一种超深流塑状淤泥土层全回转双套管施工工具及方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体为一种超深流塑状淤泥土层全回转双套管施工工具及方法。


背景技术：

2.在原采石场等超深部位，不少地区将河流清淤时产生的淤泥及建筑工地垃圾土等进行回填，随着城市发展逐步向周边市区扩张，导致原采石场等部位进行重新规划建设，其回填后的淤泥具有较高的保水性，经历数年后仍具有较高的流塑性，在如此复杂的地址条件下进行桩基施工，需解决成孔问题。在此情况下，全回转全套管施工工艺的优点得以发挥，全回转全套管施工工艺具有施工效率快，成桩质量好的优点，近几年来在各类建筑中得以应用。
3.但是现有的全回转机械所使用外套管和内套管，外套管负责在流塑状淤泥质土层中入岩一定长度，将外侧淤泥与外套管内部空间进行隔断，确保外套管外侧淤泥不会流入套管内部，内套管负责充当模板作用，负责灌注桩混凝土成型，全回转钻机对外套管施加扭力及压力，使外套管逐步进入土层中并最终入岩一定长度，内套管在外套管形成的空腔内达到设计要求标高位置，进而进行钢筋笼、导管、混凝土等完成灌注桩施工工作，而外套管壁厚较厚，如果外套管为一体化成型则难以运输周转，如果分体化设置，则大多通过螺栓进行连接，不仅影响外套管内壁平整度，且在对外套管连接时需要花费大量时间，增加了施工周期。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种超深流塑状淤泥土层全回转双套管施工工具及方法，以解决外套管为一体化成型则难以运输周转的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种超深流塑状淤泥土层全回转双套管施工工具，所述超深流塑状淤泥土层全回转双套管施工工具包括：
7.防水槽，开设在外套管底端表面；
8.防水定位块，固定在外套管顶端表面；
9.密封条，固定在外套管顶端表面，且位于防水定位块两侧；
10.连接杆，固定在防水定位块顶端表面，且设置有多组，且以外套管轴心线为圆心呈圆周分布；
11.连接槽，开设在防水槽最里端表面，且与连接杆一一对应。
12.优选的，所述防水槽与防水定位块横截面均呈等腰梯形状结构，且防水定位块与防水槽均为环状结构，且连接杆最外端设置有定位倒角，连接槽横截面呈“匚”字形结构，防水定位块表面铺设有防水密封膜。
13.优选的，所述连接槽表面开设有插接槽，插接槽呈弧状结构，且插接槽贯穿连接槽
设置，且插接槽与外套管同轴心设置，插接槽一侧表面开设有导向槽，且导向槽贯穿外套管设置。
14.优选的，所述插接槽内部设置有限位插杆，连接杆表面开始设有连接孔，连接孔贯穿连接杆设置，且连接孔与限位插杆均与外套管同轴心设置，且限位插杆与连接孔直径相等，限位插杆与连接孔配合对连接杆限位。
15.优选的，所述外套管外侧套设有活动环，活动环横截面呈等腰梯形状结构，且斜面朝向外套管外侧设置，导向槽内部设置有导向杆，导向杆一端与限位插杆连接，另一端与活动环内壁连接，且活动环外侧表面开设有防滑槽，防滑槽设置有多组，且以外套管轴心线为圆心呈圆周分布。
16.优选的，所述外套管外侧表面开设有滑动限位槽，滑动限位槽位于插接槽上下侧，且活动环内部固定有滑动限位块，滑动限位块位于滑动限位槽内部，且滑动限位块与滑动限位槽横截面均呈“t”字形结构，且滑动限位槽呈环状结构，滑动限位块呈弧状结构，滑动限位块与滑动限位槽配合对活动环转动限位。
17.优选的，所述滑动限位槽远离插接槽一侧表面开设有上限位槽，滑动限位槽靠近插接槽一侧表面开设有下限位槽，滑动限位块上下端表面均开设有顶持槽，下限位槽、上限位槽及顶持槽横截面均呈“匚”字形结构。
18.优选的，所述滑动限位块靠近上限位槽一端的顶持槽内部设置有顶持弹簧和上限位块，顶持弹簧一端与上限位块连接，另一端与顶持槽连接，滑动限位块靠近下限位槽一端的顶持槽内部设置有顶持弹簧和下限位块，顶持弹簧一端与下限位块连接，另一端与顶持槽连接，且上限位块和下限位块表面均开设有限位斜面，且限位斜面朝向逆时针方向。
19.优选的，所述上限位槽、上限位块、下限位槽以及下限位块均设置有多组，且上限位槽与下限位槽交错设置，上限位块与下限位块交错设置，且顶持弹簧顶持上限位块与上限位槽配合，顶持弹簧顶持下限位块与下限位槽配合。
20.一种超深流塑状淤泥土层全回转双套管施工方法，包括以下步骤：
21.准备工作：场地平整，测量桩位，全回转钻机就位；
22.开钻：将带有刀刃的外套管吊入全回转钻机中心位置，通过全回转钻机施加的扭力及压力，外套管逐步进入土层中；
23.外套管接长及旋挖钻取土：在全回转钻进过程中，全回转平台上部外套管留一定高度后停止钻进，进行外套管接长；
24.通过将两组需要连接的外套管通过连接杆与连接槽配合对齐，然后将一组外套管的连接杆插接到另一组外套管的连接槽内部，通过定位倒角便于对连接杆定位插接，直至两组外套管贴合，通过密封条及防水定位块与防水槽配合对两组外套管接触面进行密封防水，然后通过防滑槽将活动环逆时针转动，从而活动环移动带动导向杆和限位插杆移动，使得限位插杆以外套管轴心线为圆心转动，且限位插杆穿过连接孔从而对连接杆限位固定，从而将两组外套管连接，并且活动环转动时，通过滑动限位槽与滑动限位块配合对活动环转动限位，并且上限位块表面的限位斜面与滑动限位槽接触，从而将上限位块压入顶持槽内部，下限位块表面的限位斜面与滑动限位槽接触，从而下限位块被压入顶持槽内部，并且上限位槽与下限位槽交错设置，上限位块与下限位块交错设置，使得上限位块位于顶持槽内部时，顶持弹簧顶持下限位块进入下限位槽内部对活动环顺时针限位，下限位块位于顶
持槽内部时，顶持弹簧顶持上限位块进入上限位槽内部对活动环顺时针限位，使得限位插杆对连接杆限位锁死，防止两组外套管松动，并且便于两组外套管连接；
25.再继续启动全回转进行钻进，但随着外套管进入土层的长度增加，其受到土层的摩擦力也会增加，此时需要旋挖钻配合将外套管内部的部分土体取出，减少外套管与土体的摩擦力，如此反复钻进、接长、取土直至达到设计要求长度；
26.外套管入岩：根据设计要求，在流塑状淤泥质土层中外套管需入岩一定长度，将外侧淤泥与外套管内部空间进行隔断，确保外套管外侧淤泥不会流入套管内部；
27.旋挖钻入岩：根据设计要求，钻孔灌注桩需入岩一定长度来达到设计承载力要求，采用旋挖钻逐步将岩石取出；
28.清孔：在旋挖钻入岩深度满足设计要求后，对外套管内进行清孔，确保其沉渣厚度满足要求；
29.内套管安装接长：在清孔结束后，进行内套管安装，其安装过程需履带吊配合，内套管连接段之间采用焊接，其焊缝形式采用单边v形坡口，反复进行接长工作，使其长度达到设计要求；
30.下钢筋笼及浇筑：将制作好的钢筋笼进行下放，并采用导管法对灌注桩进行浇筑，浇筑完成后对导管进行拔出，在混凝土浇筑过程中，要观察钢筋笼是否上浮，并控制好导管上拔时间；
31.拔出外套管：在浇筑完混凝土后，需及时将外套管进行拔出，拔出过程与钻进过程相反，外套管通过全回转施加的扭力及上拔力将外套管逐步拔出，在外套管上拔过程中，要观察内套管是否上浮，需控制好内外套管的间距，避免出现内外套管紧贴，拔出外套管时将内套管上浮的情况；
32.全回转钻机移位及注浆：外套管全部拔出后，代表该灌注桩已浇筑完毕，此时可用履带吊将全回转转移至下一根灌注桩处，待全回转钻机移位后，杂填土及部分淤泥中内外套管之间形成的间隙部位采用水泥浆进行注浆。
33.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
34.本发明将两组需要连接的外套管通过连接杆与连接槽配合对齐，然后将一组外套管的连接杆插接到另一组外套管的连接槽内部，通过定位倒角便于对连接杆定位插接，直至两组外套管贴合，通过密封条及防水定位块与防水槽配合对两组外套管接触面进行密封防水，然后通过防滑槽将活动环逆时针转动，从而活动环移动带动导向杆和限位插杆移动，使得限位插杆以外套管轴心线为圆心转动，且限位插杆穿过连接孔从而对连接杆限位固定，从而将两组外套管连接，并且活动环转动时，通过滑动限位槽与滑动限位块配合对活动环转动限位，并且上限位块表面的限位斜面与滑动限位槽接触，从而将上限位块压入顶持槽内部，下限位块表面的限位斜面与滑动限位槽接触，从而下限位块被压入顶持槽内部，并且上限位槽与下限位槽交错设置，上限位块与下限位块交错设置，使得上限位块位于顶持槽内部时，顶持弹簧顶持下限位块进入下限位槽内部对活动环顺时针限位，下限位块位于顶持槽内部时，顶持弹簧顶持上限位块进入上限位槽内部对活动环顺时针限位，使得限位插杆对连接杆限位锁死，防止两组外套管松动，并且便于两组外套管连接，通过分体化的外套管便于对外套管进行运输周转，节省连接外套管的时间，从而提高施工效。
附图说明
35.图1为本发明的主视立体结构示意图；
36.图2为本发明的仰视立体结构示意图；
37.图3为本发明的仰视剖视立体结构示意图；
38.图4为本发明的主视剖视立体结构示意图；
39.图5为图4在a处结构的放大示意图；
40.图6为本发明的局部剖视立体结构示意图；
41.图7为本发明的俯视剖视立体结构示意图；
42.图8为本发明活动环的立体结构示意图；
43.图9为本发明滑动限位块的立体结构示意图。
44.图中：外套管1、活动环2、密封条3、防水定位块4、连接杆5、连接孔6、定位倒角7、防滑槽8、防水槽9、连接槽10、导向槽11、导向杆12、插接槽13、限位插杆14、滑动限位槽15、滑动限位块16、上限位槽17、上限位块18、顶持槽19、顶持弹簧20、下限位槽21、限位斜面22、下限位块23。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
49.请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：
50.一种超深流塑状淤泥土层全回转双套管施工工具，超深流塑状淤泥土层全回转双
套管施工工具包括：防水槽9，开设在外套管1底端表面；防水定位块4，固定在外套管1顶端表面；密封条3，固定在外套管1顶端表面，且位于防水定位块4两侧；连接杆5，固定在防水定位块4顶端表面，且设置有多组，且以外套管1轴心线为圆心呈圆周分布；连接槽10，开设在防水槽9最里端表面，且与连接杆5一一对应；防水槽9与防水定位块4横截面均呈等腰梯形状结构，且防水定位块4与防水槽9均为环状结构，且连接杆5最外端设置有定位倒角7，连接槽10横截面呈“匚”字形结构，防水定位块4表面铺设有防水密封膜；连接槽10表面开设有插接槽13，插接槽13呈弧状结构，且插接槽13贯穿连接槽10设置，且插接槽13与外套管1同轴心设置，插接槽13一侧表面开设有导向槽11，且导向槽11贯穿外套管1设置。
51.本发明可进一步设置为，插接槽13内部设置有限位插杆14，连接杆5表面开始设有连接孔6，连接孔6贯穿连接杆5设置，且连接孔6与限位插杆14均与外套管1同轴心设置，且限位插杆14与连接孔6直径相等，限位插杆14与连接孔6配合对连接杆5限位；外套管1外侧套设有活动环2，活动环2横截面呈等腰梯形状结构，且斜面朝向外套管1外侧设置，导向槽11内部设置有导向杆12，导向杆12一端与限位插杆14连接，另一端与活动环2内壁连接，且活动环2外侧表面开设有防滑槽8，防滑槽8设置有多组，且以外套管1轴心线为圆心呈圆周分布。
52.本发明可进一步设置为，外套管1外侧表面开设有滑动限位槽15，滑动限位槽15位于插接槽13上下侧，且活动环2内部固定有滑动限位块16，滑动限位块16位于滑动限位槽15内部，且滑动限位块16与滑动限位槽15横截面均呈“t”字形结构，且滑动限位槽15呈环状结构，滑动限位块16呈弧状结构，滑动限位块16与滑动限位槽15配合对活动环2转动限位；滑动限位槽15远离插接槽13一侧表面开设有上限位槽17，滑动限位槽15靠近插接槽13一侧表面开设有下限位槽21，滑动限位块16上下端表面均开设有顶持槽19，下限位槽21、上限位槽17及顶持槽19横截面均呈“匚”字形结构。
53.本发明可进一步设置为，滑动限位块16靠近上限位槽17一端的顶持槽19内部设置有顶持弹簧20和上限位块18，顶持弹簧20一端与上限位块18连接，另一端与顶持槽19连接，滑动限位块16靠近下限位槽21一端的顶持槽19内部设置有顶持弹簧20和下限位块23，顶持弹簧20一端与下限位块23连接，另一端与顶持槽19连接，且上限位块18和下限位块23表面均开设有限位斜面22，且限位斜面22朝向逆时针方向；上限位槽17、上限位块18、下限位槽21以及下限位块23均设置有多组，且上限位槽17与下限位槽21交错设置，上限位块18与下限位块23交错设置，且顶持弹簧20顶持上限位块18与上限位槽17配合，顶持弹簧20顶持下限位块23与下限位槽21配合。
54.一种超深流塑状淤泥土层全回转双套管施工方法，包括以下步骤：
55.准备工作：场地平整，测量桩位，全回转钻机就位；
56.开钻：将带有刀刃的外套管1吊入全回转钻机中心位置，通过全回转钻机施加的扭力及压力，外套管1逐步进入土层中；
57.外套管1接长及旋挖钻取土：在全回转钻进过程中，全回转平台上部外套管1留一定高度后停止钻进，进行外套管1接长；
58.通过将两组需要连接的外套管1通过连接杆5与连接槽10配合对齐，然后将一组外套管1的连接杆5插接到另一组外套管1的连接槽10内部，通过定位倒角7便于对连接杆5定位插接，直至两组外套管1贴合，通过密封条3及防水定位块4与防水槽9配合对两组外套管1
接触面进行密封防水，然后通过防滑槽8将活动环2逆时针转动，从而活动环2移动带动导向杆12和限位插杆14移动，使得限位插杆14以外套管1轴心线为圆心转动，且限位插杆14穿过连接孔6从而对连接杆5限位固定，从而将两组外套管1连接，并且活动环2转动时，通过滑动限位槽15与滑动限位块16配合对活动环2转动限位，并且上限位块18表面的限位斜面22与滑动限位槽15接触，从而将上限位块18压入顶持槽19内部，下限位块23表面的限位斜面22与滑动限位槽15接触，从而下限位块23被压入顶持槽19内部，并且上限位槽17与下限位槽21交错设置，上限位块18与下限位块23交错设置，使得上限位块18位于顶持槽19内部时，顶持弹簧20顶持下限位块23进入下限位槽21内部对活动环2顺时针限位，下限位块23位于顶持槽19内部时，顶持弹簧20顶持上限位块18进入上限位槽17内部对活动环2顺时针限位，使得限位插杆14对连接杆5限位锁死，防止两组外套管1松动，并且便于两组外套管1连接；
59.再继续启动全回转进行钻进，但随着外套管1进入土层的长度增加，其受到土层的摩擦力也会增加，此时需要旋挖钻配合将外套管1内部的部分土体取出，减少外套管1与土体的摩擦力，如此反复钻进、接长、取土直至达到设计要求长度；
60.外套管1入岩：根据设计要求，在流塑状淤泥质土层中外套管1需入岩一定长度，将外侧淤泥与外套管1内部空间进行隔断，确保外套管1外侧淤泥不会流入套管内部；
61.旋挖钻入岩：根据设计要求，钻孔灌注桩需入岩一定长度来达到设计承载力要求，采用旋挖钻逐步将岩石取出；
62.清孔：在旋挖钻入岩深度满足设计要求后，对外套管1内进行清孔，确保其沉渣厚度满足要求；
63.内套管安装接长：在清孔结束后，进行内套管安装，其安装过程需履带吊配合，内套管连接段之间采用焊接，其焊缝形式采用单边v形坡口，反复进行接长工作，使其长度达到设计要求；
64.下钢筋笼及浇筑：将制作好的钢筋笼进行下放，并采用导管法对灌注桩进行浇筑，浇筑完成后对导管进行拔出，在混凝土浇筑过程中，要观察钢筋笼是否上浮，并控制好导管上拔时间；
65.拔出外套管1：在浇筑完混凝土后，需及时将外套管1进行拔出，拔出过程与钻进过程相反，外套管1通过全回转施加的扭力及上拔力将外套管1逐步拔出，在外套管1上拔过程中，要观察内套管是否上浮，需控制好内外套管1的间距，避免出现内外套管1紧贴，拔出外套管1时将内套管上浮的情况；
66.全回转钻机移位及注浆：外套管1全部拔出后，代表该灌注桩已浇筑完毕，此时可用履带吊将全回转转移至下一根灌注桩处，待全回转钻机移位后，杂填土及部分淤泥中内外套管1之间形成的间隙部位采用水泥浆进行注浆。
67.通过将两组需要连接的外套管1通过连接杆5与连接槽10配合对齐，然后将一组外套管1的连接杆5插接到另一组外套管1的连接槽10内部，通过定位倒角7便于对连接杆5定位插接，直至两组外套管1贴合，通过密封条3及防水定位块4与防水槽9配合对两组外套管1接触面进行密封防水，然后通过防滑槽8将活动环2逆时针转动，从而活动环2移动带动导向杆12和限位插杆14移动，使得限位插杆14以外套管1轴心线为圆心转动，且限位插杆14穿过连接孔6从而对连接杆5限位固定，从而将两组外套管1连接，并且活动环2转动时，通过滑动限位槽15与滑动限位块16配合对活动环2转动限位，并且上限位块18表面的限位斜面22与
滑动限位槽15接触，从而将上限位块18压入顶持槽19内部，下限位块23表面的限位斜面22与滑动限位槽15接触，从而下限位块23被压入顶持槽19内部，并且上限位槽17与下限位槽21交错设置，上限位块18与下限位块23交错设置，使得上限位块18位于顶持槽19内部时，顶持弹簧20顶持下限位块23进入下限位槽21内部对活动环2顺时针限位，下限位块23位于顶持槽19内部时，顶持弹簧20顶持上限位块18进入上限位槽17内部对活动环2顺时针限位，使得限位插杆14对连接杆5限位锁死，防止两组外套管1松动，并且便于两组外套管1连接，通过分体化的外套管1便于对外套管1进行运输周转，节省连接外套管1的时间，从而提高施工效率。
68.尽管上面对本技术说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本技术，但是本技术不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本技术精神和范围内，一切利用本技术构思的申请创造均在保护之列。