CN110952532B - 一种滑动式叶片扩底管桩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域的一种滑动式叶片扩底管桩，包括管桩主体，管桩主体底部设有若干水平布置的叶片，所有叶片围绕管桩主体的轴线均布，叶片可水平滑动地安装在管桩主体底部且滑动轨迹垂直于管桩主体轴线；该扩底管桩配置有钻头、钻杆，钻杆下端可拆卸连接钻头；在扩底前所有叶片的圆弧边不超出管桩主体底部的圆边，所有叶片的顶角侧组合成一可容钻头尖端穿过的中心孔；扩底后，所有叶片被钻头挤开，所有叶片的圆弧边均超出管桩主体底部的圆边。通过在其底部安装叶片，沉桩至设计标高后钻入特制的钻头将叶片挤开，达到增大桩底端面积、提高桩底端承载力的效果。

Description

一种滑动式叶片扩底管桩
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体来说，是一种扩底管桩。
背景技术
现有技术中，在保证桩长、桩径不变的情况下，通常采用后注浆、扩底等形式来提高桩基的承载力。目前扩底灌注桩的工艺较为成熟，扩底预制桩的工艺还有很大的发展空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种滑动式叶片扩底管桩，通过在其底部安装叶片，沉桩至设计标高后钻入特制的钻头将叶片挤开，达到增大桩底端面积、提高桩底端承载力的效果。
本发明的目的是这样实现的：一种滑动式叶片扩底管桩，包括竖直设置的管桩主体，所述管桩主体底部设有若干水平布置的、扇形结构的叶片，所有叶片围绕管桩主体的轴线均布，且任意相邻两个叶片相互靠近，所述叶片可水平滑动地安装在管桩主体底部且滑动轨迹垂直于管桩主体轴线，所述叶片的圆弧边朝外，所述叶片的顶角侧朝内，并且所述叶片的圆弧边的圆心处于管桩主体的轴线上；
该扩底管桩配置有钻头、钻杆，所述钻杆设置于钻机的动力输出端并可输出竖直向下的驱动力，所述钻头可拆卸地安装在钻杆下端并用于在扩底时驱使所有叶片以垂直于管桩主体轴线的方向向外侧滑出，所述钻头下端为尖端；
在扩底前所有叶片的圆弧边不超出管桩主体底部的圆边，所有叶片的顶角侧组合成一可容钻头尖端穿过的中心孔；
扩底后所有叶片的圆弧边均超出管桩主体底部的圆边。
进一步地，所述钻头的外形是与管桩主体同轴的回转体结构，所述钻头的尖端之上的位置设有一圈环绕其外周壁的环形卡槽，扩底后所有叶片的顶角侧均插入并锁定在钻头的卡槽中。
进一步地，所述管桩主体底部设有若干与叶片一一滑动配合的、引导叶片滑出方向的预埋导轨，每个叶片均具有与预埋导轨滑动配合的内凹槽。
进一步地，所述中心孔为圆孔结构并与管桩主体同轴。
进一步地，所述钻杆与钻头同轴设置。
进一步地，所述钻杆设置为圆杆结构，所述钻杆侧壁下端设有以垂直于钻杆轴线的方向向外侧延伸的连接件，所述连接件的底部与钻杆下端相齐平，所述钻头具有一可容钻杆底端和连接件平旋活动的活动腔，所述钻头上端具有与活动腔连通的连接孔,扩底时所述钻杆底端和连接件均可同时穿过连接孔并伸入活动腔中。
进一步地，所述连接孔轮廓由两部分组成，所述连接孔轮廓的一部分设为圆弧边并与钻杆底端的圆弧部分相适配，所述连接孔轮廓的另一部分与连接件的轮廓相适配。
进一步地，所述活动腔具有与管桩主体同轴的圆弧部分，所述活动腔的圆弧部分正对连接件。
本发明的有益效果在于：
1)通过桩底张开的叶片增大了桩底端面积，提高了桩底端的承载力；
2)扩底后张开的若干叶片可以进一步提高单桩承载力；
3)在持力层较好的地层，可通过该方案节省桩长。
附图说明
图1是扩底前的状态示意图。
图2是钻头挤开叶片的状态示意图。
图3是叶片插入钻头的卡槽的状态示意图。
图4是预埋导轨的布置示意图。
图5是叶片在扩底前的状态示意图。
图6是钻杆与钻头的组合方式示意图。
图7是钻头的结构示意图。
图8是钻杆的结构示意图。
图中，1管桩主体，2预埋导轨，3叶片,4内凹槽，5钻头，5a卡槽，5b活动腔，6连接孔，7连接件，8钻杆，9中心孔。
具体实施方式
下面结合附图1-8和具体实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种滑动式叶片扩底管桩，包括竖直设置的管桩主体1，管桩主体1底部设有若干水平布置的、扇形结构的叶片3，叶片3可以设置为碳钢板材，所有叶片3围绕管桩主体1的轴线均布，且任意相邻两个叶片3相互靠近，叶片3可水平滑动地安装在管桩主体1底部且滑动轨迹垂直于管桩主体1轴线，叶片3的圆弧边朝外，叶片3的顶角侧朝内，并且叶片3的圆弧边的圆心处于管桩主体1的轴线上。
如图6、8所示，该扩底管桩配置有钻头5、钻杆8，钻杆8设置于钻机的动力输出端并可输出竖直向下的驱动力，钻头5可拆卸地安装在钻杆8下端并用于在扩底时驱使所有叶片3以垂直于管桩主体1轴线的方向向外侧滑出，钻头5下端为尖端。
如图1、5所示，在扩底前所有叶片3的圆弧边不超出管桩主体1底部的圆边，可以使得所有叶片3的圆弧边对齐管桩主体1底部的圆边，所有叶片3的顶角侧组合成一可容钻头5尖端穿过的中心孔9。
如图3所示，扩底后所有叶片3的圆弧边均超出管桩主体1底部的圆边。
通过桩底张开的叶片3增大了桩底端面积，提高了桩底端的承载力。
如图6、7所示，上述钻头5的外形是与管桩主体1同轴的回转体结构，钻头5的尖端之上的位置设有一圈环绕其外周壁的环形卡槽5a，扩底后所有叶片3的顶角侧均插入并锁定在钻头5的卡槽5a中，以控制钻头5的下压深度，同时也能锁定所有叶片3所形成的扩张外径。
如图4所示，上述管桩主体1底部设有若干与叶片3一一滑动配合的、引导叶片3滑出方向的预埋导轨2，每个叶片3均具有与预埋导轨2滑动配合的内凹槽4，使得叶片3的滑动轨迹更加精确。
如图1所示，上述中心孔9为圆孔结构并与管桩主体1同轴，使得所有的叶片3能够均匀地受到钻头5的推挤力。
如图6所示，上述钻杆8与钻头5同轴设置；上述钻杆8设置为圆杆结构，钻杆8侧壁下端设有以垂直于钻杆8轴线的方向向外侧延伸的连接件7，连接件7的底部与钻杆8下端相齐平，钻头5具有一可容钻杆8底端和连接件7平旋活动的活动腔5b，钻头5上端具有与活动腔5b连通的连接孔6,扩底时钻杆8底端和连接件7均可同时穿过连接孔6并伸入活动腔5b中。便于将钻头5锁定在钻杆8底端。
如图6、7所示，上述连接孔6轮廓由两部分组成，连接孔6轮廓的一部分设为圆弧边并与钻杆8底端的圆弧部分相适配，连接孔6轮廓的另一部分与连接件7的轮廓相适配。
上述活动腔5b具有与管桩主体1同轴的圆弧部分，活动腔5b的圆弧部分正对连接件7。
结合图1-3所示，扩底施工的主要方法如下：
一、安装叶片3：使得管桩主体1底部的预埋导轨2插接叶片3的内凹槽4，连接完成后开始进行沉桩施工；
二、连接钻杆8与钻头5：桩基达到设计标高后，在钻杆8(可采用旋喷钻机下压钻杆8)下设置连接件7，然后驱使钻杆8、连接件7同时穿过连接孔6以插入活动腔5b中，然后将钻杆8顺时针自转180°，使得连接件7与连接孔6完全错开，使得钻杆8与钻头5连接紧固；
三、驱使所有的叶片3张开：使钻杆8产生下压的驱动力，钻头5向下压进至中心孔9中，将所有叶片3向外侧挤出，直到叶片3卡入钻头5的卡槽5a后停止；
四、取出钻杆8：驱使钻杆8逆时针自转180°，使得连接件7正对连接孔6，然后将钻杆8提出，钻头5留在管桩主体1底部。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种滑动式叶片扩底管桩，包括竖直设置的管桩主体（1），其特征在于：所述管桩主体（1）底部设有若干水平布置的、扇形结构的叶片（3），所有叶片（3）围绕管桩主体（1）的轴线均布，且任意相邻两个叶片（3）相互靠近，所述叶片（3）可水平滑动地安装在管桩主体（1）底部且滑动轨迹垂直于管桩主体（1）轴线，所述叶片（3）的圆弧边朝外，所述叶片（3）的顶角侧朝内，并且所述叶片（3）的圆弧边的圆心处于管桩主体（1）的轴线上；
该扩底管桩配置有钻头（5）、钻杆（8），所述钻杆（8）设置于钻机的动力输出端并可输出竖直向下的驱动力，所述钻头（5）的外形是与管桩主体（1）同轴的回转体结构，所述钻头（5）可拆卸地安装在钻杆（8）下端并用于在扩底时驱使所有叶片（3）以垂直于管桩主体（1）轴线的方向向外侧滑出，所述钻头（5）下端为尖端；
在扩底前所有叶片（3）的圆弧边不超出管桩主体（1）底部的圆边，所有叶片（3）的顶角侧组合成一可容钻头（5）尖端穿过的中心孔（9），所述中心孔（9）为圆孔结构并与管桩主体（1）同轴；
扩底后所有叶片（3）的圆弧边均超出管桩主体（1）底部的圆边；
所述钻头（5）的尖端之上的位置设有一圈环绕其外周壁的环形卡槽（5a），扩底后所有叶片（3）的顶角侧均插入并锁定在钻头（5）的卡槽（5a）中。
2.根据权利要求1所述的一种滑动式叶片扩底管桩，其特征在于：所述管桩主体（1）底部设有若干与叶片（3）一一滑动配合的、引导叶片（3）滑出方向的预埋导轨（2），每个叶片（3）均具有与预埋导轨（2）滑动配合的内凹槽（4）。
3.根据权利要求1所述的一种滑动式叶片扩底管桩，其特征在于：所述钻杆（8）与钻头（5）同轴设置。
4.根据权利要求3所述的一种滑动式叶片扩底管桩，其特征在于：所述钻杆（8）设置为圆杆结构，所述钻杆（8）侧壁下端设有以垂直于钻杆（8）轴线的方向向外侧延伸的连接件（7），所述连接件（7）的底部与钻杆（8）下端相齐平，所述钻头（5）具有一可容钻杆（8）底端和连接件（7）平旋活动的活动腔（5b），所述钻头（5）上端具有与活动腔（5b）连通的连接孔（6）,扩底时所述钻杆（8）底端和连接件（7）均可同时穿过连接孔（6）并伸入活动腔（5b）中。
5.根据权利要求4所述的一种滑动式叶片扩底管桩，其特征在于：所述连接孔（6）轮廓由两部分组成，所述连接孔（6）轮廓的一部分设为圆弧边并与钻杆（8）底端的圆弧部分相适配，所述连接孔（6）轮廓的另一部分与连接件（7）的轮廓相适配。
6.根据权利要求5所述的一种滑动式叶片扩底管桩，其特征在于：所述活动腔（5b）具有与管桩主体（1）同轴的圆弧部分，所述活动腔（5b）的圆弧部分正对连接件（7）。
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