可控压密注浆桩施工设备技术领域
本发明涉及软弱地基加固施工装备技术领域，具体涉及一种可控压密注浆桩施工
设备。
背景技术
可控压密注浆桩工法在软弱地基加固技术领域被广泛使用，可控压密注浆工法
（CCG）是指通过由钻孔埋设的注浆钢管，用低流量的高压注浆泵将极稠的砂浆（坍落度可小
于5㎝）注入到预定的土层中，注浆过程中稠浆不进入土体孔隙，而是在注浆管端部附近形
成各向同性的“浆泡”，当浆泡的直径较小时，注浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡
尺寸的逐渐增大，用厚浆置换和挤密周围松散或软弱土层，并可有控制地抬起发生沉降的
构筑物。其主要作用如下：
（1）提高地基承载力，减少基础沉降；
（2）基坑开挖中支护结构的局部补强（基坑内、外侧加固）或保持坑底的稳定（基坑底部
加固）；
（3）在桩底、桩侧注浆，增加桩基承载力；
（4）在砂浆体中插筋，可作为微型承载桩；
（5）用于构筑物的倾斜纠偏；
（6）保护地下施工邻近的地下管线、房屋或构筑物；
（7）盾构隧道施工时，进行同步注浆或对穿越地层进行局部加固；
（8）防止土壤的液化，用于土石坝地基加固，主要应用于排水较好的砂土、粉土、杂填土
以及粉质粘土地基加固处理。
然而，现有配套施工的设备存在的缺点及问题：
（1）钻机钻孔人工消耗高，移动速度慢、效率低；
（2）注浆时，人工用量多，人工费用高；
（3）注浆时拆卸管不方便，耗时多，导致施工效率低；
（4）施工劳动强度大，安全风险高；
（5）要用到钻机、拔管机等多种设备，施工操作步骤多，质量难以掌控；
（6）间歇式拔管，易出现孔内事故，导致废孔或其它现象。
综上所述，现有用于可控压密注浆桩施工的设备机械化程度低，配套设备多，所需
操作人员多，施工质量难保证，工人劳动强度大、安全风险高和施工效率低。因此，如何提供
一种集钻进、拔钻、注浆、卸钻和行走等多功能于一体的可控压密注浆桩施工设备，成了本
领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种集成度高、功能
全面、所需配套设备和操作人工少、施工效率高、成桩质量高，能够降低劳动强度、安全风险
和施工成本的可控压密注浆桩施工设备。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种可控压密注浆桩施工设备，包括行走装置和钻进装置，所述行走装置上铰接安装
有能绕铰接轴线摆动至横向布置在行走装置顶部或者竖直布置的臂架，所述钻进装置滑设
于所述臂架上，且钻进装置在臂架竖直布置时的滑动方向为竖向，所述行走装置上设有用
于驱动臂架摆动的摆动驱动组件，所述臂架上设有用于驱动钻进装置滑动的钻拔装置；所
述钻进装置包括钻进主轴、与钻进主轴相连的钻进部件以及用于驱动钻进主轴转动的旋转
驱动组件，所述钻进部件内部设有注浆注水通道，所述注浆注水通道与一注浆注水装置相
连。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述旋转驱动组件包括减速箱和钻进
旋转驱动件，所述钻进旋转驱动件通过减速箱与钻进主轴相连。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述钻进主轴设有与钻进部件的注浆
注水通道连通的连接通道；所述注浆注水装置包括注浆泵和与所述连接通道相连的回转接
头，所述注浆泵的出口通过注浆管与回转接头相连。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述钻拔装置包括通过链轮组安装在
臂架上的环形链条以及驱动链轮组转动的钻拔旋转驱动件，所述钻进装置与环形链条相
连。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述钻进部件包括钻头和若干由上至
下依次连接的钻杆，相邻两根钻杆之间、所述钻进部件下部的钻杆下端与钻头之间以及钻
进部件上部的钻杆上端与钻进主轴之间均通过相配合的公螺纹接头和母螺纹接头连接；所
述臂架上安装有用于拆卸各相配合的公螺纹接头和母螺纹接头的卸钻装置，所述卸钻装置
括前夹钳、后夹钳和卸扣伸缩驱动件，所述前夹钳包括前夹钳支座、前夹紧伸缩驱动件和具
有能卡套在母螺纹接头外部的夹持槽的前夹块，所述前夹钳支座固定安装在臂架上，所述
前夹紧伸缩驱动件安装在前夹钳支座上，所述前夹块滑设于前夹钳支座上并与前夹紧伸缩
驱动件的伸缩驱动端相连，所述后夹钳包括后夹钳支座、后夹紧伸缩驱动件和具有能卡套
在公螺纹接头外部的夹持槽的后夹块，所述后夹钳支座铰接安装在前夹钳支座上并能绕公
螺纹接头的轴线转动，所述后夹紧伸缩驱动件安装在后夹钳支座上，所述后夹块滑设于后
夹钳支座上并与后夹紧伸缩驱动件的伸缩驱动端相连，所述卸扣伸缩驱动件铰接安装在臂
架上，所述卸扣伸缩驱动件的伸缩驱动端与后夹钳支座铰接。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述可控压密注浆桩施工设备还包括
着地支撑装置，所述着地支撑装置包括安装在行走装置上的多个顶升油缸，各顶升油缸的
伸缩杆朝下伸出且伸缩杆上铰接安装有一支撑底座。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述行走装置上安装有控制室，所述控
制室和臂架并排设置在行走装置的前部；所述行走装置包括履带式行走底盘和安装在履带
式行走底盘上的本体架，所述臂架铰接安装在所述本体架上。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述臂架包括铰接安装在行走装置上
的滑座和滑设于滑座上的主架体，所述滑座上设有用于驱动主架体沿滑座滑动的滑动驱动
组件，所述摆动驱动组件与滑座相连并驱动滑座摆动，所述钻进装置滑设于主架体上，所述
主架体的滑动方向与钻进装置的滑动方向相同。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述滑动驱动组件包括铰接安装在滑
座上的第一伸缩驱动件，所述第一伸缩驱动件的伸缩驱动端与主架体铰接；所述摆动驱动
组件包括铰接安装于行走装置上的第二伸缩驱动件，所述第二伸缩驱动件的伸缩驱动端与
滑座铰接。
上述的可控压密注浆桩施工设备，优选的，所述主架体竖直布置时的下端还设有
下底座。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的可控压密注浆桩施工设备可由行
走装置驱动自由方便的行走和移动，能够自行上下运输车和行走，减少了对吊车的依赖及
其费用，降低了对道路和场地的要求，安装钻进装置的臂架能够通过摆动驱动组件驱动摆
动，在不工作时将臂架摆动至横向布置在行走装置的顶部，可减少设备占用的空间，便于设
备行走移动和收存，在工作时将臂架摆动至竖直布置，通过钻拔装置驱使钻进装置沿臂架
竖向滑动即可控制向下钻进和向上拔钻，其钻进装置的钻进部件具有与注浆注水装置相连
的注浆注水通道，不仅在钻进时可注水湿钻，还可将钻进部件作为注浆套管用于在拔钻时
注浆，无需另行配置套管，也省略了下放套管、拔出套管和装卸套管的操作，能够大大节省
人工、降低成本和提高工作效率。该可控压密注浆桩施工设备具备了可控压密注浆施工工
艺中各工序的机械化施工功能，具有集成度高、功能全面、所需配套设备和操作人工少、施
工效率高、成桩质量高，能够降低劳动强度、安全风险和施工成本等优点。
附图说明
图1为可控压密注浆桩施工设备的主视结构示意图。
图2为可控压密注浆桩施工设备的俯视结构示意图。
图例说明：
1、行走装置；11、履带式行走底盘；12、本体架；2、钻进装置；21、钻进主轴；22、钻杆；23、
减速箱；24、钻进旋转驱动件；3、臂架；31、滑座；32、主架体；33、第一伸缩驱动件；34、下底
座；4、钻拔装置；41、钻拔旋转驱动件；5、注浆注水装置；51、注浆泵；52、回转接头；53、注浆
管；6、卸钻装置；7、着地支撑装置；71、顶升油缸；72、支撑底座；8、控制室；81、操控台；82、台
架；9、第二伸缩驱动件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实施例的可控压密注浆桩施工设备，包括行走装置1和钻进装
置2，行走装置1上铰接安装有能绕铰接轴线摆动至横向布置在行走装置1顶部或者竖直布
置的臂架3，钻进装置2滑设于臂架3上，且钻进装置2在臂架3竖直布置时的滑动方向为竖
向，行走装置1上设有用于驱动臂架3摆动的摆动驱动组件，臂架3上设有用于驱动钻进装置
2滑动的钻拔装置4；钻进装置2包括钻进主轴21、与钻进主轴21相连的钻进部件以及用于驱
动钻进主轴21转动的旋转驱动组件，钻进部件内部设有注浆注水通道，注浆注水通道与一
注浆注水装置5相连。该可控压密注浆桩施工设备可由行走装置1驱动自由方便的行走和移
动，能够自行上下运输车和行走，减少了对吊车的依赖及其费用，降低了对道路和场地的要
求，安装钻进装置2的臂架3能够通过摆动驱动组件驱动摆动，在不工作时将臂架3摆动至横
向布置在行走装置1的顶部，可减少设备占用的空间，便于设备行走移动和收存，在工作时
将臂架3摆动至竖直布置，通过钻拔装置4驱使钻进装置2沿臂架3竖向滑动即可控制向下钻
进和向上拔钻，其钻进装置2的钻进部件具有与注浆注水装置5相连的注浆注水通道，不仅
在钻进时可注水湿钻，还可将钻进部件作为注浆套管用于在拔钻时注浆，无需另行配置套
管，也省略了下放套管、拔出套管和装卸套管的操作，能够大大节省人工、降低成本和提高
工作效率。该可控压密注浆桩施工设备具备了可控压密注浆施工工艺中各工序的机械化施
工功能，具有集成度高、功能全面、所需配套设备和操作人工少、施工效率高、成桩质量高，
能够降低劳动强度、安全风险和施工成本等优点。
本实施例中，旋转驱动组件包括减速箱23和钻进旋转驱动件24，减速箱23滑设在
臂架3上，钻进旋转驱动件24通过减速箱23与钻进主轴21相连。钻进旋转驱动件24采用钻进
马达，钻进旋转驱动件24通过减速箱23驱动钻进主轴21正反转动，与钻进主轴21相连的钻
进部件也随钻进主轴21相应转动。
本实施例中，钻进主轴21设有与钻进部件的注浆注水通道连通的连接通道；注浆
注水装置5包括注浆泵51和与连接通道相连的回转接头52，注浆泵51安装在行走装置1的后
部，注浆泵51的出口通过注浆管53与回转接头52相连。上述注浆泵51采用现有的泥浆泵，上
述回转接头52为现有技术，回转接头52的壳体安装在减速箱23的箱体上，回转接头52的空
心芯轴与钻进主轴21的连接通道连接，注水或注浆时，水或浆液通过注浆管53、空心芯轴、
钻进主轴21的连接通道和钻进部件的注浆注水通道注入地层中。
本实施例中，钻拔装置4包括通过链轮组安装在臂架3上的环形链条以及驱动链轮
组转动的钻拔旋转驱动件41，钻进装置2与环形链条相连，钻拔旋转驱动件41采用液压马
达，环形链条采用滚子链。环形链条配置成使钻进装置2与环形链条的连接处正好沿钻进装
置2的滑动方向运动，当钻拔旋转驱动件41驱动环形链条正向或者反向运行时，环形链条带
着钻进装置2相应的上下滑动，从而实现钻进部件的钻进和拔出。钻拔装置4采用链轮的结
构形式，能够更适应于注浆恶劣工况下的作业，且其结构简单、维护方便。
本实施例中，钻进部件包括钻头和若干由上至下依次连接的钻杆22，相邻两根钻
杆22通过相配合的公螺纹接头和母螺纹接头连接，钻头通过相配合的公螺纹接头和母螺纹
接头连接于钻进部件下部的钻杆22下端，钻进部件上部的钻杆22上端通过相配合的公螺纹
接头和母螺纹接头连接于钻进主轴21上。具体的，钻进主轴21设有公螺纹接头，各钻杆22的
一端设有与钻进主轴21的公螺纹接头相匹配的母螺纹接头，另一端设有与其母螺纹接头相
匹配的公螺纹接头，钻头设有与钻杆22的公螺纹接头相匹配的母螺纹接头，这样任意钻杆
22都可以与钻进主轴21连接，任意两根钻杆22可以相互连接，任意钻杆22也可以与钻头连
接，能够方便的组装成不同长度的钻进部件。本实施例的钻进主轴21上设置的是公螺纹接
头，钻杆22与钻进主轴21组装时，钻杆22的母螺纹接头与钻进主轴21上的公螺纹接头连接，
相邻两根钻杆22组装时，上方钻杆22的公螺纹接头与下方钻杆22的母螺纹接头连接，钻杆
22与钻头组装时，钻杆22的公螺纹接头与钻头的母螺纹接头连接。
进一步的，臂架3上安装有用于安装和拆卸各相配合的公螺纹接头和母螺纹接头
的卸钻装置6，卸钻装置6包括前夹钳、后夹钳以及卸扣伸缩驱动件，前夹钳包括前夹钳支
座、前夹紧伸缩驱动件和前夹块，前夹块具有能卡套在母螺纹接头外部的夹持槽，前夹钳支
座固定安装在臂架3上，前夹紧伸缩驱动件安装在前夹钳支座上，前夹块滑设于前夹钳支座
上并与前夹紧伸缩驱动件的伸缩驱动端相连，前夹紧伸缩驱动件能驱使前夹块往复滑动，
以使前夹块能够夹持在母螺纹接头的外部或者远离母螺纹接头。后夹钳包括后夹钳支座、
后夹紧伸缩驱动件和后夹块，后夹块具有能卡套在公螺纹接头外部的夹持槽，后夹钳支座
铰接安装在前夹钳支座上并能绕公螺纹接头的轴线转动，后夹紧伸缩驱动件安装在后夹钳
支座上，后夹块滑设于后夹钳支座上并与后夹紧伸缩驱动件的伸缩驱动端相连，后夹紧伸
缩驱动件能驱使后夹块往复滑动，以使后夹块能够夹持在公螺纹接头的外部或者远离公螺
纹接头。卸扣伸缩驱动件铰接安装在臂架3上，卸扣伸缩驱动件的伸缩驱动端与后夹钳支座
铰接，卸扣伸缩驱动件伸缩运动时相应驱使后夹钳支座正反转动。上述前夹紧伸缩驱动件、
后夹紧伸缩驱动件和卸扣伸缩驱动件均采用伸缩油缸。前夹钳和后夹钳优选对称设置在公
螺纹接头和母螺纹接头的两侧。
上述卸钻装置6可以拆卸任意匹配连接的公螺纹接头和母螺纹接头，在拆卸时，通
过钻拔装置4驱使钻进装置2滑动，使需要拆卸的公螺纹接头和母螺纹接头处于卸钻装置6
所在的合适位置，然后前夹紧伸缩驱动件驱使前夹块从远离母螺纹接头的位置滑动靠近母
螺纹接头，并使前夹块夹持在母螺纹接头的外部，后夹紧伸缩驱动件驱使后夹块从远离公
螺纹接头的位置滑动靠近公螺纹接头，并使后夹块夹持在公螺纹接头的外部，再使卸扣伸
缩驱动件驱使后夹钳支座带着后夹块绕公螺纹接头的轴线转动，即可使公螺纹接头与母螺
纹接头分离，实现卸钻。由于设置了卸钻装置6，使可控压密注浆桩施工设备具备了自动装
卸钻杆22的功能，能够进一步降低人工劳动强度、提高工作效率和提高安全性。并且该卸钻
装置6的结构简单、工作稳定可靠、控制方便。
本实施例中，可控压密注浆桩施工设备还包括着地支撑装置7，着地支撑装置7包
括安装在行走装置1上的多个顶升油缸71，各顶升油缸71的伸缩杆朝下伸出且伸缩杆上铰
接安装有一支撑底座72。各顶升油缸71的伸缩杆伸出时，可驱使支撑底座72向下运动与地
面接触，或者将行走装置1顶升脱离地面，这样能够提供设备工作时的稳定性，并能减少甚
至避免在施工时对行走装置1造成影响。
本实施例中，行走装置1上安装有控制室8，控制室8和臂架3并排设置在行走装置1
的前部，控制室8中安装有座椅和操控台81，操控台81通过台架82安装在控制室8中，用于集
中控制钻进、注浆、拔钻、卸钻和行走等动作；行走装置1包括履带式行走底盘11和安装在履
带式行走底盘11上的本体架12，臂架3铰接安装在本体架12的中部上方。履带式行走底盘11
为现有技术，包括履带组件和行走马达，其至少具有前进、后退和自动刹车三种功能，履带
组件可采用橡胶履带或者钢履带。本实施例中，本体架12上还设有用于放置钻杆22的放置
箱。
本实施例中，臂架3包括铰接安装在行走装置1上的滑座31和滑设于滑座31上的主
架体32，滑座31上设有用于驱动主架体32沿滑座31滑动的滑动驱动组件，摆动驱动组件与
滑座31相连并驱动滑座31摆动，钻进装置2滑设于主架体32上，主架体32的滑动方向与钻进
装置2的滑动方向相同。该种结构形式的臂架3在能够实现摆动的同时，其主架体32还可进
行升降运动，一方面调节主架体32至合适的滑动位置能够尽可能的提高结构的紧凑性，并
避免与设备的其他部分形成干涉，另一方面在使臂架3竖直布置时，可使臂架3滑动至使其
下端支撑在地面上，能够承受拔出钻进部件所需的拔钻力，避免拔钻力对行走装置1的影
响，从而提高工作时的稳定性。进一步的，主架体32竖直布置时的下端还设有下底座34，通
过下底座34支撑在地面上，利于进一步提高稳定性。优选的，前述着地支撑装置7共设置两
个顶升油缸71，两个顶升油缸71分设于行走装置1后端的两侧，两个顶升油缸71配合主架体
32即可有效的支撑在地面或者将整个设备顶升脱离地面，当然在其他实施例中也可以设置
更多的顶升油缸71，仅仅通过顶升油缸71来支撑或者将整个设备顶升脱离地面。
本实施例中，滑动驱动组件包括铰接安装在滑座31上的第一伸缩驱动件33，第一
伸缩驱动件33的伸缩驱动端与主架体32铰接，第一伸缩驱动件33伸缩运动可驱使主架体32
在滑座31中相应滑动运动；摆动驱动组件包括铰接安装于行走装置1上的第二伸缩驱动件
9，第二伸缩驱动件9的伸缩驱动端与滑座31铰接，第二伸缩驱动件9伸缩运动可驱使滑座31
绕铰接轴线相应摆动。上述第一伸缩驱动件33和第二伸缩驱动件9均采用伸缩油缸，在其他
实施例中，第一伸缩驱动件33和第二伸缩驱动件9也可采用现有其他形式的伸缩驱动件。
本发明的可控压密注浆桩施工设备能够解决现有可控压密注浆桩施工存在的配
套设备多、质量难保证、劳动强度大、安全风险高和施工效率低等问题。为实现可控压密注
浆工法施工，受以往设备功能的限制，需要进行老式钻机钻孔与拔钻、人工下放套管与连接
注浆管、拔管器拔管、人力拆卸注浆管和移位等工艺流程和相关设备，而本发明的设备将钻
进、沉管、注浆、拔管和移位等功能一体化，实现了一机多能和一机多用。
相比于以往传统技术，本发明主要特点如下：
1、减少了配套装置，以往除钻机外，还需另行分别配置泥浆泵、套管、拔管器和卸管工
具等，而本发明的设备将上述装置组合为一体，全部实现了集中控制和机械化操作，其中，
注浆泵51安装在行走装置1上，钻进部件既用于钻孔又用于注浆，省略了套管，钻拔装置4既
用于向下钻进又用于向上拔管，省略了拔管器，卸钻装置6则替代了原卸管工具用于卸钻。
2、减少了施工人员，以往至少需要六人方能操作原分别配套的设备，而操作本发
明的设备只需三人。
3、提高了施工效率，以往每完成一米深度的注浆，至少需要一小时，而采用本发明
的设备，即使在较硬的地层中，也不到半小时。
4、提高了注浆质量，以往在卸管时，因采用人力拆卸，将较长时间中断灌浆，导致
灌浆不连续，有产生断浆、缩颈和气泡的可能，而采用本发明的设备，可很快卸管，灌浆不会
中断。
5、降低了劳动强度，以往卸钻、安装和移动钻机、拔管器和注浆管、拆卸套管等均
依赖人力，而采用本发明的设备，均毋须人力。
6、降低了安全风险，以往卸钻和卸套管等都依赖人力，稍有不慎，就可能发生操作
人员被钻具或工具砸伤，因泥浆满地而滑倒的现象，而采用本发明的设备，则完全可避免类
似安全事故。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施
例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变
换也应视为本发明的保护范围。