CN101289856A - 锥型金属地桩及其安装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锥型金属地桩，属于地桩结构技术领域。锥型金属地桩，特殊之处在于包括底部的钻头、上端与动力源输入接头相连接的锥体，钻头与锥体为金属材料构成，钻头与锥体通过铸造或焊接成为一体，或者钻头与锥体整体为铸造或焊接而成，金属地桩打入地下后不再取出，直接作为桩体使用。本发明锥型金属地桩，具有机械性能高、使用寿命长、成本低、工作效率高、装配灵活简便等优势，在用于建筑施工过程中“端承桩”构造、“摩擦桩”构造的基础上，更广泛地用于多种地桩、地锚、随机构造地桩的施工。

Description

锥型金属地桩及其安装施工方法

一、技术领域

本发明涉及一种施工用的地桩，特别是一种锥型金属地桩，属于地桩结构技术领域。

二、背景技术

施工中，在地基挖掘的过程中，最重要的过程是埋设能够与所施工的建筑物为一体的桩，该桩是建筑物承重以及稳固的关键，目前有两种形式的地桩，一种是摩擦桩，其施工一般是采用先打桩孔，再捆扎钢筋灌注混凝土的做法，但是这种做法比较繁琐，施工周期长，费时费力；另外一种为端承桩，一般为预制实心水泥桩或空心钢纤维水泥桩，但此种预制桩在钻入地下时，因受力较大，容易产生破损。

三、发明内容

本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种能够依靠螺旋钻头的作用钻进土层，工作负荷小，效率高，可形成具有强劲支撑作用的螺旋柱体，能够对建筑物或其他地上物提供可靠且有力支撑的锥型金属地桩。

本发明是通过以下技术方案实现的：

锥型金属地桩，特殊之处在于包括底部的钻头、上端与动力源输入接头相连接的锥体2，钻头与锥体2为金属材料构成，钻头与锥体2通过铸造或焊接成为一体，或者钻头与锥体2整体为铸造或焊接而成，金属地桩打入地下后不再取出，直接作为桩体使用；

根据锥型金属地桩需要的长度，联结后的锥体2上还可以再联结N节联接锥体6，联接锥体6为金属材料构成，联接锥体6与锥体2结构相同，联接后由最上面的联接锥体6上端与动力源输入接头连接，N为正整数；

所述钻头为螺旋钻头1或尖钻头9；

上述螺旋钻头1呈倒锥形结构，螺旋钻头1的外表面具有围绕轴线螺旋上升的螺旋叶片8，外径随螺旋上升逐渐增大，厚度从外缘到钻心逐渐加厚；

所述锥体2、联接锥体6的外表面具有螺旋叶片3；

所述锥体2上端的内部、联接锥体6上端的内部及下端的外部分别设有定位块4，各分一层以上均匀排列，锥体2上端内部的定位块4与联接锥体6下端外部的定位块4相对应错位连接，联接锥体6上端内部的定位块4与动力源输入接头所设定位块4相对应错位连接；

所述锥体2上端的外部、联接锥体6上端的外部及下端的内部分别设有定位块4，各分一层以上均匀排列，锥体2上端外部的定位块4与联接锥体6下端内部的定位块4相对应错位连接，联接锥体6上端外部的定位块4与动力源输入接头所设定位块4相对应错位连接；

上述定位块4为矩形或圆形或椭圆形或其他形状；

所述锥体2上端、联接锥体6下端对应部位分别设有对应的锁紧销孔5，用于安装锁紧销7。

本发明锥型金属地桩的安装施工方法，包括如下工序：

1、将钢或铁等金属材料构成的钻头与锥体2通过铸造或焊接成为一体，或者钻头与锥体2整体为铸造或焊接而成；

2、将联接锥体6的小径端联结到锥体2的大径端，旋转将联接锥体6的小径和锥体2大径的锁紧销孔5对准，插入锁紧销7，直至联接到所需长度；

3、锥体2、联接锥体6的壁厚及锥度按实际需要选择；

4、与动力源的联接方法：锥体2或联接锥体6的大径端对接动力源输入接头，输入源接头可根据动力装置设计制造；

5、锥型金属地桩的钻头与地面垂直，选择合理的下钻速度，匀速钻进地下；

6、当钻深到理想深度后，拆去动力源输入接头，金属地桩打入地下后，不再取出，直接作为桩体使用，即可进入下道施工程序。

本发明锥型金属地桩具有以下几个优点

1、此金属地桩在钻入地下时，对周围的土层进行挤压，可增加金属地桩与周围土层的摩擦力。

2、因此金属地桩的主体为锥型的，可将建筑物的垂直负荷分解为平行于锥体外表面的力和与之相垂直的力，垂直的力由金属地桩周围的土层承受，这样分解以后，可将金属地桩的长度缩短。

3、此金属地桩的外表面有螺旋叶片，进一步增大周围土层对金属地桩的摩擦力，可将金属地桩的长度进一步缩短。

4、因此金属地桩的长度要较一般的地桩短，可大大降低生产成本。

本发明锥型金属地桩，是本发明人开发的新一代地桩，该金属地桩具有机械性能高、使用寿命长、成本低、工作效率高、装配灵活简便等优势，在用于建筑施工过程中“端承桩”构造、“摩擦桩”构造的基础上，更广泛地用于多种地桩、地锚、随机构造地桩的施工。

四、附图说明

图1-螺旋钻头1结构示意图；图2-锥体结构示意图；

图3-锥型金属地桩实施例1结构示意图；

图4-尖钻头9结构示意图；图5-锥体结构示意图；

图6-锥型金属地桩实施例2结构示意图。

图中，1、螺旋钻头，2、锥体，3、螺旋叶片，4、定位块，5、锁紧销孔，6、联接锥体，7锁紧销，8、螺旋叶片，9、尖钻头。

五、具体实施方式

以下参照附图，给出本发明专利的具体实施方式，用来对本发明专利的构成进行进一步说明。

实施例1

本实施例的锥型金属地桩参考图1-3，为立式单柱结构，包括螺旋钻头1和锥体2，锥体的大径端接动力源输入接头，螺旋钻头1与锥体2为金属材料构成，钻头与锥体2通过铸造或焊接成为一体，金属地桩打入地下后不再取出，直接作为桩体使用；

螺旋钻头1呈倒锥形结构，螺旋叶片8围绕轴线螺旋上升，外径随螺旋上升逐渐增大，形成圆滑的螺旋切割曲线，便于叶片螺旋切割土层，适应锥型金属地桩下钻的需要，并能够与土层稳定结合，对所承托的建筑物或其他地上物具有强有力的支撑，叶片厚度从外缘到钻心逐渐加厚，使叶片具有足够的钢性；

根据锥型金属地桩需要的长度，联结后的锥体2上再联结N节联接锥体6，联接锥体6为金属材料构成，联接锥体6与锥体2结构相同，联接后由最上面联接锥体6上端与动力源输入接头连接，N为正整数；

锥体2上端的内部、联接锥体6上端的内部及下端的外部分别设有定位块4，分二层具有八块均匀排列的矩形定位块4，锥体2上端内部的定位块4与联接锥体6下端外部的定位块4相对应错位连接，其作用是将联接锥体6插入，旋转一定角度，不但起到定位和互锁作用，又能承载旋转力距和轴向压力，锥体2的大径端和联接锥体6的小径端的中间部位分别设有对应的锁紧销孔5，用于安装锁紧销7；

联接锥体6上端内部的定位块4与动力源输入接头所设定位块4相对应错位连接，联接锥体6的小径端外圆上分二层具有八块均匀排列的矩形定位块，这种结构的作用是将联接锥体6的小径端插入锥体2的大径端后，顺时针或逆时针旋转，都能起到传递旋转力距和承受轴向力的作用，而且可以双向等量地传递扭距和使联结互锁。这是对螺纹联接结构的根本改变，既代替了复杂的机械加工，又节省了材料，其联结功能更加全面，在降低制造成本的基础上，更经济的面向用户。

实施例2

实施例的锥型金属地桩与实施例1的区别在于：参考图4-6，钻头为尖钻头9，钻头与锥体2整体为铸造或焊接而成，锥体2直接对接动力源输入接头。

实施例3

本实施例的锥型金属地桩与实施例1的区别在于：

锥体2上端的外部、联接锥体6上端的外部及下端的内部分别设有定位块4，各分二层均匀排列，锥体2上端外部的定位块4与联接锥体6下端内部的定位块4相对应错位连接，联接锥体6上端外部的定位块4与动力源输入接头所设定位块4相对应错位连接；在联接锥体6的上面再联接一个钻杆。

以上实施例锥型金属地桩的安装施工方法，包括如下工序：

1、将钢或铁等金属材料构成的钻头与锥体2通过铸造或焊接成为一体，或者钻头与锥体2整体为铸造或焊接而成；

2、将联接锥体6的小径端联结到锥体2的大径端，旋转将联接锥体6的小径和锥体2大径的锁紧销孔5对准，插入锁紧销7，直至联接到所需长度；

3、锥体2、联接锥体6的壁厚及锥度按实际需要选择；

4、与动力源的联接方法：锥体2或联接锥体6的大径端对接动力源输入接头，输入源接头可根据动力装置设计制造；

5、锥型金属地桩的钻头与地面垂直，选择合理的下钻速度，匀速钻进地下；

6、当钻深到理想深度后，拆去动力源输入接头，金属地桩打入地下后，不再取出，直接作为桩体使用，即可进入下道施工程序。

以上实施例锥型金属地桩，是本发明人开发的新一代金属地桩，与以往技术相比，具有以下优势：

1、本发明的锥型金属地桩在完成钻探深度后可直接作为地桩使用，根据需要可在桩体内灌入混凝土，锥型金属地桩的直接施工，地桩在安装就位后仍具有足够的机械性能和使用寿命，其综合成本却相对降低。是地桩施工节能减排的一种创新和发展。

2、锥型金属地桩在施工中，将所钻出的土质挤压在钻杆外壁周围，增强了地桩附近的土质密度，加强了地桩的摩擦力，使地桩更加牢固。反之，土质密度的增强，又加强了桩体系统的抗弯强度。使其能够与土层稳定结合，对所承托建筑物或其他地上物具有强有力的支撑。

3、螺旋钻头的直径大于钻杆直径，在地下扩大了与地壳的接触面积，构成了稳定的地锚结构，使得地桩更加坚固和稳定。

4、锥型金属地桩按照国家建筑设计标准，选用不同的防腐处理方法，完全符合建筑设计要求。

5、锥型金属地桩有多种型号，可根据实际情况实时地调整联接锥体的长度，以适应不同的施工需要。

6、螺旋钻头由多层从小到大螺旋梯形叶片圆滑构成，形成倒锥形结构，具有最佳钻探轨迹。叶片从外到内逐渐加厚，具有强劲的钻探承载能力，提高钻探工作效率。

7、锥型金属地桩可与有关动力机械联接，用于建筑、广告牌、路灯杆、地基等多用途的快速施工。

Claims (10)

1、锥型金属地桩，特征在于包括底部的钻头、上端与动力源输入接头相连接的锥体(2)，钻头与锥体(2)为金属材料构成，钻头与锥体(2)通过铸造或焊接成为一体，或者钻头与锥体(2)整体为铸造或焊接而成，金属地桩打入地下后不再取出，直接作为桩体使用。

2、按照权利要求1所述的锥型金属地桩，其特征在于，联结后的锥体(2)上再联结N节联接锥体(6)，联接锥体(6)为金属材料构成，联接锥体(6)与锥体(2)结构相同，联接后由最上面的联接锥体(6)上端与动力源输入接头连接，N为正整数。

3、按照权利要求1所述的锥型金属地桩，其特征在于，所述钻头为螺旋钻头(1)或尖钻头(9)。

4、按照权利要求3所述的锥型金属地桩，其特征在于，上述螺旋钻头(1)呈倒锥形结构，螺旋钻头(1)的外表面具有围绕轴线螺旋上升的螺旋叶片8，外径随螺旋上升逐渐增大，厚度从外缘到钻心逐渐加厚。

5、按照权利要求2所述的锥型金属地桩，其特征在于，所述锥体(2)、联接锥体(6)的外表面具有螺旋叶片(3)。

6、按照权利要求2所述的锥型金属地桩，其特征在于，所述锥体(2)上端的内部、联接锥体(6)上端的内部及下端的外部分别设有定位块(4)，各分一层以上均匀排列，锥体(2)上端内部的定位块(4)与联接锥体(6)下端外部的定位块(4)相对应错位连接，联接锥体(6)上端内部的定位块(4)与动力源输入接头所设定位块(4)相对应错位连接。

7、按照权利要求2所述的锥型金属地桩，其特征在于，所述锥体(2)上端的外部、联接锥体(6)上端的外部及下端的内部分别设有定位块(4)，各分一层以上均匀排列，锥体(2)上端外部的定位块(4)与联接锥体(6)下端内部的定位块(4)相对应错位连接，联接锥体(6)上端外部的定位块(4)与动力源输入接头所设定位块(4)相对应错位连接。

8、按照权利要求6或7所述的锥型金属地桩，其特征在于，定位块(4)为矩形或圆形或椭圆形或其他形状。

9、按照权利要求2所述的锥型金属地桩，其特征在于，所述锥体(2)上端、联接锥体(6)下端对应部位分别设有对应的锁紧销孔(5)，用于安装锁紧销(7)。

10、权利要求1-9中任一权利要求所述锥型金属地桩的安装施工方法，其特征在于包括以下工序：

(1)、将钢或铁等金属材料构成的钻头与锥体(2)通过铸造或焊接成为一体，或者钻头与锥体(2)整体为铸造或焊接而成；

(2)、将联接锥体(6)的小径端联结到锥体(2)的大径端，旋转将联接锥体(6)的小径和锥体(2)大径的锁紧销孔(5)对准，插入锁紧销(7)，直至联接到所需长度；

(3)、锥体(2)、联接锥体(6)的壁厚及锥度按实际需要选择；

(4)、与动力源的联接方法：锥体(2)或联接锥体(6)的大径端对接动力源输入接头，输入源接头可根据动力装置设计制造；

(5)、锥型金属地桩的钻头与地面垂直，选择合理的下钻速度，匀速钻进地下；

(6)、当钻深到理想深度后，拆去动力源输入接头，金属地桩打入地下后，不再取出，直接作为桩体使用，即可进入下道施工程序。

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