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钻孔桩非圆形冲击扩孔

1、主要结构与工作原理
(1)主要结构
钻孔桩非圆形冲击扩孔主要结构包括:液压冲击器、冲击能传递结构、扩孔器和出渣斗。液压冲击器、冲击能传递结构固定连接,出渣斗与冲击能传递结构非固定连接。出渣斗为圆柱形结构。扩孔器中间设有圆孔,圆孔的直径大于出渣斗的直径。扩孔器底部设置有岩、土切削刃具。出渣斗与冲击能传递结构固之间连接套筒可拆卸。液压冲击器上部设有液压出入管和钢绞线,液压出入管为液压冲击器提供动力。结构示意见图1。

 图1 主要结构示意图

(2)工作原理
钻孔桩非圆形冲击扩孔是一种二次成孔技术,主要与现有的旋挖机配套使用。先用传统的机械开挖圆形孔,在此基础上扩成需要的其他形状的孔。首先,采用旋转成孔机(如旋挖机)形成圆形孔,为扩孔提供开挖临空面。其次,采用设计断面形状的扩孔器,对圆形孔进行二次扩孔。出渣斗在扩孔器的下方,为圆筒形结构。扩孔前置于先开挖的圆孔中,一是便于将扩孔产生的土石方收集并取出,二是为扩孔器导向作用。出渣斗渣满后,从扩孔器中间圆孔取出,提到地面卸渣,此时只有扩孔器留于孔中。卸完渣后,将出渣斗、液压冲击器、冲击能传递结构等重新放入孔中,继续往下扩孔。扩孔器有对周边土体有挤压功能,防止塌孔。
扩孔至孔底部分时,出渣斗没有空间放入。这时,卸除出渣斗,采用圆形成孔机械出渣。最后在圆形之外的区域,有小部分渣不能彻底清除。可采用超挖+水冲洗+混凝土浇实的方法解决。
(3)扩孔流程

 图2 扩孔流程示意图

2、关键技术
(1)不同地质条件扩孔器设计;
(2)不同地质条件冲击能配置;
(3)防塌孔挤压扩孔器设计。

3、技术特点
(1)充分利用现有圆形成孔机械的优势(如旋挖机施工快捷、成本不高、适应性好等),将大部分土石方挖出;
(2)圆形开挖形成二次成孔临空面,是扩孔成为可能的条件;
(3)出渣斗内置,便于出渣、控制导向;
(4)旋挖机配有液压系统,液压冲击器动力源可直接利用;
(5)不同形状的非圆形孔均可由扩孔器形状确定;
(6)合理设计扩孔器,在扩孔的同时,对孔壁土体进行挤压,提高密实度,防塌孔;
(7)能够很大程度利用现有圆形桩成孔机械,技术简单,容易实施;
(8)液压冲击器可直接利用打桩机的液压冲击器;
(9)改变扩孔器形状,可完成多钟桩型的机械成孔。

4、技术意义与发展前景
(1)能够全机械化完成非圆形成孔,填补行业机械非圆形成孔空白;
(2)该技术的出现有可能完全淘汰原始的人工成孔方法,避免施工事故;
(3)受弯状态的房屋基础、抗滑桩、桥梁基础等工程量巨大,有广阔的应用市场前景;
(4)一旦管理职能部门确认淘汰人工成孔方法,该技术的应用会变成一种刚需状态;

5、项目合作邀请
    该技术是专利新技术,目前处于原理研究阶段,有待于落地开发。诚请有意者加入该项目的下一步研发,使其成为一种实用技术,应用于市场。一方面为行业发展做出贡献,另一方面谋求企业快速发展。

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