本發(fā)明屬于樁工機(jī)械，尤其涉及一種路橋施工用打樁機(jī)及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、旋挖鉆機(jī)以其低噪音、低振動(dòng)、鉆進(jìn)速度快、施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)移動(dòng)就位方便、施工占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛推廣，尤其在市政工程和施工工期較緊、橋梁分布較分散的高速公路上應(yīng)用較多。然而對(duì)于堅(jiān)硬巖層，如果用現(xiàn)有技術(shù)的旋挖鉆機(jī)強(qiáng)行鉆進(jìn)，不僅鉆進(jìn)速度慢、鉆具磨損快、機(jī)械設(shè)備損耗大，而且還容易發(fā)生鉆桿劈裂等機(jī)械事故，因此需要換用專門針對(duì)堅(jiān)硬巖層的鉆進(jìn)設(shè)備，在實(shí)際樁基孔施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到兩種以上不同的地層結(jié)構(gòu)，施工方因此需要根據(jù)地層特點(diǎn)采用合適的鉆孔工藝，由于現(xiàn)有技術(shù)中旋挖鉆機(jī)和其他專門針對(duì)堅(jiān)硬巖層的鉆進(jìn)設(shè)備在結(jié)構(gòu)組成上有很大不同，在一臺(tái)設(shè)備上兩種鉆頭無法互換安裝使用，因此不能利用同一臺(tái)設(shè)備相繼完成兩種施工作業(yè)，而只能用兩種不同的設(shè)備分別施工，這樣不僅增加了設(shè)備的購(gòu)置、維護(hù)、運(yùn)輸成本，當(dāng)遇到比較狹窄的作業(yè)環(huán)境，兩臺(tái)設(shè)備交替安裝施工，不但降低了施工效率，也增加了施工成本，因此，如何對(duì)現(xiàn)有的旋挖鉆機(jī)進(jìn)行改進(jìn)使能適用于包括堅(jiān)硬巖層在內(nèi)的多種地層的鉆進(jìn)施工作業(yè)，仍然是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)背景技術(shù)中所述現(xiàn)有技術(shù)中的旋挖鉆機(jī)和專門針對(duì)堅(jiān)硬巖層的鉆進(jìn)設(shè)備在結(jié)構(gòu)組成上有很大差別，無法利用同一臺(tái)設(shè)備完成兩種施工作業(yè)，影響打樁鉆孔施工效率，增加施工成本的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種路橋施工用打樁機(jī)及其使用方法，利用一臺(tái)打樁設(shè)備，在遇到各種不同地層結(jié)構(gòu)時(shí)，可以隨時(shí)切換打樁機(jī)鉆頭，適應(yīng)不同鉆孔工藝需要，避免因頻繁更換鉆孔設(shè)備影響施工進(jìn)度的情況，提高施工效率，減少施工成本。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的，一種路橋施工用打樁機(jī)，包括移動(dòng)車以及在移動(dòng)車端部安裝的打樁架，所述打樁架上安裝有高壓回轉(zhuǎn)動(dòng)力頭，在所述高壓回轉(zhuǎn)動(dòng)力頭上安裝有鉆桿總成，所述鉆桿總成包括第一鉆桿組件、第二鉆桿組件，以及第三鉆桿組件；所述第一鉆桿組件包括從外向內(nèi)套裝在一起的第一外套管、按壓導(dǎo)引管、旋轉(zhuǎn)引流管，以及第一中空管；所述第二鉆桿組件包括從外向內(nèi)套裝在一起的第二外套管以及第二中空管；所述第三鉆桿組件包括從外向內(nèi)套裝在一起的第三外套管以及第三中空管；所述第一外套管下端部與第二外套管的上端部相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二外套管下端部與第三外套管上端部固定連接，所述第一中空管、第二中空管，以及第三中空管自上而下依次固定連接；

3、所述打樁架上固定有滑軌，所述滑軌上安裝有第一滑座以及第二滑座，所述高壓回轉(zhuǎn)動(dòng)力頭安裝在第一滑座上，所述第二外套管穿過并固定在高壓回轉(zhuǎn)動(dòng)力頭上；所述第二滑座與第一外套管的外表面固定連接；

4、所述第三中空管的下端部固定連接有鑿巖鉆頭，在鑿巖鉆頭上方的第三中空管外壁上固定安裝有一個(gè)外花鍵套筒，在第三外套管的下端內(nèi)壁上設(shè)置有花鍵槽，所述外花鍵套筒與花鍵槽相配合連接，在第三外套管的下端部還設(shè)置有用于懸掛旋挖鉆頭的安裝孔；

5、所述第三外套管的內(nèi)管壁上固定設(shè)置有一個(gè)下支撐環(huán)，所述第三中空管的外管壁上固定設(shè)置有一個(gè)上支撐環(huán)，在下支撐環(huán)與上支撐環(huán)之間安裝有一個(gè)壓縮彈簧；

6、所述第一外套管的內(nèi)腔壁上設(shè)置有均布的引導(dǎo)槽，相鄰引導(dǎo)槽之間設(shè)置有隔斷，在所述隔斷的端部帶有弧形齒，所述引導(dǎo)槽分為深引導(dǎo)槽和淺引導(dǎo)槽，深引導(dǎo)槽與淺引導(dǎo)槽間隔設(shè)置，所述淺引導(dǎo)槽底端也帶有弧形齒，且淺引導(dǎo)槽上的弧形齒與隔斷端部的弧形齒相連接；所述按壓導(dǎo)引管的外側(cè)面均布設(shè)置有導(dǎo)引條，所述按壓導(dǎo)引管上的導(dǎo)引條與第一外套管的引導(dǎo)槽滑動(dòng)配合，在按壓導(dǎo)引管的底端設(shè)置有導(dǎo)引齒；所述旋轉(zhuǎn)引流管外表面的底端設(shè)置有均布的條形齒塊，所述旋轉(zhuǎn)引流管的上部設(shè)置有外導(dǎo)管，外導(dǎo)管一端連接旋轉(zhuǎn)引流管的內(nèi)導(dǎo)管，外導(dǎo)管另一端連接空壓機(jī)的送風(fēng)管，旋轉(zhuǎn)引流管的內(nèi)導(dǎo)管緊密接觸連接第一中空管的頂端；

7、所述第一外套管的外管壁上固定安裝有一個(gè)氣缸，氣缸的活塞桿固定連接按壓導(dǎo)引管的外管壁。

8、進(jìn)一步地，當(dāng)氣缸的活塞桿回縮時(shí)拉動(dòng)按壓導(dǎo)引管相對(duì)于第一外套管下移，旋轉(zhuǎn)引流管外表面的條形齒塊受按壓導(dǎo)引管上的導(dǎo)引齒壓迫下移，直到條形齒塊下移到第一外套管的隔斷端部弧形齒下方，然后氣缸的活塞桿復(fù)位，在壓縮彈簧的彈力作用下，第三中空管推動(dòng)第二中空管和第一中空管上移，第一中空管又推動(dòng)與其接觸的旋轉(zhuǎn)引流管上移，此時(shí)，條形齒塊隨旋轉(zhuǎn)引流管上移并產(chǎn)生以下兩種鉆桿總成工位狀態(tài)，第一工位狀態(tài)：條形齒塊經(jīng)隔斷端部弧形齒引導(dǎo)進(jìn)入深引導(dǎo)槽滑移較大距離，使旋轉(zhuǎn)引流管在按壓導(dǎo)引管內(nèi)部移動(dòng)較長(zhǎng)距離，從而使旋轉(zhuǎn)引流管內(nèi)部的第一中空管跟隨上移較大距離，此時(shí)，第二中空管和第三中空管跟隨第一中空管上移，并帶動(dòng)與第三中空管連接的鑿巖鉆頭回縮進(jìn)第三外套管內(nèi)部，滿足第三外套管連接旋挖鉆頭的需要；第二工位狀態(tài)：條形齒塊經(jīng)隔斷端部弧形齒引導(dǎo)進(jìn)入淺引導(dǎo)槽端部弧形齒下部，在淺引導(dǎo)槽端部弧形齒的弧頂處停留，使旋轉(zhuǎn)引流管在按壓導(dǎo)引管內(nèi)部移動(dòng)較短距離，旋轉(zhuǎn)引流管內(nèi)部的第一中空管跟隨上移較小距離，此時(shí)，第二中空管和第三中空管跟隨第一中空管上移，并帶動(dòng)與第三中空管連接的鑿巖鉆頭移動(dòng)較小距離后固定在第三外套管外部，滿足鑿巖鉆頭在硬巖地層上鉆孔需要；上述兩種工位狀態(tài)隨著活塞桿的收縮與復(fù)位交替實(shí)現(xiàn)，滿足鉆機(jī)為適應(yīng)不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)切換鉆孔作業(yè)方式的需要。

9、進(jìn)一步地，在第一外套管的下端部固定有軸承箱端蓋，在第二外套管的上端部固定有圓螺母，在圓螺母的下部安裝有推力軸承，推力軸承的外部安裝有軸承箱體，所述軸承箱體與軸承箱端蓋通過螺栓固定連接；所述圓螺母與第二外套管通過螺紋和第一平鍵固定連接。

10、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)引流管底端內(nèi)部安裝有向心球軸承，所述第一中空管穿設(shè)在向心球軸承中。

11、進(jìn)一步地，所述第一中空管與旋轉(zhuǎn)引流管內(nèi)腔接觸面處設(shè)置有密封圈。

12、進(jìn)一步地，所述第二中空管與第二外套管之間設(shè)置有支撐滑環(huán)，所述支撐滑環(huán)固定在第二中空管的管壁上，所述支撐滑環(huán)的外表面與第二外套管的內(nèi)表面滑動(dòng)配合。

13、進(jìn)一步地，所述第二鉆桿組件包括至少一節(jié)第二外套管和至少一節(jié)第二中空管，所述第二外套管的下端與第三外套管的上端通過絲扣或法蘭連接，所述第二中空管的下端與第三中空管的上端通過絲扣或法蘭連接。

14、更進(jìn)一步地，所述第二外套管有多節(jié)，所述第二中空管也有多節(jié)，第二外套管的數(shù)量與第二中空管的數(shù)量相同，且每節(jié)第二外套管的長(zhǎng)度與其內(nèi)部的第二中空管的長(zhǎng)度相同，相鄰的第二外套管之間通過絲扣或法蘭連接，相鄰的第二中空管之間也通過絲扣或法蘭連接。

15、進(jìn)一步地，所述鑿巖鉆頭為普通合金鉆頭或者帶有沖擊器的沖擊鉆頭。

16、作為優(yōu)化，在所述第三外套管的外表面上，螺旋環(huán)繞有雙螺旋葉片，雙螺旋葉片的邊緣上設(shè)置有若干子彈頭截齒。

17、進(jìn)一步地，所述旋挖鉆頭為螺旋鉆頭或旋挖鉆斗。

18、進(jìn)一步地，還包括有過渡接頭，所述過渡接頭的上端通過銷軸連接第三外套管的下端，過渡接頭的下端部連接旋挖鉆頭。

19、本發(fā)明還提供一種路橋施工用打樁機(jī)的使用方法，包括以下工作步驟：

20、s1、讓鉆桿總成保持第一工位狀態(tài)，鑿巖鉆頭回縮進(jìn)第三外套管內(nèi)部，第三外套管連接合適的旋挖鉆頭，旋挖鉆頭在高壓回轉(zhuǎn)動(dòng)力頭的驅(qū)動(dòng)下對(duì)上層軟土進(jìn)行旋挖成孔；

21、s2、當(dāng)鉆進(jìn)到硬巖地層時(shí)，旋挖鉆頭難以繼續(xù)旋挖成孔，卸掉旋挖鉆頭，讓鉆桿總成保持第二工位狀態(tài)，此時(shí)鑿巖鉆頭固定在第三外套管外部，鑿巖鉆頭在高壓回轉(zhuǎn)動(dòng)力頭的驅(qū)動(dòng)下對(duì)硬巖地層鉆孔，空壓機(jī)開啟給鑿巖鉆頭供應(yīng)高壓風(fēng)，滿足為鑿巖鉆頭降溫和排出鑿巖鉆頭附近巖渣的需要；

22、s3、當(dāng)鑿巖鉆頭鉆孔產(chǎn)生的巖渣較多無法及時(shí)排出，或者遇到較為松軟地層時(shí)，關(guān)閉空壓機(jī)，讓鉆桿總成由第二工位狀態(tài)切換成第一工位狀態(tài)，安裝旋挖鉆頭，利用旋挖鉆頭及時(shí)清理巖渣并擴(kuò)孔，或者在松軟地層鉆進(jìn)；

23、s4、根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)遇到的地層狀況和巖渣排出情況，及時(shí)切換鉆桿總成的工位狀態(tài)，并根據(jù)需要采用合適類型的鑿巖鉆頭和旋挖鉆頭，直至達(dá)到設(shè)計(jì)鉆孔深度要求。

24、進(jìn)一步地，在s1中，提供鋼管套筒、提供吊裝器械，旋挖鉆頭鉆孔到一段深度后，操作人員使用吊裝器械，將鋼管套筒吊裝入樁孔內(nèi)，繼續(xù)使用旋挖鉆頭向下旋挖鉆孔。

25、有益效果

26、1、本發(fā)明的路橋施工用打樁機(jī)及其使用方法，有效地結(jié)合了旋挖鉆機(jī)設(shè)備和專門針對(duì)堅(jiān)硬巖層的鉆進(jìn)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有旋挖機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造，可以很方便的利用一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行鉆孔施工作業(yè)方式切換，根據(jù)不同地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用合適的鉆孔工藝，有效解決了利用同一臺(tái)鉆進(jìn)設(shè)備在兩種不同的地層結(jié)構(gòu)相繼完成兩種鉆孔施工作業(yè)的技術(shù)問題，不僅減少了設(shè)備的購(gòu)置、維護(hù)、運(yùn)輸成本，還能避免因頻繁更換鉆孔設(shè)備影響施工進(jìn)度的情況，提高了施工效率，大幅度降低施工成本。

27、2、壓縮彈簧的設(shè)置一方面使第一中空管的頂端始終緊密壓緊接觸旋轉(zhuǎn)引流管的內(nèi)導(dǎo)管，防止空壓機(jī)的高壓風(fēng)在旋轉(zhuǎn)引流管的內(nèi)導(dǎo)管與第一中空管的頂端之間泄露，保證高壓風(fēng)全部送達(dá)鑿巖鉆頭處；另一方面壓縮彈簧配合氣缸完成鉆桿總成的工位狀態(tài)切換工作。

28、3、第一外套管與第二外套管之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)，有利于防止第一外套管跟隨第二外套管高速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第二滑座與第一外套管的外表面固定連接，因此能保持第一外套管相對(duì)靜止，保證供風(fēng)管道連接的穩(wěn)定性。

29、4、向心球軸承的設(shè)置可防止旋轉(zhuǎn)引流管跟隨第一中空管高速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于旋轉(zhuǎn)引流管的上部通過外導(dǎo)管連接有送風(fēng)管，因此，旋轉(zhuǎn)引流管保持靜止或低速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)將有利于送風(fēng)管的穩(wěn)定供風(fēng)。

30、5、支撐滑環(huán)的設(shè)置有利于保證第二中空管與第二外套管的相對(duì)位置保持穩(wěn)定。