一种仿DNA双螺旋结构的成孔设备及施工方法与流程

一种仿dna双螺旋结构的成孔设备及施工方法
技术领域
1.本发明涉及土木工程施工领域，尤其涉及一种仿dna双螺旋结构的成孔设备及施工方法。

背景技术：

2.在基础建设中，如何高效快速地完成桩基础的成孔，为后续桩基础的建设起到至关重要的作用，对于复杂条件下的各种天然土体所形成的天然地基，有着不同的桩基础成孔方式。对于具有复杂土层性质的地基，通常需采用不同的开挖成孔方式。现阶段已有的成孔方法一般为长螺旋钻机成孔法、冲击钻机成孔法、旋挖钻机成孔法和人工成孔法。现有的各种方法均有其不足之处：其中长螺旋钻机成孔法所需立面高度过高，深层不变进行开挖；冲击钻机成孔噪声过大；旋挖钻机需不断重复取土、卸土工作；人工成孔法人工成本大、安全风险大。因此，提出一种低噪声，无需反复取土、卸土，人工成本低且安全的钻进成孔设备和施工方法变得十分必要。

技术实现要素：

3.本发明提供了一种仿dna双螺旋结构的成孔设备及施工方法，克服背景技术中现有施工方法的缺陷。
4.一种仿dna双螺旋结构的成孔设备，包括：动力源、吊装机械以及由动力源驱动的螺旋钻筒；
5.动力源包括高频振动器、转动器和刚性保护壳，高频振动器与转动器均设置在刚性保护壳上；
6.螺旋钻筒包括钻杆与刀片，刀片包括第一螺纹刀片和第二螺纹刀片，第一螺纹刀片与第二螺纹刀片呈dnd双螺旋结构布置在钻杆外壁。
7.进一步地，上述钻杆的上端与转动器相连接，钻杆的下端为刀片刃尖。
8.进一步地，上述刚性保护壳连接在吊装机械的升降臂上，通过升降臂带动其下沉或上升。
9.进一步地，上述刀片刃尖为尖锥状。
10.进一步地，上述刀片的底端面高于钻杆的尖锥。
11.进一步地，上述动力源与螺旋钻筒的部件均由高强度钢制成。
12.一种仿dna双螺旋结构成孔设备的施工方法，采用上述方案，包括以下步骤：
13.s1：用吊装机械将螺旋钻筒与动力源固定至预定的成孔位置；
14.s2：启动动力源，钻杆在动力源的带动下逐渐贯入土层，贯入土层过程中，高频振动器振动钻杆，刀片正向钻进，此时由刀片刃尖和刀片共同承担成孔开挖工作；
15.s3：当钻孔到达设计深度后，停止动力源，并将转动器设置为高速反向转动，排出第一螺纹刀片与第二螺纹刀片之间的渣土，并及时进行清理渣土；
16.s4：渣土排完时，螺旋钻筒也沿着升降臂从孔内缓慢拔出，停止运转设备，最后在
土层里形成实心管孔；
17.s5：将制作好的钢筋笼放入管孔中，并将搅拌好的混凝土材料倒入，振动密实并浇筑完成单根管桩施工；
18.s6：重复s1～s5的操作，直至所有的管桩孔钻进及桩体浇筑完成。
19.本发明具有以下有益效果：本发明抛弃传统的打桩技术，采用机械钻进的成孔方法，快速、便捷、灵活，适应于常规软土地基和硬土层，应用范围大，适应我国不同地区的工程需要，是一种优质高效的管桩成孔设备；此外，设备的动力装置简单，尺寸合理，可以适应各种复杂的施工条件，并且有利于减小工程上的材料使用和能耗，是一项绿的新技术设备。
附图说明
20.图1为本发明结构的平面示意图；
21.图2为图1中a-a剖面结构示意图；
22.图3为本发明在现场钻孔施工示意图。
23.图中：1-动力源；101-高频振动器；102-转动器；103-刚性保护壳；2-螺旋钻筒；201-第一螺纹刀片；202-第二螺纹刀片；203-钻杆；204-刀片刃尖；3-吊装机械；301-升降臂；5-渣土。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
25.参考图1至图3，本发明提供了一种仿dna双螺旋结构的成孔设备，包括：动力源1、吊装机械3以及由动力源1驱动的螺旋钻筒2；
26.动力源1包括高频振动器101、转动器102和刚性保护壳103，高频振动器 101与转动器102均设置在刚性保护壳103上；动力源1的尺寸长或宽为0.5m～ 3m，整体由高强度材料制作，刚度好且不易变形，部件之间连接稳定；
27.螺旋钻筒2包括钻杆203与刀片，刀片包括第一螺纹刀片201和第二螺纹刀片202，第一螺纹刀片201与第二螺纹刀片202呈dnd双螺旋结构布置在钻杆203外壁。螺旋钻筒2的部件由高强度钢制成，钻杆203的直径为0.15m～ 0.3m，钻杆203附着的刀片对称，第一螺纹刀片201与第二螺纹刀片202的宽度为0.19m～0.49m，刀片的厚度为0.01m～0.02m。
28.钻杆203的上端与转动器102相连接，钻杆203的下端为刀片刃尖204。
29.刚性保护壳103连接在吊装机械3的升降臂301上，通过升降臂301带动其下沉或上升。
30.刀片刃尖204为尖锥状，底部逐渐收拢，能在下端口处形成有力的冲击力，便于设备的钻进贯入。
31.一种仿dna双螺旋结构成孔设备的施工方法，包括以下步骤：
32.s1：用吊装机械3将螺旋钻筒2与动力源1固定至预定的成孔位置；
33.s2：启动动力源1，钻杆203在动力源1的带动下逐渐贯入土层，贯入土层过程中，高频振动器101振动钻杆203，刀片正向钻进，此时由刀片刃尖204 和刀片共同承担成孔开挖
工作；
34.s3：当钻孔到达设计深度后，停止动力源1，并将转动器102设置为高速反向转动，排出第一螺纹刀片201与第二螺纹刀片202之间的渣土5，并及时进行清理渣土5；
35.s4：渣土5排完时，螺旋钻筒2也沿着升降臂301从孔内缓慢拔出，停止运转设备，最后在土层里形成实心管孔；
36.s5：将制作好的钢筋笼放入管孔中，并将搅拌好的混凝土材料倒入，振动密实并浇筑完成单根管桩施工；
37.s6：重复s1～s5的操作，直至所有的管桩孔钻进及桩体浇筑完成。
38.以上所述仅为本发明的较优实施例，该实施例不代表本发明的所有可能形式，本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种变形与改进，这些变形与改进仍然在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种仿dna双螺旋结构的成孔设备，其特征在于，包括：动力源(1)、吊装机械(3)以及由所述动力源(1)驱动的螺旋钻筒(2)；所述动力源(1)包括高频振动器(101)、转动器(102)和刚性保护壳(103)，所述高频振动器(101)与转动器(102)均设置在所述刚性保护壳(103)上；所述螺旋钻筒(2)包括钻杆(203)与刀片，所述刀片包括第一螺纹刀片(201)和第二螺纹刀片(202)，所述第一螺纹刀片(201)与所述第二螺纹刀片(202)呈dnd双螺旋结构布置在所述钻杆(203)外壁。2.根据权利要求1所述的仿dna双螺旋结构的成孔设备，其特征在于：所述钻杆(203)的上端与所述转动器(102)相连接，所述钻杆(203)的下端为刀片刃尖(204)。3.根据权利要求2所述的仿dna双螺旋结构的成孔设备，其特征在于：所述刚性保护壳(103)连接在所述吊装机械(3)的升降臂(301)上，通过所述升降臂(301)带动其下沉或上升。4.根据权利要求3所述的仿dna双螺旋结构的成孔设备，其特征在于：所述刀片刃尖(204)为尖锥状。5.根据权利要求4所述的仿dna双螺旋结构的成孔设备，其特征在于：所述刀片的底端面高于所述钻杆(203)的尖锥。6.根据权利要求1至5任一项所述的仿dna双螺旋结构的成孔设备，其特征在于：所述动力源(1)与所述螺旋钻筒(2)的部件均由高强度钢制成。7.一种仿dna双螺旋结构成孔设备的施工方法，采用权利要求5，包括以下步骤：s1：用吊装机械(3)将螺旋钻筒(2)与动力源(1)固定至预定的成孔位置；s2：启动动力源(1)，钻杆(203)在动力源(1)的带动下逐渐贯入土层，贯入土层过程中，高频振动器(101)振动钻杆(203)，刀片正向钻进，此时由刀片刃尖(204)和刀片共同承担成孔开挖工作；s3：当钻孔到达设计深度后，停止动力源(1)，并将转动器(102)设置为高速反向转动，排出第一螺纹刀片(201)与第二螺纹刀片(202)之间的渣土(5)，并及时进行清理渣土(5)；s4：渣土(5)排完时，螺旋钻筒(2)也沿着升降臂(301)从孔内缓慢拔出，停止运转设备，最后在土层里形成实心管孔；s5：将制作好的钢筋笼放入管孔中，并将搅拌好的混凝土材料倒入，振动密实并浇筑完成单根管桩施工；s6：重复s1～s5的操作，直至所有的管桩孔钻进及桩体浇筑完成。

技术总结

本发明涉及土木工程施工领域，公开了一种仿DNA双螺旋结构的成孔设备及施工方法，该成孔设备包括：动力源、吊装机械以及由动力源驱动的螺旋钻筒；动力源包括高频振动器、转动器和刚性保护壳，高频振动器与转动器均设置在刚性保护壳上；螺旋钻筒包括钻杆与刀片，刀片包括第一螺纹刀片和第二螺纹刀片，第一螺纹刀片与第二螺纹刀片呈DND双螺旋结构布置在钻杆外壁。该设备抛弃传统的打桩技术，采用机械钻孔的管桩成孔方法，快速、便捷、灵活，能够为现浇管桩的推广和应用起到促进作用，从而为工程上减少材料使用和能耗，适应我国不同地区的工程需要，应用范围大，是一种优质高效的管桩成孔设备。设备。设备。