CN106499343B - 螺旋柱体挤土钻头及其成桩施工方法 - Google Patents
螺旋柱体挤土钻头及其成桩施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106499343B CN106499343B CN201611151864.9A CN201611151864A CN106499343B CN 106499343 B CN106499343 B CN 106499343B CN 201611151864 A CN201611151864 A CN 201611151864A CN 106499343 B CN106499343 B CN 106499343B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil compaction
- core pipe
- spiral
- apex point
- connecting rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 166
- 238000005056 compaction Methods 0.000 title claims abstract description 157
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 27
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000037452 priming Effects 0.000 claims description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 208000017740 grade III prostatic intraepithelial neoplasia Diseases 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- -1 silt Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
- E02D5/36—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making without use of mouldpipes or other moulds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/56—Screw piles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
本发明创造涉及螺旋柱体挤土钻头及其成桩施工方法。包括螺旋挤土叶片、联节和芯管，联节和芯管焊接一体结构，联节和芯管上盘绕螺旋挤土叶片，芯管下端设有合金齿Ⅰ和耳板，芯管的底部端口安装焊接在一起的挡板和钻尖，挡板通过钻尖与安装在耳板上的销轴Ⅰ活动连接，挡板和钻尖绕销轴Ⅰ旋转打开端口后，钻尖的尖顶部A绕芯管中心线所成的圆的半径φ3大于螺旋挤土叶片外缘所形成的圆的半径φ1，设φ3和φ1差值为δ，所述的5mm≤δ≤80mm；钻尖上设有合金齿Ⅱ。本发明创造采用两次挤土方式，在减少成桩孔排土量的同时，增加了成桩的侧阻力值，从而达到提高基础桩承载的能力。
Description
技术领域
本发明创造涉及建筑领域桩施工基础，具体的涉及一种螺旋柱体挤土钻头及利用其的成桩施工方法。
背景技术
在建筑桩基础中，螺旋挤土泵压灌混凝土桩因施工效率高，适应地层广，成桩承载力高，节能减排等优点被广泛应用。其中螺杆桩、双向螺旋挤扩桩和螺旋锥体挤土桩是典型代表，在具体的实施中都有应用。螺杆桩是一种非排土挤土桩，它采用专用的螺杆桩施工设备来完成，设备制造成本高。设备的同步控制技术是核心，即在桩长的范围内，钻具每正(反)转一转，向下(上)移动一个螺距，确保所成岩土螺牙的不扰动，保持原有岩土的应力状况。在具体实施中，桩埋深岩层的性质也影响同步控制技术的精度。在软地层，钻进阻力小，同步控制精度较好；在较硬或硬地层，挤土钻进阻力大，要求施工设备具有很大的输出扭矩(大于500KN.m)，这样的设备制造费用更高，质量更大，对施工现场要求更高，造成施工辅助费用更高。现实中，螺杆桩只适应于软地层的施工，无法应用于硬岩层，这对基桩埋深内岩层性质有了限定，也就限定了螺杆桩的应用范围。双向螺旋挤扩桩是利用双向螺旋挤土钻头挤扩成孔，泵压灌混凝土，后置钢筋笼成桩，呈柱体桩型。其挤扩成孔采用先钻后挤的方式，它是利用双向螺旋挤扩钻头中柱体螺旋钻头部分将土体旋钻出来，并通过螺旋叶片由下而上运送到锥体芯管部分，旋钻下来的岩土通过锥体芯管逐渐挤入桩孔侧壁，对于比较复杂的地层如黏土层、夹砾石层等，旋钻下来的岩土会阻塞螺旋叶片所形成的运输通路，从而产生憋钻现象。施工中双向螺旋挤扩钻头的上部与光杆钻具联接，光杆钻具的外径远小于挤扩钻头所形成的孔径，由于地层的不同，挤扩孔壁的稳定性有时很差，会出现塌落现象，产生埋钻。螺旋锥体挤土桩是采用螺旋锥体挤土钻头直接挤扩成孔，泵压灌混凝土，后置钢筋笼而成，所成的桩是柱体型，桩的承载力是由端阻和侧摩阻构成，侧摩阻的大小是由桩径、桩长及不同桩周岩土层的极限侧阻力标准值来决定。同一地质条件，要获得高承载力的桩只能加大桩径或加长桩长来保证。螺旋锥体挤土钻头只具备钻进时直接挤扩成桩孔，不具备扩孔扩径的功能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明创造提供一种螺旋挤土成桩质量更好、成本更低，功效更高，更加环保的施工方法和钻头。
本发明创造采用的技术方案是：包括螺旋挤土叶片、联节和芯管，联节与芯管焊接成一体结构，在联节和芯管外缘盘绕螺旋挤土叶片，芯管下端设有合金齿Ⅰ和耳板，芯管的底部端口安装焊接在一起的挡板和钻尖，挡板通过钻尖与安装在耳板上的销轴Ⅰ活动连接，挡板和钻尖绕销轴Ⅰ旋转打开芯管底部端口后，钻尖的尖顶部A绕芯管中心线所成的圆的半径φ3大于螺旋挤土叶片外缘所形成的圆的半径φ1，设φ3和φ1差值为δ，所述的5mm≤δ≤80mm；钻尖上设有合金齿Ⅱ。
上述的螺旋柱体挤土钻头，芯管内设有连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、销轴Ⅱ、加力板、销轴Ⅲ、销轴Ⅳ、杆座Ⅰ和杆座Ⅱ；杆座Ⅰ安装在芯管的内壁上，杆座Ⅱ安装在挡板上，连杆Ⅰ一端与安装在杆座Ⅰ上的销轴Ⅲ连接，连杆Ⅰ的另一端通过销轴Ⅱ与连杆Ⅱ连接，连杆Ⅱ的另一端与安装在杆座Ⅱ上的销轴Ⅳ连接；加力板安装在连杆Ⅰ上，一端伸出连杆Ⅰ用于限位连杆Ⅱ。
上述的螺旋柱体挤土钻头，芯管内设有连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、销轴Ⅱ、加力板、销轴Ⅲ、销轴Ⅳ、杆座Ⅰ和杆座Ⅱ；设有两组耳板，两组耳板对称安装在芯管的下端；由两个活动连接的挡板Ⅰ构成挡板，由两个活动连接的钻尖Ⅰ构成钻尖，每个挡板Ⅰ焊接一个钻尖Ⅰ，两个挡板Ⅰ分别通过钻尖Ⅰ与安装在芯管两侧的耳板上的销轴Ⅰ活动连接，两组挡板Ⅰ和钻尖Ⅰ绕各自的销轴Ⅰ旋转打开芯管底部的端口后，两组钻尖Ⅰ的尖顶部A’所构成的圆的半径φ4大于螺旋挤土叶片外缘所形成的圆的半径φ1，设φ4和φ1差值为δ1，所述的5mm≤δ1≤80mm；杆座Ⅰ与加力板连接，两个杆座Ⅱ分别安装在两个挡板Ⅰ上，连杆Ⅰ一端与安装在杆座Ⅱ上的销轴Ⅲ连接，连杆Ⅰ的另一端通过销轴Ⅱ与连杆Ⅱ连接，连杆Ⅱ的另一端与安装在杆座Ⅱ上的销轴Ⅳ连接；连杆Ⅰ和连杆Ⅱ的旋转通过加力板限位。
上述的螺旋柱体挤土钻头，螺旋挤土叶片设有挤土缺口。
上述的螺旋柱体挤土钻头，螺旋挤土叶片外缘所形成的圆的半径φ1，芯管的半径为φ2，2φ1＝350～800mm，φ2＝(0.58～0.75)φ1。
本发明的螺旋柱体挤土钻头按照钻尖打开的方式不同可分为无连杆单钻尖钻头、单连杆单钻尖钻头和双连杆双钻尖钻头。其共同特点是钻尖绕销轴旋转打开时，钻尖的尖顶部绕钻头中心线所成的圆半径都大于钻头最大半径一定的数值δ；其区别是钻尖结构及打开方式不同。
螺旋柱体挤土成桩施工方法，利用上述的螺旋柱体挤土钻头，将螺旋柱体挤土钻头与螺旋挤土钻具组合在一起，挤土成桩施工方法如下：
1)钻机就位，螺旋柱体挤土钻头对准桩位；
2)启动钻机动力头，对螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头施加顺时针方向转矩并向下释放动力头，螺旋柱体挤土钻头开始作挤土钻进，在向下钻进的过程中，螺旋挤土叶片在向上传输岩土的同时，进行径向挤土，形成圆柱形同径桩孔；
3)到达施工深度后，动力头顺时针旋转并提升螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头，同时向芯管内泵压灌混凝土，螺旋柱体挤土钻头在上升的过程中，挡板和钻尖在自重及芯管内混凝土的压力下绕销轴Ⅰ旋转打开，钻尖的尖顶部压入桩孔壁内，随着螺旋柱体挤土钻头的旋转并上提，钻尖尖顶部做螺旋上升式挤土，在圆柱形同径桩孔的内壁上，形成螺旋状沟槽，形成内壁带有沟槽的桩孔；从芯管流出的混凝土在灌注桩孔的同时充满沟槽至设计标高。
4)用振捣器将已制好的钢筋笼沉入桩孔中，完成一次施工。
本发明创造的有益效果是：
(1)技术优势：两次挤土压灌成桩，桩承载力高，沉降量小，成桩质量高，抗拔能力强。
(2)成本优势：单桩承载力高，排土少，节省混凝土用量。
(3)环保优势：无泥浆外排，成桩无噪音，无振动。
(4)适用范围：适用于泥质黏土、黏性土、粉土、砂土、含小砾石黏性土、黄土和强风化土等，桩径在φ350～φ800mm之间，其最长30m。
(5)本发明创造采用两次挤土方式，在减少成桩孔排土量的同时，增加了成桩的侧阻力值，从而达到提高基础桩承载的能力。
(6)本发明创造，钻进时，完成桩孔的第一次挤土，所成桩孔为一等径的柱体孔，同时有部分残土排放在桩孔外；灌注时，钻头在顺时针旋转并向上提升的过程中，同时泵压灌混凝土，钻尖在自重及钻具芯管内压力混凝土的作用下被完全打开，钻尖的尖顶部对已形成的柱体孔壁进行再次挤压，形成一定深度和宽度的螺旋沟槽，压灌的混凝土随即充填满，所形成的桩为变径桩，改变了柱孔桩侧阻受力机理。在侧摩阻的基础上增加了竖向抗剪切能力，从而提高了桩的承载能力和抗拔能力。
附图说明
图1是本发明创造的结构示意图。
图2是螺旋挤土叶片的结构示意图。
图3是实施例1的无连杆单钻尖螺旋柱体挤土钻头的结构试图。
图4是实施例1的钻头打开示意图。
图5是实施例2单连杆单钻尖螺旋柱体挤土钻头结构示意图。
图6是实施例2的钻头打开示意图。
图7是实施例3双连杆双钻尖螺旋柱体挤土钻头结构示意图。
图8是实施例3的钻头打开示意图。
图9是施工方法示意图。
图10是图9中I部放大图。
具体实施方式
实施例1无连杆单钻尖螺旋柱体挤土钻头及成桩施工方法
(一)无连杆单钻尖螺旋柱体挤土钻头
如图1-图4所示，螺旋柱体挤土钻头，包括螺旋挤土叶片1、联节2、芯管3、耳板4、合金齿Ⅰ5、挡板6、钻尖7和销轴Ⅰ8。
联节2和芯管3焊接成一体结构，联节2和芯管3上盘绕螺旋挤土叶片1，螺旋挤土叶片1上设有挤土缺口1-1，螺旋挤土叶片1外缘所形成的圆的半径为φ1，联节2和芯管3圆半径为φ2。2φ1＝350～800mm，其中φ2＝0.58～0.75φ1。螺距H＝1.2～1.6φ1。
芯管3下端设有合金齿Ⅰ5和耳板4。
芯管3的底部端口安装焊接在一起的挡板6和钻尖7，挡板6通过钻尖与安装在耳板4上的销轴Ⅰ8活动连接。
如图4所示，钻尖7与挡板6组成的结构体绕销轴Ⅰ8自由旋转时，由于重力的作用，钻尖的尖顶部A自然状态就能满足δ值。在实践压灌注混凝土时，芯管3内流出的混凝土对钻尖及挡板具有加大旋转角度及增大δ值的作用，保持δ的一定值，满足挤土效果。挡板6和钻尖7绕销轴Ⅰ8旋转打开芯管端口后，钻尖7的尖顶部A绕芯管3中心线所成的圆的半径φ3大于螺旋挤土叶片1外缘所形成的圆的半径φ1，设φ3和φ1差值为δ，所述的5mm≤δ≤80mm。
钻尖7上设有合金齿Ⅱ7-1。
(二)螺旋柱体挤土成桩施工方法
如图9和图10所示，将上述的无连杆单钻尖螺旋挤土钻头与螺旋挤土钻具组合在一起，挤土成桩施工方法如下：
1)钻机就位，螺旋柱体挤土钻头对准桩位；
2)启动钻机动力头，对螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头施加顺时针方向转矩并向下释放动力头，螺旋柱体挤土钻头开始作挤土钻进，在向下钻进的过程中，螺旋挤土叶片在向上传输岩土的同时，进行径向挤土，形成圆柱形同径桩孔；
3)到达施工深度后，动力头顺时针旋转并提升螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头，同时向芯管内泵压灌混凝土，螺旋柱体挤土钻头在上升的过程中，挡板6和钻尖7在自重及芯管内混凝土的压力下绕销轴Ⅰ8旋转打开，钻尖的尖顶部A压入桩孔壁内，随着螺旋柱体挤土钻头的旋转并上提，钻尖尖顶部做螺旋上升式挤土，在圆柱形同径桩孔的内壁上，形成螺旋状沟槽，形成内壁带有沟槽14的桩孔；从芯管流出的混凝土在灌注桩孔的同时充满沟槽至设计标高。
4)用振捣器将已制好的钢筋笼沉入桩孔中，完成一次施工。
实施例2单连杆单钻尖螺旋柱体挤土钻头及成桩施工方法
如图5-图6所示，单连杆单钻尖螺旋柱体挤土钻头，包括螺旋挤土叶片1、联节2、芯管3、耳板4、合金齿Ⅰ5、挡板6、钻尖7、销轴Ⅰ8、连杆Ⅰ9-1、连杆Ⅱ9-2、销轴Ⅱ10、加力板11、销轴Ⅲ12-1、销轴Ⅳ12-2、杆座Ⅰ13-1和杆座Ⅱ13-2。
联节2和芯管3焊接成一体结构，联节2和芯管3上盘绕螺旋挤土叶片1，螺旋挤土叶片1上设有挤土缺口1-1，螺旋挤土叶片1外缘所形成的圆的半径为φ1，联节2和芯管3圆半径为φ2。2φ1＝350～800mm，其中φ2＝0.58～0.75φ1。螺距H＝1.2～1.6φ1。
芯管3下端设有合金齿Ⅰ5和耳板4。
芯管3的底部端口安装焊接在一起的挡板6和钻尖7，挡板6通过钻尖7与安装在耳板4上的销轴Ⅰ8活动连接，挡板6和钻尖7绕销轴Ⅰ8旋转打开芯管底部端口后，钻尖7的尖顶部A绕芯管3中心线所成的圆的半径φ3大于螺旋挤土叶片1外缘所形成的圆的半径φ1，设φ3和φ1差值为δ，所述的10mm≤δ≤60mm；钻尖7上设有合金齿Ⅱ7-1。
芯管3内，杆座Ⅰ13-1安装在芯管3的内壁上，杆座Ⅱ13-2安装在挡板6上，连杆Ⅰ9-1一端与安装在杆座Ⅰ13-1上的销轴Ⅲ12-1链接，连杆Ⅰ9-1的另一端通过销轴Ⅱ10与连杆Ⅱ9-2连接，连杆Ⅱ9-2的另一端与安装在杆座Ⅱ13-2上的销轴Ⅳ12-2连接；加力板11安装在连杆Ⅰ9-1上，一端伸出连杆Ⅰ9-1用于限位连杆Ⅱ9-2。
如图6所示，单连杆单钻尖钻头中，连杆Ⅰ9-1可绕销Ⅱ10和销Ⅲ12-1旋转，加力板11固定在连杆Ⅰ9-1上，同时对另一个连杆Ⅱ9-2的旋转具有限位作用。两杆座分别固定在芯管内壁和挡板上。在实践压灌注混凝土时，钻尖自重绕销轴Ⅰ8旋转打开芯管底部端口，同时芯管3内流出的混凝土通过加力板11的上表面向下施加压力给连杆Ⅰ9-1，连杆Ⅰ9-1向下移动通过连杆Ⅱ9-2推动钻尖绕销Ⅰ8旋转，加大了钻尖打开的力量，确保了δ的一定值，实现挤土功能。
(二)螺旋柱体挤土成桩施工方法
如图9和图10所示，将上述的单连杆单钻尖螺旋挤土钻头与螺旋挤土钻具组合在一起，挤土成桩施工方法如下：
1)钻机就位，螺旋柱体挤土钻头对准桩位；
2)启动钻机动力头，对螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头施加顺时针方向转矩并向下释放动力头，螺旋柱体挤土钻头开始作挤土钻进，在向下钻进的过程中，螺旋挤土叶片在向上传输岩土的同时，进行径向挤土，形成圆柱形同径桩孔；
3)到达施工深度后，动力头顺时针旋转并提升螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头，同时向芯管内泵压灌混凝土，螺旋柱体挤土钻头在上升的过程中，在实践压灌注混凝土时，钻尖自重绕销轴Ⅰ8旋转打开芯管底部端口，同时芯管3内流出的混凝土通过加力板11的上表面向下施加压力给连杆Ⅰ9-1，连杆Ⅰ9-1向下移动通过连杆Ⅱ9-2推动钻尖绕销轴Ⅰ8旋转，加大了钻尖打开的力量，确保了δ的一定值，实现挤土功能。挡板6和钻尖7在芯管内混凝土的压力下绕销Ⅰ8旋转打开，钻尖的尖顶部A压入桩孔壁内，随着螺旋柱体挤土钻头的旋转并上提，钻尖尖顶部做螺旋上升式挤土，在圆柱形同径桩孔的内壁上，形成螺旋状沟槽，形成内壁带有沟槽14的桩孔；从芯管流出的混凝土在灌注桩孔的同时充满沟槽至设计标高。
4)用振捣器将已制好的钢筋笼沉入桩孔中，完成一次施工。
实施例3双连杆双钻尖螺旋柱体挤土钻头及成桩施工方法
(一)双连杆双钻尖螺旋柱体挤土钻头
如图7-图8所示，双连杆双钻尖螺旋柱体挤土钻头，包括螺旋挤土叶片1、联节2、芯管3、两组耳板4、合金齿Ⅰ5、由两个活动连接的挡板Ⅰ6-1构成的一个完整的挡板6、由两个活动连接的钻尖Ⅰ7-2构成一个完整的钻尖7、两个销轴Ⅰ8、连杆Ⅰ9-1、连杆Ⅱ9-2、销轴Ⅱ10、加力板11、销轴Ⅲ12-1、销轴Ⅳ12-2、杆座Ⅰ13-1和杆座Ⅱ13-2。
联节2和芯管3焊接成一体结构，联节2和芯管3上盘绕螺旋挤土叶片1，螺旋挤土叶片1上设有挤土缺口1-1，螺旋挤土叶片1外缘所形成的圆的半径为φ1，联节2和芯管3圆半径为φ2。2φ1＝350～800mm，其中φ2＝0.58～0.75φ1。螺距H＝1.2～1.6φ1。
芯管3下端设有合金齿Ⅰ5。
两组耳板4对称安装在芯管3的下端。每组耳板4上安装有一个销轴Ⅰ8。
每个挡板Ⅰ6-1焊接一个钻尖Ⅰ7-2，两个挡板Ⅰ6-1分别通过钻尖Ⅰ(7-2)与安装在芯管3两侧的耳板4上的销轴Ⅰ8活动连接，两组挡板Ⅰ6-1和钻尖Ⅰ7-2绕各自的销轴Ⅰ8旋转打开芯管底部端口后，两组钻尖Ⅰ7-2的尖顶部A’所构成的圆的半径φ4大于螺旋挤土叶片1外缘所形成的圆的半径φ1，设φ4和φ1差值为δ1，所述的5mm≤δ1≤80mm。
杆座Ⅰ13-1与加力板11连接，两个杆座Ⅱ13-2分别安装在两个挡板Ⅰ6-1上，连杆Ⅰ9-1一端与安装在杆座Ⅱ13-2上的销轴Ⅲ12-1链接，连杆Ⅰ9-1的另一端通过销轴Ⅱ10与连杆Ⅱ9-2连接，连杆Ⅱ9-2的另一端与安装在杆座Ⅱ13-2上的销轴Ⅳ12-2连接；连杆Ⅰ9-1和连杆Ⅱ9-2的旋转通过加力杆11限位。
如图8所示，在实践压灌混凝土时，两个钻尖Ⅰ7-2在自重作用下绕销Ⅰ8旋转打开芯管底部端口，同时芯管3内流出的混凝土通过杆座Ⅰ13-1上的加力板11向下施加压力给连杆Ⅰ9-1和连杆Ⅱ9-2，进而将力传给钻尖Ⅰ7-2，加大两个钻尖Ⅰ7-2的旋转角度，确保了δ的一定值，实现了双尖挤土效果。
(二)螺旋柱体挤土成桩施工方法
如图9和图10所示，将双连杆双钻尖螺旋挤土钻头与螺旋挤土钻具组合在一起，挤土成桩施工方法如下：
1)钻机就位，螺旋柱体挤土钻头对准桩位；
2)启动钻机动力头，对螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头施加顺时针方向转矩并向下释放动力头，螺旋柱体挤土钻头开始作挤土钻进，在向下钻进的过程中，螺旋挤土叶片在向上传输岩土的同时，进行径向挤土，形成圆柱形同径桩孔；
3)到达施工深度后，动力头顺时针旋转并提升螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头，同时向芯管内泵压灌混凝土，螺旋柱体挤土钻头在上升的过程中，两个钻尖Ⅰ7-2在自重作用下绕销轴Ⅰ8旋转打开芯管底部端口，同时芯管3内流出的混凝土通过加力板11向下施加压力给连杆Ⅰ9-1和连杆Ⅱ9-2，进而分别将力传给钻尖Ⅰ7-2，加大两个钻尖Ⅰ7-2的旋转角度，确保了δ的一定值，实现了双尖挤土效果。挡板和钻尖在自重及芯管内混凝土的压力下绕销Ⅰ旋转打开，钻尖的尖顶部压入桩孔壁内，随着螺旋柱体挤土钻头的旋转并上提，钻尖尖顶部A’做螺旋上升式挤土，在圆柱形同径桩孔的内壁上，形成螺旋状沟槽，形成内壁带有沟槽14的桩孔；从芯管流出的混凝土在灌注桩孔的同时充满沟槽至设计标高。
4)用振捣器将已制好的钢筋笼沉入桩孔中，完成一次施工。
Claims (5)
1.螺旋柱体挤土钻头，包括螺旋挤土叶片（1）、联节（2）和芯管（3），联节（2）与芯管（3）焊接成一体结构，在联节（2）和芯管（3）外缘盘绕螺旋挤土叶片（1），其特征在于，芯管（3）下端设有合金齿Ⅰ（5）和耳板（4），芯管（3）的底部端口安装焊接在一起的挡板（6）和钻尖（7），挡板（6）通过钻尖与安装在耳板（4）上的销轴Ⅰ（8）活动连接，挡板（6）和钻尖（7）绕销轴Ⅰ（8）旋转打开芯管底部端口后，钻尖（7）的尖顶部A绕芯管（3）中心线所成的圆的半径φ3大于螺旋挤土叶片（1）外缘所形成的圆的半径φ1，设φ3和φ1差值为δ，所述的δ取值为5mm≤δ≤80mm；钻尖（7）上设有合金齿Ⅱ（7-1）；芯管（3）内设有连杆Ⅰ（9-1）、连杆Ⅱ（9-2）、销轴Ⅱ（10）、加力板（11）、销轴Ⅲ（12-1）、销轴Ⅳ（12-2）、杆座Ⅰ（13-1）和杆座Ⅱ（13-2）；杆座Ⅰ（13-1）安装在芯管（3）的内壁上，杆座Ⅱ（13-2）安装在挡板（6）上，连杆Ⅰ（9-1）一端与安装在杆座Ⅰ（13-1）上的销轴Ⅲ（12-1）连接，连杆Ⅰ（9-1）的另一端通过销轴Ⅱ（10）与连杆Ⅱ（9-2）连接，连杆Ⅱ（9-2）的另一端与安装在杆座Ⅱ（13-2）上的销轴Ⅳ（12-2）连接；加力板（11）安装在连杆Ⅰ（9-1）上，加力板（11）一端伸出连杆Ⅰ（9-1）用于限位连杆Ⅱ（9-2）。
2.螺旋柱体挤土钻头，包括螺旋挤土叶片（1）、联节（2）和芯管（3），联节（2）与芯管（3）焊接成一体结构，在联节（2）和芯管（3）外缘盘绕螺旋挤土叶片（1），其特征在于，芯管（3）下端设有合金齿Ⅰ（5）；芯管（3）内设有连杆Ⅰ（9-1）、连杆Ⅱ（9-2）、销轴Ⅱ（10）、加力板（11）、销轴Ⅲ（12-1）、销轴Ⅳ（12-2）、杆座Ⅰ（13-1）和杆座Ⅱ（13-2）；设有两组耳板（4），两组耳板（4）对称安装在芯管（3）的下端；由两个活动连接的挡板Ⅰ（6-1）构成挡板（6），由两个活动连接的钻尖Ⅰ（7-2）构成钻尖（7），每个挡板Ⅰ（6-1）焊接一个钻尖Ⅰ（7-2），两个挡板Ⅰ（6-1）分别通过钻尖Ⅰ（7-2）与安装在芯管（3）两侧的耳板（4）上的销轴Ⅰ（8）活动连接，两组挡板Ⅰ（6-1）和钻尖Ⅰ（7-2）绕各自的销轴Ⅰ（8）旋转打开芯管底部端口后，两组钻尖Ⅰ（7-2）的尖顶部A’所构成的圆的半径φ4大于螺旋挤土叶片（1）外缘所形成的圆的半径φ1，设φ4和φ1差值为δ1，所述的δ1取值为5mm≤δ1≤80mm；杆座Ⅰ（13-1）与加力板（11）连接，两个杆座Ⅱ（13-2）分别安装在两个挡板Ⅰ（6-1）上，连杆Ⅰ（9-1）一端与安装在杆座Ⅱ（13-2）上的销轴Ⅲ（12-1）链接，连杆Ⅰ（9-1）的另一端通过销轴Ⅱ（10）与连杆Ⅱ（9-2）连接，连杆Ⅱ（9-2）的另一端与安装在杆座Ⅱ（13-2）上的销轴Ⅳ（12-2）连接；连杆Ⅰ（9-1）和连杆Ⅱ（9-2）的旋转通过加力板（11）限位。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋柱体挤土钻头，其特征在于，螺旋挤土叶片（1）设有挤土缺口（1-1）。
4.根据权利要求1或2所述的螺旋柱体挤土钻头，其特征在于，螺旋挤土叶片（1）外缘所形成的圆的半径φ1，芯管（3）的半径为φ2，2φ1=350～800mm，φ2=（0.58～0.75）φ1。
5.螺旋柱体挤土成桩施工方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述的螺旋柱体挤土钻头，将螺旋柱体挤土钻头与螺旋挤土钻具组合在一起，挤土成桩施工方法如下：
1）钻机就位，螺旋柱体挤土钻头对准桩位；
2）启动钻机动力头，对螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头施加顺时针方向转矩并向下释放动力头，螺旋柱体挤土钻头开始作挤土钻进，在向下钻进的过程中，螺旋挤土叶片在向上传输岩土的同时，进行径向挤土，形成圆柱形同径桩孔；
3）到达施工深度后，动力头顺时针旋转并提升螺旋挤土钻具和螺旋柱体挤土钻头，同时向芯管内泵压灌混凝土，螺旋柱体挤土钻头在上升的过程中，挡板和钻尖在自重及芯管内混凝土的压力下绕销轴Ⅰ旋转打开，钻尖的尖顶部压入桩孔壁内，随着螺旋柱体挤土钻头的旋转并上提，钻尖尖顶部做螺旋上升式挤土，在圆柱形同径桩孔的内壁上，形成螺旋状沟槽，形成内壁带有沟槽（14）的桩孔；从芯管流出的混凝土在灌注桩孔的同时充满沟槽至设计标高；
4）用振捣器将已制好的钢筋笼沉入桩孔中，完成一次施工。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611151864.9A CN106499343B (zh) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | 螺旋柱体挤土钻头及其成桩施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611151864.9A CN106499343B (zh) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | 螺旋柱体挤土钻头及其成桩施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106499343A CN106499343A (zh) | 2017-03-15 |
| CN106499343B true CN106499343B (zh) | 2018-07-24 |
Family
ID=58331032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611151864.9A Active CN106499343B (zh) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | 螺旋柱体挤土钻头及其成桩施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106499343B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN210127824U (zh) * | 2018-10-16 | 2020-03-06 | 海南卓典高科技开发有限公司 | 钻头及钻具 |
| CN111622677A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-04 | 海南卓典高科技开发有限公司 | 钻具 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB707481A (en) * | 1951-12-14 | 1954-04-21 | Frederick Eugene Henning | Earth auger with spirally arranged removable cutting bits |
| CN100570122C (zh) * | 2007-02-15 | 2009-12-16 | 中国京冶工程技术有限公司 | 双向螺旋挤扩桩施工方法及双向螺旋封闭挤扩钻头 |
| CN101812976B (zh) * | 2010-05-14 | 2013-05-15 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 可调式多级螺旋挤扩钻具 |
| CN102312431A (zh) * | 2011-04-26 | 2012-01-11 | 王庆伟 | 螺齿组合桩及成桩工法 |
| CN203594367U (zh) * | 2013-12-05 | 2014-05-14 | 刘守进 | 螺旋半挤土排土钻具 |
| CN206267795U (zh) * | 2016-12-14 | 2017-06-20 | 刘守进 | 螺旋柱体挤土钻头 |
-
2016
- 2016-12-14 CN CN201611151864.9A patent/CN106499343B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106499343A (zh) | 2017-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101812976B (zh) | 可调式多级螺旋挤扩钻具 | |
| CN104389516B (zh) | 一种挤扩钻孔灌注桩成孔方法 | |
| CN202117556U (zh) | 用于成型不同深度和形状的混凝土桩的螺旋钻机 | |
| CN102162248B (zh) | 变截面挤密螺纹桩成桩方法及挤密钻具 | |
| CN103556628B (zh) | 螺旋锥体挤土桩施工方法 | |
| CN103806840A (zh) | 单向螺旋半挤土钻头及单向螺旋半挤土桩施工工艺 | |
| CN106351585A (zh) | 一种防塌孔和缩径的双向螺旋挤扩钻具及其施工工艺 | |
| CN107574818A (zh) | 螺钉钻挤灌注桩施工方法及组合螺钉钻头 | |
| CN108266131A (zh) | 旋转挤土扩底钻头及基桩施工方法 | |
| CN106499343B (zh) | 螺旋柱体挤土钻头及其成桩施工方法 | |
| CN109183790A (zh) | 一种螺纹桩及其施工工具和施工方法 | |
| CN206267795U (zh) | 螺旋柱体挤土钻头 | |
| CN105822234A (zh) | 用于桩机的可钻扩大头的钻杆组件 | |
| CN203769662U (zh) | 单向螺旋半挤土钻头 | |
| CN202688987U (zh) | 一种螺旋桩机 | |
| CN106049462A (zh) | 挤土桩与该挤土桩的施工方法及其钻具 | |
| CN102767332A (zh) | 一种螺旋桩机及钻孔灌注桩施工方法 | |
| CN106049463B (zh) | 一种挤土扩孔桩与该挤土扩孔桩的施工方法及其钻具 | |
| CN209586292U (zh) | 一种螺旋成孔钻具 | |
| CN108049401A (zh) | 一种螺纹夯扩桩及其施工方法 | |
| CN104594339A (zh) | 混凝土桩的施工方法 | |
| CN204419031U (zh) | 一种长螺旋钻孔机与静压桩机一体机 | |
| CN109025809B (zh) | 多动力导位联动复合钻具、制备方法及桩型 | |
| CN209178989U (zh) | 一种phc管桩防冻胀处理装置 | |
| CN208089226U (zh) | 一种挤排土复合钻具以及cfg挤排土桩 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |