CN201474601U - 一种消除桩挤土负效应的钻具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消除桩挤土负效应的钻具，包括屏障器与连续齿状螺纹挤土型钻杆，屏障器为一个上下敞开、周边封闭的横截面为圆形的钢管结构，钻杆采用内外双层钢管结构，钻杆上的螺牙为空心螺牙(3)，在外钢管管壁上设有与空心螺牙贯通的注水孔(4)，在空心螺牙的上倾角处设有喷嘴(5)。本实用新型采用屏障及注水液化或软化的方式，有效地将成桩时产生的挤土负效应控制在屏障器范围内，并通过屏障器上口释放有害应力来消除挤土负效应对周边建筑物等的危害，可彻底解决成桩过程中在有挤土负效应的土体中的横向和竖向挤土负效应，降低挤土负效应带来的各种危害和施工成本，发挥挤土桩的功效。

Description

一种消除桩挤土负效应的钻具

技术领域

本实用新型涉及建筑领域的施工装置，具体涉及一种消除桩挤土负效应的钻具。

背景技术

由于现浇混凝土挤土类型的地基桩承载力高，在工程桩中占据了相当大的比例。国内外大量科研结果表明，挤土类型桩在某些土层会产生挤土负效应，挤土负效应会引起桩周土体的位移和应力变化，会对已施工的邻桩产生径向压力和垂直拉拔力，从而使邻桩产生弯曲、倾斜、水平位移等不良后果，如果周边存在建筑物，还将对周边建筑物产生不良影响。挤土负效应的影响深度一般为1/6～1/3桩长，一般在地面以下6米范围内产生的挤土负效应最明显。

针对挤土类型桩所产生的挤土负效应带来的危害，国内外工程界尝试了大量的消除挤土负效应的方法，采用的方法可归纳为：(1)加大桩距法；(2)跳打施工法。目前尚无其他方法的效果优于以上两种方法。加大桩距的方法增加了上部结构(如承台)的造价，跳打施工的方法降低了施工的效率。二者都增加了工程成本，且未能完全根治挤土负效应的问题。

由申请人提出的专利申请“一种消除挤土负效应屏障器及其施工工法”(申请号200810183354.9)提出了一种消除挤土负效应屏障器及其施工工法，该工法能有效地消除挤土负效应对周边建筑物的破坏问题，但该工法工艺较复杂，施工速度较慢，且施工成本相对较高。

由申请人提出的专利申请“消除挤土负效应屏障器及其施工成桩工法”(申请号200910130401.8)提出了一种消除挤土负效应屏障器及其施工成桩工法，该工法能有效地消除饱和性软土的挤土负效应对周边建筑物的破坏问题，成桩工法方便简单，施工速度快，能消除淤泥质土、饱和性粘土中的挤土负效应。但该工法在硬土层中应用有很大困难。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种消除桩挤土负效应的钻具，其能有效地将在有挤土负效应的硬土层中成桩时产生的挤土负效应消除，从而消除挤土负效应对周边桩体及建筑物等的危害。利用本设计结合消除桩挤土负效应的施工工法采用一次成桩的方式进行，既可有效地消除挤土桩成桩过程中对邻桩产生的径向压力和垂直拉拔力，又可以使挤土桩的桩距设计按取土桩的桩距进行设计，降低了工程造价，保证了工程质量，彻底消除了对周边建筑物的危害。

本实用新型所采用的技术原理：根据设计要求，将一个上下敞开、周边封闭的横截面为圆形的钢管结构屏障器与连续齿状螺纹挤土型钻杆连接成一个整体，且钻杆采用内外双层钢管结构，钻杆上的螺牙为空心螺牙，钻杆的内钢管作为成桩时的混凝土输送管，外钢管与内钢管之间作为注水管通道，内钢管与外钢管之间完全隔离，在外钢管管壁上设有注水孔，注水孔与钻杆上的空心螺牙贯通，在空心螺牙一端设有喷嘴，喷嘴具有上倾角，采用有喷嘴的连续齿状螺纹挤土型钻杆及屏障器共同钻进的方式进行施工，在外钢管内采用压力注水，使管壁内形成压力水，用带有向上倾角的喷嘴喷射压力水使土体液化或软化，液化或软化的土体从屏障器上端排出，释放有害应力，从而消除挤土负效应对周边建筑物等的危害，在到达设计要求消除挤土负效应的深度时，将连续齿状螺纹挤土型钻杆及屏障器分离，然后将连续齿状螺纹挤土型钻杆单独往下钻至桩的设计深度后，钻杆上提，同时利用钻杆内钢管灌注混凝土或水泥浆成桩，屏障器随着连续齿状螺纹挤土型钻具的上提被取出。

本实用新型所采用的技术方案：

一种消除桩挤土负效应的钻具，包括屏障器与连续齿状螺纹挤土型钻杆，屏障器为一个上下敞开、周边封闭的横截面为圆形的钢管结构，钻杆采用内外双层钢管结构，钻杆上的螺牙为空心螺牙，在外钢管管壁上设有与空心螺牙贯通的注水孔，在空心螺牙的上倾角处设有喷嘴。

为方便钻杆钻进，所述屏障器的下端口呈连续型或不连续型齿状。

所述喷嘴为空心螺丝型，旋转嵌在螺牙上倾角处。

为方便于压力水管道污垢的清除，避免堵塞喷嘴，在钻杆上的空心螺牙的下倾角处设有排污堵口。

所述排污堵口为实心的螺丝型，旋转嵌在齿状螺牙的下倾角处。

所述屏障器的内径不小于连续齿状螺纹挤土型钻杆的外钢管的外径。

利用上述钻具消除桩挤土负效应的施工工法步骤如下：

1、将屏障器用定位销定位在有喷嘴的连续齿状螺纹挤土型钻杆上，并且屏障器的下端长度长过钻头。

2、将连续齿状螺纹挤土型钻杆往下正向旋转钻进，带动屏障器进入土中大于1米时，用连续齿状螺纹挤土型钻杆外钢管进行压力注水，边注水边下钻至设计要求消除挤土负效应的土体深度时即停止下钻和注水，液化或软化的土体从屏障器上端排出。

3、取出定位销，将连续齿状螺纹挤土型钻杆及屏障器分离，屏障器不动，连续齿状螺纹挤土型钻杆采用挤压土体成孔继续往下钻进至桩的设计深度。

4、连续齿状螺纹挤土型钻杆反向旋转上提，同时通过钻杆内钢管浇筑混凝土或水泥浆形成带螺纹状的挤土型桩体，也可采用钻杆正向旋转上提，形成直杆状的挤土型桩体，至屏障器上端定位销位置时停止上提，插上定位销，将连续齿状螺纹挤土型钻杆及屏障器连接定位。

5、连续齿状螺纹挤土型钻杆正向旋转上提并带动屏障器及其内部残余土体上提，同时通过钻杆内钢管连续浇筑混凝土或水泥浆至桩顶标高，形成直杆状取土型桩体。最终形成上部为取土型桩、下部为挤土型桩的桩体。

本实用新型采用屏障及注水液化或软化的方式，有效地将成桩时产生的挤土负效应控制在屏障器范围内，并通过屏障器上口释放有害应力，从而消除挤土负效应对周边建筑物等的危害，可彻底解决成桩过程中在有挤土负效应的土体中的横向和竖向挤土负效应，降低桩体上部结构的工程成本和挤土负效应带来的各种危害，发挥挤土桩的功效。

附图说明

图1是本实用新型的钻杆结构示意图。

图2是本实用新型的钻杆的纵剖面结构示意图。

图3是本实用新型的钻杆横截面半幅结构示意图。

图中：1、外钢管；2、内钢管；3、空心螺牙；4、注水孔；5、喷嘴；6、排污堵口。

具体实施方式

本实用新型所设计的消除桩挤土负效应的钻具，包括屏障器与连续齿状螺纹挤土型钻杆，屏障器为一个上下敞开、周边封闭的横截面为圆形的钢管结构，钻杆采用外钢管1、内钢管2的内外双层钢管结构，钻杆上的螺牙为空心螺牙3，在外钢管管壁上设有与空心螺牙贯通的注水孔4，在空心螺牙的上倾角处设有喷嘴5。

为方便于压力水管道污垢的清除，避免堵塞喷嘴，在钻杆上的空心螺牙的下倾角处设有排污堵口。

Claims (6)

1.一种消除桩挤土负效应的钻具，其特征在于：包括屏障器与连续齿状螺纹挤土型钻杆，屏障器为一个上下敞开、周边封闭的横截面为圆形的钢管结构，钻杆采用外钢管【1】、内钢管【2】的内外双层钢管结构，钻杆上的螺牙为空心螺牙【3】，在外钢管管壁上设有与空心螺牙贯通的注水孔【4】，在空心螺牙的上倾角处设有喷嘴【5】。

2.根据权利要求1所述的消除桩挤土负效应的钻具，其特征在于：所述屏障器的下端口呈连续型或不连续型齿状。

3.根据权利要求1所述的消除桩挤土负效应的钻具，其特征在于：所述喷嘴【5】为空心螺丝型，旋转嵌在螺牙上倾角处。

4.根据权利要求1所述的消除桩挤土负效应的钻具，其特征在于：在钻杆上的空心螺牙的下倾角处设有排污堵口【6】。

5.根据权利要求4所述的消除桩挤土负效应的钻具，其特征在于：所述排污堵口【6】为实心的螺丝型，旋转嵌在齿状螺牙的下倾角处。

6.根据权利要求1所述的消除桩挤土负效应的钻具，其特征在于：所述屏障器的内径不小于连续齿状螺纹挤土型钻杆的外钢管【1】的外径。

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