滑動(dòng)鍵爪(1317)與相配的接長(zhǎng)滑動(dòng)鍵爪(1318)完成對(duì)不同外徑軸件或鉆桿外側(cè)花鍵鎖槽 (1230)的夾緊鎖固與分離動(dòng)作，以擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具(1012)對(duì)不同外徑軸 件及鉆桿的適應(yīng)范圍，節(jié)約因軸徑變換需更換液壓滑動(dòng)花鍵卡(夾)具的投資成本；
中小樁徑疊合動(dòng)力裝置(1077)將鉆桿多動(dòng)力減速裝置(1014)、混凝土進(jìn)料口 (1349)立管、 內(nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力減速裝置(1013)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝置(1011)、重力傳感器(1340)沿轉(zhuǎn)軸軸心 線相繼疊合組裝成整體，并由輸出軸鉆桿花鍵套組合接口 (1306)通過輸出軸法蘭連接螺套(1346) 和輸出軸鉆桿連接花鍵套(1347)與減速機(jī)輸出軸的組合連接，整合了鉆桿傳動(dòng)、內(nèi)轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)、液壓 管組傳動(dòng)和交錯(cuò)承插密封同步連接技術(shù)，保證了與鉆桿花鍵軸套接口的統(tǒng)一；
大樁徑內(nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力裝置(1303)將進(jìn)料口 (1349)立管、內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速裝置(1013)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液 壓管組配壓裝置(1011)、重力傳感器(1340)沿轉(zhuǎn)軸軸心線相繼疊合組裝成整體，由輸出軸鉆桿 花鍵套接U (1217)整合了內(nèi)轉(zhuǎn)桿傳動(dòng)、液壓管組轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)和交錯(cuò)承插密封同步連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了與 鉆桿花鍵軸套接口的統(tǒng)一，鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)分離裝置(1307)應(yīng)用雙軸承(1160)、軸肩轉(zhuǎn)動(dòng)分離軸(1350)、 法蘭罩殼(1352)與法蘭接口 (1351)的連接構(gòu)造在實(shí)現(xiàn)外鉆桿連接的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了外鉆桿的徑向轉(zhuǎn) 動(dòng)不再向上部傳遞功能。
權(quán)利要求
1. 一種以鉆入旋擴(kuò)方式擠密加固持力土層并以大截面錐體螺旋坡面獲得端阻與側(cè)阻且通過螺旋擴(kuò)張?jiān)龃髽缎緳M截面綜合提升承載力的旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁，其特征是通過旋擴(kuò)灌注在持力土層中形成以大截面錐形螺旋體盤繞且凸出外周的可變徑圓柱樁體，并以與樁體軸線形成適度傾角的大截面連續(xù)螺旋錐體縱向輔助樁芯承載同時(shí)以螺旋錐體坡面向持力土層均勻傳遞擴(kuò)散樁體承載的豎向荷載，并可根據(jù)設(shè)計(jì)和承載需要隨意旋擴(kuò)改變樁體芯徑。
2. —種通過特種連接構(gòu)造將動(dòng)力裝置、組合鉆桿、鉆入旋擴(kuò)裝置、承插式轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接液壓管組 裝配體、轉(zhuǎn)動(dòng)軸配壓輸壓機(jī)構(gòu)、重力傳感裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具等組裝成的旋擴(kuò) 變徑錐體螺盤混凝土灌注樁成樁裝置，其特征是由鉆入噴水減阻系統(tǒng)、土層反力觸探傳感系統(tǒng)、 混凝土灌注口液壓開啟閉合系統(tǒng)、樁體塑形旋擴(kuò)系統(tǒng)、混凝土二次攪拌灌注增壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓 管組配壓輸壓系統(tǒng)、專用組合連接系統(tǒng)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑鍵花鍵爪鎖(夾)緊系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等 多系統(tǒng)協(xié)同完成成樁工作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述成樁裝置中鉆入旋擴(kuò)裝置由旋擴(kuò)裝置與鉆尖組成，其特征是旋擴(kuò)裝置 殼體為錐體螺紋環(huán)繞并與鉆桿同徑的圓柱狀外型，內(nèi)分隔為混凝土灌注通道和設(shè)備密閉倉兩部分， 上端為鉆桿花鍵軸組合連接端口，下端為鉆尖花鍵套組合連接端口，設(shè)備密閉倉開口處鉸接安裝有 旋擴(kuò)弧形肋板及與旋擴(kuò)弧形肋板同軸鉸接聯(lián)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)密閉罩以鉸接在密閉倉壁軸座與旋擴(kuò)螺旋弧 形肋板軸座的液壓推桿的推拉實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)伸縮，樁芯旋擴(kuò)螺旋弧形肋板旋切開口鉸接安裝有錐體螺盤 旋擴(kuò)瓣通過鉸接在旋擴(kuò)螺旋弧形肋板軸座和錐體螺盤旋擴(kuò)瓣內(nèi)連接軸座的液壓推桿的推拉實(shí)現(xiàn)旋 轉(zhuǎn)伸縮；旋擴(kuò)裝置可根據(jù)需求不僅組裝成可旋擴(kuò)錐體螺盤同時(shí)可旋擴(kuò)樁體芯徑的雙擴(kuò)功能旋擴(kuò)裝 置，也可簡(jiǎn)化構(gòu)造組裝成僅旋擴(kuò)錐體螺盤或僅旋擴(kuò)樁體芯徑的單擴(kuò)功能旋擴(kuò)裝置；鉆尖為環(huán)繞錐體 變徑螺紋的圓錐體外型的鉆尖尖部與鉆尖尾部組成，鉆尖尖部與鉆尖尾為錐臺(tái)牙嵌雙向鎖定離合構(gòu) 造，鉆尖尾部上端為與旋擴(kuò)裝置同徑配套的花鍵軸接口與旋擴(kuò)裝置殼體下端花鍵套接口套合用尾部 螺紋銷固定，鉆尖尖部以空心連桿連接鉆尖定向尾翼并連接安裝在旋擴(kuò)裝置殼體密閉倉中的鉆尖尖 部空心液壓推桿下端，通過定向尾翼上的滑鍵與鉆尖尾部?jī)?nèi)側(cè)的滑鍵槽的定向配合，鉆尖尖部與鉆 尖尾部接合面錐臺(tái)雙向鎖定牙嵌構(gòu)造在每次開啟和閉合中始終保持接口對(duì)正，閉合時(shí)鉆尖尾部下端 平口內(nèi)楞邊與鉆尖尖部上錐臺(tái)面觸靠，反力探頭及反力傳導(dǎo)空心連桿穿過鉆尖尖部及空心連桿、鉆 尖定向尾翼、液壓空心推桿與安裝在擴(kuò)張裝置殼體密閉倉中的反力導(dǎo)桿重力平衡液壓調(diào)節(jié)推桿下端 連接，在鉆桿鉆入時(shí)鉆尖尖部與鉆尖尾部錐臺(tái)牙嵌面閉合，擴(kuò)張裝置注水孔道、鉆尖液壓空心推桿、 反力傳導(dǎo)空心連桿、鉆尖注水孔道的開孔處在對(duì)齊狀態(tài)并通過孔軸密封技術(shù)利用鉆尖液壓空心推 桿、反力傳導(dǎo)空心連桿空腔形成鉆尖噴水通道，噴水口錐形凹窩內(nèi)螺孔安裝防堵塞噴水咀；而反力 導(dǎo)桿重力平衡液壓調(diào)節(jié)推桿上端向上頂托，使上部所有反力傳導(dǎo)桿的端面接觸并使最上端面與動(dòng)力 頭頂部的重力傳感器探頭底面接觸并保持探測(cè)器件靈敏和初始反力"對(duì)零"，隨時(shí)讓重力傳感器感 觸鋪?zhàn)姐@尖尖部土層反力變化的信號(hào)；伸縮密閉罩相連于定向鉆尖尾翼和擴(kuò)張裝置殼體之間隨鉆尖 升降而聯(lián)動(dòng)縮伸；旋擴(kuò)裝置上端花鍵軸組合接口端內(nèi)軸座安裝有固定承插接口液壓管組，上端與鉆 桿內(nèi)液壓管組承插連通，使上部鉆桿內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組同步跟隨旋擴(kuò)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，下端各液壓管口輸 出端與密閉倉中各液壓裝置對(duì)應(yīng)接口連接；液壓管組固定承插接口外側(cè)安裝有內(nèi)轉(zhuǎn)桿承重轉(zhuǎn)動(dòng)牙嵌 接口座與上端鉆桿內(nèi)內(nèi)轉(zhuǎn)桿牙嵌接口對(duì)接；鉆入旋擴(kuò)裝置外牽引錐體螺紋與錐體螺盤旋擴(kuò)瓣截面受 力特征一致。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合鉆桿其特征是通過花鍵軸組合接口件和花鍵套組合接口件(或 帶鍵槽鎖口的花鍵套組合接口件)與鉆桿外管(帶錐體螺紋或無螺紋)的焊接，利用花鍵軸接口件 和花鍵套接口件的內(nèi)軸座與帶牙嵌端口的內(nèi)轉(zhuǎn)桿(或帶正反攪拌螺葉和增壓螺桿內(nèi)轉(zhuǎn)桿、帶正反攪 拌螺葉內(nèi)轉(zhuǎn)桿)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組、反力傳導(dǎo)桿端部之間的軸肩構(gòu)造按功能要求進(jìn)行軸向限位組合 裝配成功能各異的組合鉆桿，反力傳導(dǎo)桿安裝嵌套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組的芯管內(nèi)并保證一定的軸向滑 動(dòng)空間；鉆桿外牽引錐體螺紋與鉆入旋擴(kuò)裝置上段一致。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的花鍵軸套組合接口其特征是以花鍵軸、花鍵套、尾部螺紋銷固定為 裝置端外轉(zhuǎn)軸構(gòu)件接口連接形式，通過花鍵軸與花鍵套在套合連接同時(shí)使套合在內(nèi)軸座內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)桿 牙嵌口、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組交錯(cuò)承插口同步與各自相接接口連接，以接口結(jié)合平面的密封墊圈和承插 管孔孔軸密封圈實(shí)現(xiàn)組合密封。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的承插式轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組裝配體其特征是以插入和穿過兩端交錯(cuò)承插 接口件和液壓管組定位件具有適度剛度的芯管和在兩端交錯(cuò)承插接口件端面呈現(xiàn)間隔伸出和間隔縮進(jìn)環(huán)繞芯管四周整齊排列的液壓管群通過管壁與液壓管組定位件和交錯(cuò)承插接口件的焊接固定， 所有液壓管和芯管同長(zhǎng)，管端統(tǒng)一為推拔口，兩端管口縮進(jìn)端口尺寸大于伸出端口尺寸且尺寸一致， 交錯(cuò)承插接口件所有管端縮進(jìn)孔內(nèi)壁兩端近孔口安有一對(duì)密封圈邊口相對(duì)的孔軸密封圈，每支插入 的推拔管口都能準(zhǔn)確套入密封圈中，交錯(cuò)承插接口件和液壓管組定位件呈圓柱狀，在其外周的軸瓦 環(huán)形槽內(nèi)嵌入耐磨襯套。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸壓力液配給機(jī)構(gòu)其特征是通過對(duì)兩端圓錐滾子軸承的固定將環(huán)形槽轉(zhuǎn)動(dòng)軸定位在轉(zhuǎn)動(dòng)軸配壓裝置外殼軸孔內(nèi)，環(huán)形槽組轉(zhuǎn)動(dòng)軸至少 有一個(gè)(含一個(gè))以上數(shù)量的徑向環(huán)形槽，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上每一徑向環(huán)形槽兩側(cè)都安裝有一對(duì)密封圈與其 它環(huán)形槽及外界進(jìn)行隔離實(shí)現(xiàn)密封，各環(huán)形槽都與轉(zhuǎn)配壓裝置外殼上靜態(tài)液壓管接口內(nèi)壁開孔位置 一一相對(duì)，各環(huán)形槽通過一聯(lián)通口與轉(zhuǎn)動(dòng)軸內(nèi)對(duì)應(yīng)軸向液壓液傳輸孔道連通，并經(jīng)液壓液傳輸孔道 引出承插管將液壓液輸配給轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組，轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心孔道上與轉(zhuǎn)動(dòng)軸配壓裝置外殼頂蓋中心接 口孔對(duì)正，下由引出承插芯管與轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組芯管插口相接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵爪卡(夾)具通用轉(zhuǎn)動(dòng)軸壓力驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)械機(jī)構(gòu) 其特征是通過液壓滑動(dòng)鍵花鍵爪卡具連接軸、平鍵、輸出軸液壓液壓滑動(dòng)鍵花鍵爪卡(夾)具連接螺套、安裝固定在減速機(jī)輸出軸上并隨減速機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)，液壓滑動(dòng)鍵花鍵爪卡具連接軸上端側(cè) 壁的一對(duì)(包括一對(duì)以上)徑向環(huán)形槽通過各自相鄰的一對(duì)密封圈實(shí)現(xiàn)與另一環(huán)形槽及外界隔離和 密封，徑向環(huán)形槽與安裝在減速機(jī)箱底蓋裙邊上的靜態(tài)液壓管接口內(nèi)壁開口一一相對(duì)并與卡具連接 軸內(nèi)各自的液壓液傳輸孔道連通至相對(duì)應(yīng)的卡具座頂面的配壓環(huán)形槽，每個(gè)配壓環(huán)形槽通過與各自 相連的卡具配壓孔道和固定活塞座配壓孔道與滑動(dòng)內(nèi)嵌式液壓缸由固定活塞連桿固定在滑動(dòng)液壓 缸固定活塞座上的固定活塞分隔出的液壓缸活塞前室和液壓缸活塞后室聯(lián)通，在液壓液壓力推動(dòng)下隨著液壓缸活塞前室和液壓缸活塞后室相對(duì)空間大小的變化滑動(dòng)鍵爪前后滑動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花 鍵爪卡具內(nèi)側(cè)可安裝軸徑變換調(diào)整套，以接長(zhǎng)滑動(dòng)鍵爪固定螺栓連接滑動(dòng)鍵爪與相配的接長(zhǎng)滑動(dòng)鍵 爪共同聯(lián)動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力裝置，其特征是大樁徑動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由抱軸動(dòng)力裝置以多動(dòng)力 減速裝置環(huán)繞對(duì)稱布置在大經(jīng)空心輸出軸四周，鉆桿在大徑輸出軸中心穿過由轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓滑動(dòng)花鍵 爪卡(夾)具夾緊鎖固，由混凝土進(jìn)料口管、內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝置、重力傳感器以內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速裝置輸出軸軸心線由下而上疊合組裝成內(nèi)轉(zhuǎn)桿動(dòng)力動(dòng)力裝置，通過混凝土進(jìn)料口 立管與鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)分離裝置連接管端與帶花鍵鎖槽的花鍵套接口件將內(nèi)轉(zhuǎn)桿、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組、反力 傳導(dǎo)桿接口組裝成與鉆桿接口統(tǒng)一的花鍵套組合接口連接鉆桿協(xié)同抱軸動(dòng)力動(dòng)力裝置一道工作；中 小樁徑動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由多動(dòng)力減速裝置、混凝土進(jìn)料口立管、內(nèi)轉(zhuǎn)桿減速裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓裝 置、重力傳感器沿轉(zhuǎn)軸軸心線由下而上組裝成疊合動(dòng)力裝置，通過輸出軸法蘭連接螺套和輸出軸鉆桿連 接花鍵套與動(dòng)力頭減速機(jī)輸出軸的連接，將鉆桿、內(nèi)轉(zhuǎn)桿、液壓管組、反力傳導(dǎo)桿接口組裝成與鉆桿接 口統(tǒng)一的花鍵套組合接口。
10. 以滿足旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁外形設(shè)計(jì)和承載要求技術(shù)特征同時(shí)滿足成樁裝置技 術(shù)特征要求的成樁方法，其特征是由噴水鉆入通過反力觸探準(zhǔn)確抵達(dá)持力土層設(shè)計(jì)深度，并通過 螺旋提升擴(kuò)螺擴(kuò)徑同步攪拌增壓灌注樁體混凝土一次成樁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋擴(kuò)變徑錐體螺盤混凝土灌注樁及成樁裝置和涉及的施工方法。樁體以外周連續(xù)不重疊的大截面錐形螺盤體坡面承受端阻與側(cè)阻，并以錐體螺盤輔助樁體承壓，通過鉆入擠密加固樁周持力土層、增加樁體端阻面積和擴(kuò)大樁芯直徑大幅提升樁體承載能力和抗震性能；成樁裝置由外帶牽引螺紋鉆入擴(kuò)張裝置和鉆桿、動(dòng)力頭、轉(zhuǎn)動(dòng)軸液壓管組配壓輸壓系統(tǒng)等裝置組成，具有反力探測(cè)、噴水減阻、灌注口液壓離合、螺旋擴(kuò)螺、自由變徑、混凝土攪拌增壓灌注、模塊化組合等技術(shù)特征；并具有噴水減阻輕松鉆入依據(jù)觸探準(zhǔn)確抵達(dá)設(shè)計(jì)持力層深度，旋擴(kuò)塑形同步提升攪拌增壓灌注混凝土，以一次鉆入和旋升即可完成各種復(fù)雜變形錐體螺盤灌注樁的成樁方法。
文檔編號(hào)E02D5/34GK101413263SQ20081019661
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者余安南 申請(qǐng)人:余安南