螺旋钻杆、钻机及由螺旋钻杆成型的桩孔和VDS灌注桩制造技术

本发明专利技术涉及螺旋钻杆、钻机及由螺旋钻杆成型的桩孔和VDS灌注桩，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，螺旋叶片由至少两个沿螺旋叶片的螺旋方向顺次设置的叶片单元构成，其中至少一个叶片单元具有沿螺旋方向由下至上宽度由窄变宽的变径段，变径段具有用于挤压相应钻渣和/或混凝土的变径段挤压周面。本发明专利技术解决了现有螺旋钻杆成型出的桩孔孔壁不能为混凝土桩杆提供更高侧阻力的问题。

Screw drill pipe, drill and pile hole formed by spiral drill pipe and VDS filling pile

The present invention relates to a spiral drill pipe, drill and the spiral drill pipe forming pile and VDS pile, including spiral drill rod and the middle screw blade is arranged in the middle of the outer circumference of the rod, the helical blade comprises a blade unit at least two spiral direction along the spiral blade arranged in sequence, wherein at least one blade unit along with the spiral direction from the bottom width from narrow to wide reducer, reducer is used for extrusion reducing the corresponding drilling waste slag and / or concrete extrusion surface. The invention solves the spiral drill pipe forming die of the pile hole can provide higher side resistance for concrete pile.

【技术实现步骤摘要】
螺旋钻杆、钻机及由螺旋钻杆成型的桩孔和VDS灌注桩
本专利技术涉及桩工领域中的螺旋钻杆、钻机及由螺旋钻杆成型的桩孔和VDS灌注桩。
技术介绍
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。而在现有技术中，常规的螺旋钻杆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承载力并不是很高。现有技术中围绕提高桩周侧阻力和桩底端承力以提高承载力的主要技术有：利用支盘桩和DX桩旨在加大桩的端承受力面积，虽然承载力效果理想，但成孔后再次移机放入扩径装置扩径再捞渣移机后成桩，施工工艺繁琐复杂。后压浆灌注桩后通过预留注浆管对桩底和侧壁压浆旨在提高桩底端承力和桩周侧阻力，承载力提高效果明显，但水泥浆压灌可控性差易出现桩与桩承载力差异大。当然还有一些其它以增加桩周侧阻力和桩底端阻力为目的的工法，但这些工法都存在着施工复杂，且配套钻机结构复杂、钻机故障率高等各种问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种螺旋钻杆，以解决现有螺旋钻杆成型出的桩孔孔壁不能为混凝土桩杆提供更高侧阻力的问题；本专利技术的目的还在于提供一种使用该螺旋钻杆的钻机和由该螺旋钻杆成型出的桩孔和VDS灌注桩。为了解决上述问题，本专利技术中钻机的技术方案为：钻机，包括动力机构及由动力机构驱动的螺旋钻杆，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，螺旋叶片由至少两个沿螺旋叶片的螺旋方向顺次设置的叶片单元构成，其中至少一个叶片单元具有沿螺旋方向由下至上宽度由窄变宽的变径段，变径段具有用于挤压相应钻渣和/或混凝土的变径段挤压周面。变径段的部分或全部叶片单元的厚度由下至上逐渐变厚在轴向上间隔布置的两个叶片单元之间的间距由下至上逐渐变小，使钻渣上下运行轨迹改变达到上下调配钻渣到孔壁侧限力相对较小位置挤密之目的。叶片单元还包括处于变径段上端的沿螺旋方向由下至上宽度一致的等径段，等径段具有用于挤压所述钻渣和/或混凝土的等径段挤压周面，等径段的部分或全部叶片单元的厚度由下至上逐渐变厚。本专利技术中螺旋钻杆的技术方案为：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，螺旋叶片由至少两个沿螺旋叶片的螺旋方向顺次设置的叶片单元构成，其中至少一个叶片单元具有沿螺旋方向由下至上宽度由窄变宽的变径段，变径段具有用于挤压相应钻渣和/或混凝土的变径段挤压周面。变径段的部分或全部叶片单元的厚度由下至上逐渐变厚在轴向上间隔布置的两个叶片单元之间的间距由下至上逐渐变小，使钻渣上下运行轨迹改变达到上下调配钻渣到孔壁侧限力相对较小位置挤密之目的。叶片单元还包括处于变径段上端的沿螺旋方向由下至上宽度一致的等径段，等径段具有用于挤压所述钻渣和/或混凝土的等径段挤压周面，等径段的部分或全部叶片单元的厚度由下至上逐渐变厚。本专利技术中VDS灌注桩的技术方案为：VDS灌注桩，包括桩孔及置于桩孔中的混凝土桩杆，桩孔的孔壁由与所述混凝土桩杆接触的环形挤密体构成，环形挤密体包括环形地基层，环形地基层中有用于被叶片单元的变径段挤压周面挤压而没入所述环形地基层中的钻渣和/或混凝土。环形挤密体对应于软地层的厚度大于环形挤密体对应于硬地层的厚度。本专利技术中桩孔的技术方案为：桩孔，桩孔的孔壁由环形挤密体构成，环形挤密体包括环形地基层，环形地基层中有用于被叶片单元的变径段挤压周面挤压而没入所述环形地基层中的钻渣和/或混凝土。环形挤密体对应于软地层的厚度大于环形挤密体对应于硬地层的厚度。本专利技术的有益效果为：使用本专利技术中的螺旋钻杆在钻孔施工时，螺旋钻杆旋转钻进，由于钻进过程产生的钻渣则沿着螺旋叶片朝上输送，由于至少一个叶片单元具有沿螺旋方向由下至上宽度由窄变宽的变径段，因此钻渣在该变径段位置处会落入变径段的外侧，随着螺旋叶片的旋转，钻渣被变径段的变径段挤压周面挤压而进行由中心向外的离心式运动，变径段的变径段挤压周面将钻渣挤入到环形地基层中而形成用于构成桩孔孔壁的环形挤密体，经过钻渣的挤压，环形地基层被挤密加实，水分和空气被排除，环形地基层的密度得到增加，从而使得桩孔孔壁可以为混凝土桩杆提供更高的侧阻力。进一步的，变径段的部分或全部叶片单元的厚度由下至上逐渐变厚，这一方面会增加变径段挤压周面的面积，提高挤压效率，另外也使得在轴向上间隔布置的两个叶片单元之间的间距由下至上逐渐变小，也就是说螺旋叶片的对应导程是由下至上逐渐变窄的，这有利于更多的钻渣或混凝土被挤向螺旋叶片外侧，有利于钻渣或混凝土更好的离心式运动，有利于钻渣上下调配运行加固到相对侧限力较小的软地层。附图说明图1是本专利技术中钻机的实施例1的结构示意图；图2是图1中螺旋叶片与中间杆体的配合示意图；图3是图2的俯视图；图4是本专利技术中钻机的实施例2的结构示意图；图5是本专利技术中VDS灌注桩的实施例1的结构示意图；图6是本专利技术中VDS灌注桩的实施例2的结构示意图。具体实施方式钻机的实施例1如图1~3所示：包括动力机构和被动力机构驱动的螺旋钻杆，螺旋钻杆包括中间杆体2和设置于中间杆体外周的螺旋叶片3，中间杆体为一个沿上下方向延伸的等径空心杆结构。动力机构包括输出旋转动力的动力头1和输出振动动力的冲击器，其中动力头和冲击器的结构与公开号为CN103277044A、申请名称为“SDL桩工掘进方法及专用于实施该方法的桩工钻机”的专利公开文件中动力头和冲击器相同，在此不再详述。螺旋叶片3由多个沿螺旋叶片的螺旋方向顺次连接的叶片单元31构成，每一个叶片单元31均具有沿螺旋方向由下至上宽度由窄变宽的变径段32和设置于变径段上端的沿螺旋方向由下至上宽度一致的等径段33，图2中A表示变径段32与等径段33的分界线。变径段32具有用于挤压相应钻渣和/或混凝土的变径段挤压周面34，等径段33具有用于挤压钻渣和/或混凝土的等径段挤压周面35。变径段的上端叶片单元的厚度由下至上逐渐变厚，等径段的上端部的厚度一致，其余部分的厚度由下至上逐渐变厚，叶片单元厚度的变化使得在轴向上间隔布置的两个叶片单元31之间的间距由下至上逐渐变小。在钻孔施工时，螺旋钻杆在动力头驱动下旋转钻进，螺旋钻杆下端的钻头会钻出钻渣，钻渣沿螺旋叶片的上表面向上输送，当钻渣输送至各叶片单元的上端时，因为与之相邻的叶片单元存在变径段，因此钻渣会落入变径段的变径段挤压周面外侧，随着螺旋钻杆的继续旋转，变径段挤压周面将钻渣朝外挤，并最终将钻渣挤至环形地基层中，等径段挤压周面起着巩固挤实的作用。另外，叶片单元的主体位置的厚度逐渐增加，这样对钻渣的挤压面积也在逐渐增大，从而可以起到对钻渣更好的挤压效果，同时也使得更多的钻渣进行离心运动而运本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于：螺旋叶片由至少两个沿螺旋叶片的螺旋方向顺次设置的叶片单元构成，其中至少一个叶片单元具有沿螺旋方向由下至上宽度由窄变宽的变径段，变径段具有用于挤压相应钻渣和/或混凝土的变径段挤压周面。

【技术特征摘要】
1.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，其特征在于：螺旋叶片由至少两个沿螺旋叶片的螺旋方向顺次设置的叶片单元构成，其中至少一个叶片单元具有沿螺旋方向由下至上宽度由窄变宽的变径段，变径段具有用于挤压相应钻渣和/或混凝土的变径段挤压周面。2.根据权利要求1所述的螺旋钻杆，其特征在于：变径段的部分或全部叶片单元的厚度由下至上逐渐变厚使得在轴向上间隔布置的两个叶片单元之间的间距由下至上逐渐变小。3.根据权利要求1或2所述的螺旋钻杆，其特征在于：叶片单元还包括处于变径段上端的沿螺旋方向由下至上宽度一致的等径段，等径段具有用于挤压所述钻渣和/或混凝土的等径段挤压周面，等径段的部分或全部叶片单元的厚度由下至上逐渐变厚。4.钻机，包括动力机构及由动力机构驱动的螺旋钻杆，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，其特征在于：螺旋叶片由至少两个沿螺旋叶片的螺旋方向顺次设置的叶片单元构成，其中至少一个叶片单元具有沿螺旋方向由下至上宽度由窄变宽的变径段，变径段具有用于挤压相应钻渣和/或混凝土的变径段挤压周面。5.根据权利要求4所述的钻机，其特征在于：变径段的部分或全部...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵金安，邵振华，姜炎涛，
申请(专利权)人：邵金安，
类型：发明
国别省市：河南,41