CN209369747U - 一种螺旋钻杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土木工程的技术领域，具体涉及一种螺旋钻杆，包括多个圆柱形的第一杆体、多个圆柱形的第二杆体和钻头，所述第一杆体上沿轴向间隔设置有多个环形叶片，所述环形叶片为圆环形结构且内径等于第一杆体的直径，所述环形叶片垂直第一杆体的轴向设置，所述第二杆体上于围绕第二杆体的外周自上至下设置有一条螺旋叶片，多个所述第一杆体可拆卸连接形成上钻杆，多个所述第二杆体可拆卸连接形成下钻杆，所述上钻杆的底端与下钻杆的顶端可拆卸连接在一起，所述下钻杆的底端与钻头固定安装在一起。本实用新型的螺旋钻杆，在钻孔的同时，可以对钻孔的孔壁挤密加实，从而增加了单桩桩体承载力。

Description

一种螺旋钻杆

技术领域

本实用新型涉及土木工程的技术领域，具体涉及一种螺旋钻杆。

背景技术

螺旋钻杆是桩工领域中的常用钻杆，现有的螺旋钻杆包括中间杆体及设置于中间杆体外周的螺旋叶片，螺旋叶片为等径等壁厚结构。在桩工操作中，螺旋钻杆被钻机的动力头驱动而螺旋钻进，在钻进过程中，由于钻孔而产生的钻渣沿螺旋叶片的上表面被输送至地表，在桩孔形成后，向桩孔中灌注混凝土，固化的混凝土即混凝土桩杆和桩孔孔壁、桩孔孔底一起形成灌注桩。桩基施工的目的在于提高承载力，承载力来源于地层，地层是有固体颗粒、空气和水组成，提高固体颗粒密度排出空气和水可提高地层承载力有益参数。桩的受力来源于桩孔孔壁地层的侧阻力和桩孔孔底持力层的端承力，根据桩的受力原理，充分合理调用提高地层有益参数以提高桩的承载力是桩工行业一直探讨的问题。

现有技术中，常规的螺旋钻杆仅有螺旋叶片，其仅能起到将钻渣由下至上输送的目的，钻孔的孔壁不能得到挤密加实，桩孔孔壁不能为混凝土桩杆提供更高侧阻力而导致灌注桩的单桩承载力并不是很高。尤其是对于软土层或者孔隙比较大及含有垃圾的地层，对钻进区的土体在跟进的挤密区进行周壁挤压，可以提高单桩桩体侧磨阻力，提高单桩桩体的承载力。但是目前尚未发现有通过改进自身结构而对孔壁挤密加实，提高单桩承载力的螺旋钻杆。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以对钻孔孔壁挤密加实，从而增加单桩桩体承载力的螺旋钻杆。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种螺旋钻杆，包括多个圆柱形的第一杆体、多个圆柱形的第二杆体和钻头，所述第一杆体上沿轴向间隔设置有多个环形叶片，所述环形叶片为圆环形结构且内径等于第一杆体的直径，所述环形叶片垂直第一杆体的轴向设置，所述第二杆体上于围绕第二杆体的外周自上至下设置有一条螺旋叶片，多个所述第一杆体可拆卸连接形成上钻杆，多个所述第二杆体可拆卸连接形成下钻杆，所述上钻杆的底端与下钻杆的顶端可拆卸连接在一起，所述下钻杆的底端与钻头固定安装在一起。

通过采用上述技术方案，第二杆体上的螺旋叶片起到向下钻孔的钻力，多个第二钻杆连接后形成钻进区；垂直于第一杆体设置的环形叶片，代替了原始的螺旋叶片，多个第一杆体连接后形成了挤密区，钻进区不断钻入土体的过程中，挤密区将孔壁的土体压实。相比于传统的螺旋叶片，仅能起到钻进区的作用，并且在钻进的过程中会不断将钻孔内的土掘出，并且对孔壁的土体松动力大于挤压加实力，因此不能对孔壁进行挤密。而本实用新型的挤密区中，由于环形叶片是平直面并无螺旋导流趋势与作用，使挤密区中较少量的土体被掘出，孔壁的土体在挤密区不断钻入的过程中被环形叶片不断层层挤压加实，从而提高了孔壁土体的密实性，增加了单桩桩体的承载力。

作为优选，所述环形叶片上一体设置有挤密组件，所述挤密组件包括上挤密片和下挤密片；所述上挤密片与下挤密片以环形叶片所在平面为对称面上下镜像设置，所述上挤密片与下挤密片均为半球形结构，所述上挤密片与下挤密片一体连接围合形成球形结构，所述第一杆体位于球形结构的中心轴线上并贯穿球形结构。

通过采用上述技术方案，球形结构的挤密组件，在钻杆不断向土体内钻入的过程中，起到挤压孔壁土体的作用。相比于单纯的环形叶片挤压加实，增大了挤密时与土体的接触面积，从而增强压实效果。并且球形结构表面光滑，可以在同等接触面积的情况下减少摩擦力，更有利于钻孔的进行。此外，球形结构也使得钻杆拔出时，相比于螺旋叶片粘带出的土体或浆料更少，从而进一步提高孔壁内土体的密实。

作为优选，所述挤密组件位于所述环形叶片的内环与外环之间，使环形叶片的外周向远离第一杆体的方向贯穿挤密组件。

通过采用上述技术方案，使环形叶片配合挤密组件，环形叶片在钻孔过程中可以起到横向切削的作用，利于钻杆不断向土体内深入；挤密组件起到挤压孔壁土体的作用，从而对孔壁土体压实。

作为优选，所述上挤密片和下挤密片与环形叶片相交的环线与环形叶片外周的环间距不大于5cm。

作为优选，上下相邻所述环形叶片的间距为20-35cm。

通过采用上述技术方案，环间距不大于5cm，保证挤密组件可以与孔壁土体产出较大的挤压力，若挤密组件距离环形叶片外周环间距过大，则挤密组件在钻孔过程中，对土体的加实力会降低，甚至起不到挤压密实的作用。上下相邻所述环形叶片的间距为20-35cm，是综合环形叶片的横向切削力与钻孔时对孔壁土体的挤压加实力的较佳范围，若间距过大则会导致挤密效果下降，间距过小则会大大增加钻孔阻力从而增大钻孔成本，而上述范围是经过反复试验、计算和测试得出的较佳范围。

作为优选，所述第一杆体与第二杆体的两端均一体连接有法兰盘。

通过采用上述技术方案，可以根据具体施工要求，选择上钻杆的长度与下钻杆的长度，从而将适当的多段第一杆体的连接，多段第二杆体连接，并将上钻杆与下钻杆的连接形成完整的螺旋钻杆。

作为优选，所述下钻杆的长度不大于2m。

通过采用上述技术方案，保证钻孔可以不断向下钻进的同时，相对增加挤密区即上钻杆的长度，从而进一步提高挤密加实效果。

作为优选，所述钻头包括锥形的钻头主体，钻头主体上围绕侧壁一体连接有螺旋绞刀，所述钻头主体的粗端一体连接有法兰盘。

作为优选，所述螺旋绞刀上开设有分流孔。

通过采用上述技术方案，钻头主体的粗端即顶端通过法兰盘与第二杆体底端连接。螺旋绞刀的设置，更利于钻头向下钻孔。分流孔则使螺旋绞刀在不断钻孔绞动的过程中，土层内的土更利于穿过螺旋绞刀，降低螺旋绞刀对土体的阻挡力，利于钻孔的进行。

作为优选，所述钻头主体上围绕侧壁一体连接有倒刺，所述倒刺垂直钻头主体的侧壁设置，且位于钻头主体上无螺旋绞刀的侧壁上。

通过采用上述技术方案，倒刺在高速旋转带动下对周围大块状物质或坚硬的石块或其他坚硬物质打碎或击破，使之被打散从而保证钻头的不断向前运动，从而促进挖掘钻孔的顺利进行。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：

（1）将传统的钻杆改进为上钻杆和下钻杆，上钻杆上设置环形叶片，在钻孔时形成挤密区；下钻杆上设置螺旋叶片，在钻孔时形成钻进区，从而使从钻进区掘出的土体在跟进的挤密区进行周壁挤压，提高了单桩桩体的承载力；

（2）挤密组件的设置，增大了挤密时与土体的接触面积，增强了挤密压实效果，且使钻杆拔出时，相比于螺旋叶片粘带出的土体或浆料更少，从而进一步提高孔壁内土体的密实；

（3）钻头主体上螺旋绞刀、分流孔及倒刺的设置，更利于钻头向下钻孔，保证钻孔的顺利进行。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为实施例2的挤密组件的结构示意图。

附图标记：1、第一杆体；2、第二杆体；3、钻头；31、钻头主体；32、螺旋绞刀；33、分流孔；34、倒刺；4、环形叶片；5、螺旋叶片；61、上挤密片；62、下挤密片；7、法兰盘。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行进一步说明。

实施例1

实施例1的一种螺旋钻杆，如图1所示，包括两根圆柱形的第一杆体1、两根圆柱形的第二杆体2和钻头3，两根第一杆体1的上、下两端均焊接有法兰盘7，且两根第一杆体1通过法兰盘7连接在一起，形成上钻杆；上钻杆的长度一般为10m以上，稍长的有20m以上，均通过将多个第一杆体1连接而成。两根第二杆体2的两端也均焊接有法兰盘7，且两根第二杆体2通过法兰盘7连接在一起，形成下钻杆；为了兼顾钻孔的顺利进行和挤密的效果，下钻杆的长度不大于2m。上钻杆的底端（即下方的第一杆体1的底端）与下钻杆的顶端（即上方的第二杆体2的顶端）通过法兰盘7可拆卸连接在一起。钻头3包括锥形的钻头主体31，钻头主体31上围绕侧壁一体连接有螺旋绞刀32，钻头主体31的粗端一体连接有法兰盘7。下钻杆的底端（即下方的第二杆体2的底端）与钻头主体31通过法兰盘7固定安装在一起。第一杆体1上沿轴向间隔设置有多个环形叶片4，环形叶片4为圆环形结构且内径等于第一杆体1的直径，环形叶片4垂直第一杆体1的轴向设置，第二杆体2上于围绕第二杆体2的外周自上至下设置有一条螺旋叶片5。

实施例1的螺旋钻杆的实施原理为：

螺旋钻杆整体向下钻进土层内时，上钻杆部分形成挤密区，下钻杆部分通过螺旋叶片5不断向下钻进土体内形成钻进区。在螺旋叶片5不断向下钻进过程中，钻进区钻出的土会被掘出至挤密区，在挤密区由于环形叶片4的设置，使钻出的土极少穿过挤密区后被钻出地面表层，而是在环形叶片4的不断挤压下，压实在孔壁上，从而使孔壁被挤密压实，提高了单桩桩体的承载力。

实施例2

实施例2的一种螺旋钻杆，如图2和图3所示，与实施例1不同的是，上下相邻的环形叶片4的间距为35cm。螺旋绞刀32上开设有分流孔33。钻头主体31上围绕侧壁一体连接有倒刺34，倒刺34垂直钻头主体31的侧壁设置，且位于钻头主体31上无螺旋绞刀32的侧壁上。环形叶片4上焊接有挤密组件，挤密组件包括半球壳形的上挤密片61和半球壳形的下挤密片62，上挤密片61与下挤密片62以环形叶片4所在平面为对称面上下镜像设置，从而使上挤密片61与下挤密片62一体连接围合形成球形结构，第一杆体1位于球形结构的中心轴线上并贯穿球形结构。挤密组件位于环形叶片4的内环与外环之间，使环形叶片4的外周向远离第一杆体1的方向贯穿挤密组件。上挤密片61和下挤密片62与环形叶片4相交的环线与环形叶片4外周的环间距不大于5cm。

此外，上下相邻的环形叶片4的间距根据具体施工场地的现场情况，还可以为20cm、25cm，或20-35cm之间的任意一个长度，不局限于实施例2中所列举的情况。

实施例2的螺旋钻杆的实施原理为：

螺旋钻杆整体向下钻进土层内时，上钻杆部分形成挤密区，下钻杆部分通过螺旋叶片5不断向下钻进土体内形成钻进区。在螺旋叶片5不断向下钻进过程中，钻进区钻出的土会被掘出至挤密区，在挤密区由于环形叶片4的设置，使钻出的土极少穿过挤密区后被钻出地面表层，而是在环形叶片4的阻挡下配合球形结构的挤密组件，不断被挤压在钻孔的孔壁内，从而使孔壁被挤密压实，提高了单桩桩体的承载力。此外，钻头主体31上的螺旋绞刀32在不断高速旋转中，将土体搅动疏松，更利于钻头向下钻孔。分流孔33则使螺旋绞刀32在不断钻孔绞动的过程中，土层内的土更利于穿过螺旋绞刀32，降低螺旋绞刀32对土体的阻挡力，利于钻孔的进行；倒刺34则在高速旋转带动下对周围大块状物质或坚硬的石块或其他坚硬物质打碎或击破，使之被打散从而保证钻头的不断向前运动，从而促进挖掘钻孔的顺利进行。

上述具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种螺旋钻杆，包括多个圆柱形的第一杆体（1）、多个圆柱形的第二杆体（2）和钻头（3），其特征在于：所述第一杆体（1）上沿轴向间隔设置有多个环形叶片（4），所述环形叶片（4）为圆环形结构且内径等于第一杆体（1）的直径，所述环形叶片（4）垂直第一杆体（1）的轴向设置，所述第二杆体（2）上于围绕第二杆体（2）的外周自上至下设置有一条螺旋叶片（5），多个所述第一杆体（1）可拆卸连接形成上钻杆，多个所述第二杆体（2）可拆卸连接形成下钻杆，所述上钻杆的底端与下钻杆的顶端可拆卸连接在一起，所述下钻杆的底端与钻头固定安装在一起。

2.根据权利要求1所述的螺旋钻杆，其特征在于：所述环形叶片（4）上一体设置有挤密组件，所述挤密组件包括上挤密片（61）和下挤密片（62）；所述上挤密片（61）与下挤密片（62）以环形叶片（4）所在平面为对称面上下镜像设置，所述上挤密片（61）与下挤密片（62）均为半球形结构，所述上挤密片（61）与下挤密片（62）一体连接围合形成球形结构，所述第一杆体（1）位于球形结构的中心轴线上并贯穿球形结构。

3.根据权利要求2所述的螺旋钻杆，其特征在于：所述挤密组件位于所述环形叶片（4）的内环与外环之间，使环形叶片（4）的外周向远离第一杆体（1）的方向贯穿挤密组件。

4.根据权利要求3所述的螺旋钻杆，其特征在于：所述上挤密片（61）和下挤密片（62）与环形叶片（4）相交的环线与环形叶片（4）外周的环间距不大于5cm。

5.根据权利要求2所述的螺旋钻杆，其特征在于：上下相邻所述环形叶片（4）的间距为20-35cm。

6.根据权利要求1所述的螺旋钻杆，其特征在于：所述第一杆体（1）与第二杆体（2）的两端均一体连接有法兰盘（7）。

7.根据权利要求1所述的螺旋钻杆，其特征在于：所述下钻杆的长度不大于2m。

8.根据权利要求1所述的螺旋钻杆，其特征在于：所述钻头（3）包括锥形的钻头主体（31），钻头主体（31）上围绕侧壁一体连接有螺旋绞刀（32），所述钻头主体（31）的粗端一体连接有法兰盘（7）。

9.根据权利要求8所述的螺旋钻杆，其特征在于：所述螺旋绞刀（32）上开设有分流孔（33）。

10.根据权利要求8所述的螺旋钻杆，其特征在于：所述钻头主体（31）上围绕侧壁一体连接有倒刺（34），所述倒刺（34）垂直钻头主体（31）的侧壁设置，且位于钻头主体（31）上无螺旋绞刀（32）的侧壁上。