CN203201498U - 挤土排土钻杆、螺旋钻和桩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种挤土排土钻杆、螺旋钻和桩机。所述挤土排土钻杆包括杆体，杆体分为上杆段和下杆段；和螺旋叶片，螺旋叶片设在杆体上，螺旋叶片分为设在上杆段上的排土叶片段和设在下杆段上的挤土叶片段。根据本实用新型的所述挤土排土钻杆、螺旋钻和桩机，同时具有排土成孔和挤土成孔的优点，提高了桩的承载能力，减少了排土量，不会造成缩径断桩，且孔底无成渣，在钻孔过程中无震动噪音。

Description

挤土排土钻杆、螺旋钻和桩机

技术领域

本实用新型涉及桩基础技术领域，尤其是涉及挤土排土钻杆、具有该挤土排土钻杆的螺旋钻和具有该螺旋钻的桩机。

背景技术

传统上，桩基础根据成孔方法对土层的影响分为：挤土桩和排土桩。挤土桩通过在土层内挤土成孔，然后在孔内灌浇混凝土，以得到挤土桩，排土桩通过在土层内排土成孔，然后在孔内灌浇混凝土，以得到排土桩。挤土成孔和排土成孔分别具有各自的优点，但是又分别具有各自无法克服的缺点，因此存在对桩基础的成孔的改进的需求。

实用新型内容

本申请是基于发明人对以下技术问题和事实的发现和认识做出的：在排土成孔的过程中，需要将孔内的土取出，排出的土量大，水下作业时需泥浆护壁，大量的泥浆外运，环保性能差，并且排土成孔对于诸如沙土层和软质泥土层容易塌孔，孔的稳定性差，成桩后的侧阻力小，桩的承载力小。

在挤土成孔的过程中，不需要将孔内的土排出，而是将孔内的土侧向挤压到孔的周围，从而成孔过程中的应力无法释放，另外，在密实的土层内钻孔困难，不适用于密实的土层，要求螺旋钻的力量增大，设备成本增加，而且，孔周围的应力大，存在回弹，容易导致缩径断桩。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种同时具有排土和挤土功能的挤土排土钻杆，利用该挤土排土钻杆，可以通过挤土和排土成孔，同时具有挤土成孔和排土成孔的优点，且克服了挤土成孔和排土成孔的缺点，适用于各种土层。

本实用新型的另一目的在于提出一种具有上述挤土排土钻杆的螺旋钻。

本实用新型的再一目的在于提出一种具有上述螺旋钻的桩机，该桩机结构简单，设备成本低，适用性高，桩的强度高。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面提出一种挤土排土钻杆，所述挤土排土钻杆包括杆体，所述杆体分为上杆段和下杆段；和螺旋叶片，所述螺旋叶片设在所述杆体上，所述螺旋叶片分为设在所述上杆段上的排土叶片段和设在所述下杆段上的挤土叶片段。

根据本实用新型的挤土排土钻杆，通过将所述杆体分为所述上杆段和所述下杆段且在所述上杆段上设置所述排土叶片段以及在所述下杆段上设置所述挤土叶片段，在钻孔过程中，所述排土叶片段排土成孔，所述挤土叶片段挤土成孔，从而适于在硬质土层和软质土层上钻孔，可以降低所述桩机的功率和制造成本，且可以提高钻孔速度，通过所述挤土叶片段挤土成孔，可以使孔周围的土体更加密实，保证了成孔质量且大幅增加了桩的侧阻力，大大地提高了桩的承载力。而且，减少了排土量，并在成孔过程中孔周围的应力得到释放，不会造成缩径断桩，并且孔底无成渣，无泥浆排放，在钻孔过程中无震动噪音，提高了环保性能。

所述排土叶片段和所述挤土叶片段的外径相同。由此不仅可以进一步提高成孔质量。

所述上杆段和所述下杆段的直径相同，所述排土叶片段和所述挤土叶片段的螺距相同，所述排土叶片段的厚度小于所述挤土叶片段的厚度。由此，所述挤土排土钻杆具有结构简单、便于制造等优点。

所述上杆段和所述下杆段的直径相同，所述排土叶片段的螺距大于所述挤土叶片段的螺距。

所述排土叶片段的厚度小于所述挤土叶片段的厚度。

所述上杆段的直径小于所述下杆段的直径，所述排土叶片段和所述挤土叶片段的螺距相同，所述排土叶片段的厚度等于所述挤土叶片段的厚度。

所述上杆段的直径小于所述下杆段的直径，所述排土叶片段的螺距大于所述挤土叶片段的螺距。

所述排土叶片段的厚度小于所述挤土叶片段的厚度。

所述下杆段为橄榄形。由此在所述挤土叶片段挤土成孔中，更加便于应力释放，进一步提高成孔质量。

所述上杆段与所述下杆段一体形成或可拆卸地相连。

所述挤土叶片段的外沿设有齿。由此，可以进一步提高挤土和钻孔效果。

所述杆体为中空的。由此可以提高挤土排土桩的成桩效率。

所述上杆段的上端连接有浇注管。由此，在成孔后，可以通过浇注管和中空的杆体进行浇注，以得到灌注桩，进一步提高成桩效率。

根据本实用新型的第二方面提出了一种螺旋钻，所述螺旋钻包括：挤土排土钻杆和钻头，所述挤土排土钻杆为根据本实用新型第一方面所述的挤土排土钻杆，所述钻头固定在所述下杆段的下端。

根据本实用新型的所述螺旋钻具有同时通过挤土和排土成孔，适用的土层范围广，钻孔速度快、制造成本低、成孔质量高、排土量少等优点，可以提高桩的承载力，不会造成缩径断桩，并且孔底无成渣，无泥浆排放，在钻孔过程中无震动噪音，环保性好。

所述挤土排土钻杆的杆体为中空的，所述螺旋钻设有邻近所述下杆段的下端的浇注孔和用于打开和关闭所述浇注孔的盖。由此可以在成孔后，通过中空的杆体进行浇注成桩，提高了挤土排土桩的形成效率。

所述上杆段的上端连接有浇注管。通过浇注管和中空的杆体在形成的孔内进行浇注，以形成挤土排土状，从而提高成桩效率。

根据本实用新型的第三方面提出一种桩机，所述桩机包括：机体；螺旋钻，所述螺旋钻设在所述机体上，所述螺旋钻为根据本实用新型第二方面所述的螺旋钻；和动力头，所述动力头设在所述机体上以驱动所述螺旋钻的挤土排土钻杆。

根据本实用新型的所述桩机具有同时通过挤土和排土成孔，适用的土层范围广，钻孔速度快、制造成本低、成孔质量高、排土量少等优点，可以提高桩的承载力，不会造成缩径断桩，并且孔底无成渣，无泥浆排放，在钻孔过程中无震动噪音，环保性好。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的螺旋钻的结构示意图；

图2是根据本实用新型的另一个实施例的螺旋钻的结构示意图；

图3是根据本实用新型的再一个实施例的螺旋钻的结构示意图；

图4是根据本实用新型的又一个实施例的螺旋钻的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的桩机的示意图；

图6是根据本实用新型的一个实施例的挤土排土桩施工方法的流程图；

图7是根据本实用新型的另一个实施例的挤土排土桩施工方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-5描述根据本实用新型实施例的挤土排土钻杆100。

如图1-5所示，根据本实用新型实施例的挤土排土钻杆100包括杆体110和螺旋叶片120，螺旋叶片120设在杆体100上，且沿杆体100的轴向（图1中的上下方向A）螺旋延伸。

杆体110分为上杆段111和下杆段112，且螺旋叶片120分为设在上杆段111上的排土叶片段121和设在下杆段112上的挤土叶片段122。

本领域的技术人员可以理解的是，在利用钻杆110钻孔时，挤土叶片段122通过挤土成孔，即将孔内的土侧向挤压到孔的周围，从而使得孔周围的土密实，孔的稳定性好，不容易塌陷，成桩后的侧阻力大，桩的承载力大，无需排土，排土叶片段121通过排土成孔，挤土叶片段122挤土形成的孔之后，孔存在回弹，排土叶片段121对回弹后的孔进行排土，从而有效地释放了孔周围的应力，避免了缩径断桩。

本领域的技术人员可以理解的是，挤土叶片段122和排土叶片段121的划分，是通过设计相邻螺旋叶之间的空间大小实现的，例如在图1中，通过设计区域S1和区域S2的大小（例如面积）实现的，通过增大区域S1，可以实现在钻孔过程中排土叶片段121通过排土成孔，通过减小区域S2，可以实现在钻孔过程中挤土叶片段122通过挤土成孔，因此，区域S2大于区域S1。当然，区域S1和S2的具体数值可以通过试验得到。调整区域S1和区域S2大小的手段有多种，下面会参考具体的附图描述不同的手段。因此，根据本实用新型实施例的挤土排土钻杆，上杆段111和排土叶片段121构成排土钻杆段，下杆段112和挤土叶片段122构成挤土钻杆段，从而根据本实用新型实施例的钻杆可以成为挤土排土钻杆。

本领域的技术人员可以理解的是，上杆段111和下杆段112的长度以及排土叶片段121和挤土叶片段122的长度可以根据需要设置。

在本实用新型的一些实施例中，排土叶片段121可以延伸在上杆段111的整个长度上，也可以延伸在上杆段111的一部分上，挤土叶片段122可以延伸在下杆段112的整个长度上，也可以延伸在下杆段112的一部分上。优选地，排土叶片段121的下端与挤土叶片段122的上端相接，从而构成一个连续的螺旋叶片。

根据本实用新型实施例的挤土排土钻杆100，由于具有排土叶片段121和挤土叶片段122，同时通过排土和挤土成孔，因此适于在软质土层和硬质土层上钻孔，扩大了适用性，克服了单独的排土成孔和单独的挤土成孔存在的问题，同时具有挤土成孔和排土成孔的优点。例如，降低了设备成本，提高了钻孔速度，克服了孔的塌陷，成桩后的缩径断桩，保证了成孔质量且大幅增加了桩的侧阻力，提高了桩的承载力，减少了排土量，孔底无渣，无泥浆排放，在钻孔过程中无震动噪音环保性能好。

有利地，根据本实用新型实施例的挤土排土钻杆110，排土叶片段121的外径（在图1中以半径示出）R1和挤土叶片段122的外径（在图1中以半径示出）R2相同。由此可以提高成孔质量。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，上杆段111的直径D1和下杆段112的直径D2相同，排土叶片段121的螺距P1和挤土叶片段122的螺距P2相同，排土叶片段121的厚度H1小于挤土叶片段122的厚度H2，因此区域S1大于区域S2，从而螺旋叶片120的下段构成通过挤土成孔的挤土叶片段122，螺旋叶片120的上段构成通过排土成孔的排土叶片段121。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2所示，上杆段111的直径D1小于下杆段112的直径D2，排土叶片段121的螺距P1和挤土叶片段122的螺距P2相同，排土叶片段121的厚度H1小于挤土叶片段122的厚度H2，因此区域S1大于区域S2，从而螺旋叶片120的下段构成通过挤土成孔的挤土叶片段122，螺旋叶片120的上段构成通过排土成孔的排土叶片段121。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，上杆段111的直径D1小于下杆段112的直径D2，排土叶片段121的螺距P1等于挤土叶片段122的螺距P2,排土叶片段121的厚度H1等于挤土叶片段122的厚度H2，因此区域S1大于区域S2，从而螺旋叶片120的下段构成通过挤土成孔的挤土叶片段122，螺旋叶片120的上段构成通过排土成孔的排土叶片段121。

在本实用新型的优选实施例中，如图3所示，下杆段112为橄榄形，即下杆段112的直径沿从上向下的方向先逐渐增大，然后在逐渐减小，其中上杆段111的直径D1小于下杆段112的直径D2是指上杆段111的直径D1小于下杆段112的直径D2的最大值。由于下杆段112为橄榄形，因此下杆段112下部的小直径部先挤土成孔，然后下杆段112的中间大直径部挤土成孔，最后下杆段112的上部的小直径部在回弹的孔内在挤土成孔，从而进一步提高了成孔质量。

有利地，如图4所示，挤土叶片段122的外周面上形成有齿条部，由此可以进一步提高钻孔速度，提高成孔质量。在图4所示的实施例中，下杆段112为橄榄形，排土叶片段121的螺距P1等于挤土叶片段122的螺距P2,排土叶片段121的厚度H1大于挤土叶片段122的厚度H2，因此区域S1大于区域S2，从而螺旋叶片120的下段构成通过挤土成孔的挤土叶片段122，螺旋叶片120的上段构成通过排土成孔的排土叶片段121。

本领域的技术人员可以理解的是，上述调整区域S1和区域S2大小的手段可以包括调整上杆段111的直径D1和下杆段112的直径D2，调整排土叶片段121的螺距P1和挤土叶片段122的螺距P2,以及调整排土叶片段121的厚度H1和挤土叶片段122的厚度H2，上述调整手段可以相互组合，只要实现区域S1大于区域S2，以便螺旋叶片120的下段构成通过挤土成孔的挤土叶片段122，螺旋叶片120的上段构成通过排土成孔的排土叶片段121。

在本实用新型的实施例中，上杆段111与下杆段112可以一体形成。由此不仅可以提高挤土排土钻杆100的结构强度，而且可以降低挤土排土钻杆100的制造难度和制造成本。上杆段111与下杆段112还可以可拆卸地相连。

在本实用新型的一些示例中，挤土排土钻杆100的杆体110可以是中空的。螺旋钻10可以设有邻近下杆段112的下端的浇注孔和用于打开和关闭所述浇注孔的盖300。由此，在成孔后，可以通过中空的杆体110和所述浇注孔浇注所述成桩材料（例如混凝土），以得到挤土排土桩，由此可以提高挤土排土桩的成桩效率。

如图1-图4所示，在本实用新型的一个示例中，上杆段111的上端可以连接有浇注管130。通过浇注管130，可以向中空的杆体110内供给成桩材料。

下面参考图1-5描述根据本实用新型实施例的螺旋钻10。如图1-图5所示，根据本实用新型实施例的螺旋钻10包括挤土排土钻杆100和钻头200。

钻头200固定在杆体110的下端，更具体地，固定在杆体110的下杆段112的下端。挤土排土钻杆100可以上述实施例中描述的挤土排土钻杆。

根据本实用新型实施例的螺旋钻10，由于挤土排土钻杆100具有排土叶片段121和挤土叶片段122，同时具有挤土成孔和排土成孔的上述优点。

在本实用新型的一些实施例中，挤土排土钻杆100的杆体110为中空的，螺旋钻10设有邻近下杆段112的下端的浇注孔和用于打开和关闭所述浇注孔的盖300。优选地，上杆段111所述的上端连接有浇注管130。

本领域的技术人员可以理解的是，所述浇注孔优选形成在下杆段112上且邻近下杆段112的下端。可选地，所述浇注孔也可以形成在钻头200上。

在图1-5所示的实施例中，钻头200为锥形的钻头，可选地，钻头200也可以为其他适于钻孔成桩的钻头，例如叉状。

下面参考图5描述根据本实用新型实施例的桩机1。如图5所示，根据本实用新型实施例的桩机1包括机体20、螺旋钻10和动力头30。

螺旋钻10可以为上述实施例中描述的螺旋钻10，螺旋钻10沿上下方向A可移动地设在机体20上，机体20例如可以为动力车辆，螺旋钻10沿上下方向A可移动地设在动力车辆的支架上，支架可以通过液压系统驱动在平放的水平位置和直立的竖直位置之间转动。动力头30安装在机体20上，用于驱动螺旋钻10旋转且对螺旋钻10施加向下的力，从而在土层内成孔。

根据本实用新型实施例的桩机1，由于螺旋钻10的挤土排土钻杆100具有排土叶片段121和挤土叶片段122，同时具有挤土成孔和排土成孔的上述优点。

下面结合图1-5描述利用根据本实用新型实施例的桩机1的挤土排土桩施工方法。根据本实用新型实施例的挤土排土桩施工方法包括以下步骤：

通过动力头30旋转挤土排土钻杆100且对挤土排土钻杆100向下加压，使螺旋钻10钻入土中以形成孔。

当所述孔达到预定深度时，从所述孔内向上升起螺旋钻10。

向所述孔内浇注成桩材料以形成挤土排土桩。

根据本实用新型实施例的挤土排土桩施工方法，同时通过排土和挤土成孔，因此同时具有挤土成孔和排土成孔的上述优点。

具体而言，可以在从所述孔内向上升起螺旋钻10的过程中向所述孔内浇注成桩材料以形成挤土排土桩。此外，还可以先将螺旋钻10完全从所述孔内升起，然后将钢筋笼放置到所述孔内，最后将混凝土浇注到所述孔内以得到钢筋挤土排土桩。

下面参照图6结合图1-5描述利用根据本实用新型实施例的桩机1的挤土排土桩施工方法。如图6所示，根据本实用新型实施例的挤土排土桩施工方法包括以下步骤：

将钻头200在要成孔的位置对位，通过动力头30旋转挤土排土钻杆100，并对挤土排土钻杆100向下加压，使螺旋钻10钻入土中以形成预定深度的成孔。

向钻杆100内浇注成桩材料，例如混凝土，注入成孔内。

向上提拉钻杆100，同时继续浇注成桩材料，直至钻杆提出地面成桩，例如形成混凝土挤土排土桩。

在本实用新型的一些实施例中，当挤土排土钻杆100的杆体110为中空时，在升起螺旋钻10的过程中，可以同时通过中空的杆体110向孔内浇注混凝土，直到钻头200从孔内完全升出来，得到不含钢筋的灌注的挤土排土桩。

可选地，也可以孔后，将螺旋钻10从孔内完全升出来，然后将钢筋笼放置到所述孔内，然后将混凝土浇注到所述孔内以得到钢筋挤土排土桩。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种挤土排土钻杆，其特征在于，包括：

杆体，所述杆体分为上杆段和下杆段；和

螺旋叶片，所述螺旋叶片设在所述杆体上，所述螺旋叶片分为设在所述上杆段上的排土叶片段和设在所述下杆段上的挤土叶片段。

2.根据权利要求1所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述排土叶片段和所述挤土叶片段的外径相同。

3.根据权利要求2所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述上杆段和所述下杆段的直径相同，所述排土叶片段和所述挤土叶片段的螺距相同，所述排土叶片段的厚度小于所述挤土叶片段的厚度。

4.根据权利要求2所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述上杆段和所述下杆段的直径相同，所述排土叶片段的螺距大于所述挤土叶片段的螺距。

5.根据权利要求4所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述排土叶片段的厚度小于所述挤土叶片段的厚度。

6.根据权利要求2所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述上杆段的直径小于所述下杆段的直径，所述排土叶片段和所述挤土叶片段的螺距相同，所述排土叶片段的厚度等于所述挤土叶片段的厚度。

7.根据权利要求2所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述上杆段的直径小于所述下杆段的直径，所述排土叶片段的螺距大于所述挤土叶片段的螺距。

8.根据权利要求7所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述排土叶片段的厚度小于所述挤土叶片段的厚度。

9.根据权利要求1所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述下杆段为橄榄形。

10.根据权利要求1所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述上杆段与所述下杆段一体形成或可拆卸地相连。

11.根据权利要求1所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述挤土叶片段的外沿设有齿。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述杆体为中空的。

13.根据权利要求12所述的挤土排土钻杆，其特征在于，所述上杆段的上端连接有浇注管。

14.一种螺旋钻，其特征在于，包括：

挤土排土钻杆，所述挤土排土钻杆为根据权利要求1-11中任一项所述的挤土排土钻杆；和

钻头，所述钻头固定在所述下杆段的下端。

15.根据权利要求14所述的螺旋钻，其特征在于，所述挤土排土钻杆的杆体为中空的，所述螺旋钻设有邻近所述下杆段的下端的浇注孔和用于打开和关闭所述浇注孔的盖。

16.根据权利要求15所述的螺旋钻，其特征在于，所述上杆段的上端连接有浇注管。

17.一种桩机，其特征在于，包括：

机体；

螺旋钻，所述螺旋钻设在所述机体上，所述螺旋钻为根据权利要求14-16中任一项所述的螺旋钻；和

动力头，所述动力头设在所述机体上以驱动所述螺旋钻的挤土排土钻杆。

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