多动力导位联动复合钻具制造技术

本实用新型专利技术涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种多动力导位联动复合钻具。该钻具包括：依次同轴套设的导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具；所述上动力钻和中动力钻具分别配备有一动力机构；所述导位联动钻具配备有导位装置，所述导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具之中至少一者由一具有挤、排土复合功能的钻具主体构成。该复合钻具进行施工时，各个钻具由传统的联动方式转化为主动驱动加联动辅助的方式，挤土、排土同时俱进，并可一次性完成成孔和砼压灌成桩，自动化程度高，实现了工效的提高；桩身的变径，合理的工法，使得单桩承载力更进一步得提高，从而降低了成本；以上综合因素缩短了工期。

Multi-power guide linkage compound drilling tool

【技术实现步骤摘要】
多动力导位联动复合钻具
本技术涉及土木工程
，尤其是涉及一种多动力导位联动复合钻具。
技术介绍
在建筑结构或桥梁、港口、铁路、公路、机场、水利水电设施等工程软基处理中，需要进行处理场地土的地基土由浅到深根据等效剪切波速值变化规律一般可划分为软弱场地土、中软场地土、中硬场地土、坚硬场地土。根据场地土软硬程度和土层深度可以把地基土简单划分为挤土区(软弱场地土、中软场地土，其中含水量较高或饱和黏性土除外)；排土区(中硬场地土、坚硬场地土除外)。为提高地基土的承载力和提高地基土的压缩模量，一般采取以桩体置换地基土为主的长螺旋压灌桩—CFG桩工法。近年来又发展出一些新型挤土工法，如螺纹桩(螺杆桩和浅螺纹桩)、双向螺旋挤土桩(简称SDS桩)。以上挤土工法是通过改进设备、增加自重，加大动力机构动能，使之特制钻具扭矩变大。以上钻具成孔时以挤土为主，钻进并挤土到设计深度后，提钻同时压灌砼成桩至设计标高，因此出土量很少，加密了桩周土密实度。上述两种工法在各种地层中都不同程度的增加了地基土的承载力。但对于复杂多样的地基土层，两种工法所使用的钻具功能较为单一，在浅层的软土，可挤土区，CFG桩工法只能简单地置换土，造成桩周土侧摩阻力降低；在深层较硬的排土区，螺纹桩或SDS桩工法进一步加大扭矩去挤扩，造成钻进困难，影响工效。如对密实砂性土，企图挤扩它，却打破了其密实结构性，降低了其强度，甚至发生剪胀破坏，侧摩阻力及端阻力反而降低。两种工法的功能单一性，不能因地制宜处理地基土，造成了一定的成本浪费，影响了单桩承载力发挥效果。为解决以上问题，根据岩土力学理念，地基处理时软土宜挤，硬土宜排，急需技术一种复合钻具，把以上两种工法优点集合于一种钻具上，为填补岩土界地基处理工法的不足，一种挤排土复合钻具被研发诞生。本专利涉及的导位联动装置技术引用：技术专利：201820159509.4，技术名称：一种导位装置以及钻具。(技术专利在实审阶段)本专利涉及的挤排土复合钻具技术引用：技术专利：201820124401.1，技术名称：一种挤排土复合钻具以及CFG挤排土桩。(技术专利在实审阶段)公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多动力导位联动复合钻具，以解决现有技术中存在的设备自动程度低，工法单一，桩型单一，适应性差，以及单桩承载力不高的技术问题。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：第一方面，本技术提供一种多动力导位联动复合钻具，其包括：依次同轴套设的导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具；所述上动力钻和中动力钻具分别配备有一动力机构，所述动力机构能够单独驱动其对应钻具进行旋转；所述导位联动钻具配备有导位装置，所述导位装置能够使所述导位联动钻具与所述中动力钻具之间实现导位联动，所述导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具之中至少一者由一具有挤、排土复合功能的钻具主体构成，所述钻具主体的中芯管的外径自下而上逐渐增加，并按照预定的挤土比进行变化；所述挤土比被定义为中芯管外直径与钻具主体直径之比；所述钻具主体的螺旋叶片的宽度自下而上逐渐减小，以使所有螺旋叶片的外轮廓呈等直径分布。作为一种进一步的技术方案，所述导位联动钻具包括：外套筒钻具和第一导位联动装置；作为一种进一步的技术方案，所述第一导位联动装置包括设置于所述外套筒钻具上的第一联动装置，所述第一联动装置外周面设置有导向柱，所述外套筒钻具采用以挤土为主的挤排土复合钻具主体。作为一种进一步的技术方案，所述外套筒钻具上设置有护筒，通过护筒上的卡瓦与钻塔固定、保持外套筒钻具垂直度；采取排土工法时，所述外套筒钻具上开设若干排土孔；采取挤土工法时所述外套筒钻具上无需开设排土孔。作为一种进一步的技术方案，所述中动力钻具包括：中动力头、中间套筒钻具和中提升装置；所述中动力头设置于所述中间套筒钻具的上端，用于驱动所述中间套筒钻具进行旋转动作；所述中提升装置设置于所述中动力头的下端，用于带动所述导位联动钻具进行升降动作；所述导位联动装置包括设置于所述中间套筒钻具上的第二导位联动装置—导位联动槽，所述第二导位联动装置—导位联动槽的上部设置有导位槽和导位坎面；所述导位坎面与导位联动杆上导向柱接触时，导向柱能够沿所述导位坎面旋转进入导位槽入口，被动上移至所述导位槽喇叭口处，促使导位联动杆准确进入导位联动槽内，完成联动装置相套锁定工作。所述中间套筒钻具采用以挤土为主的挤排土复合钻具主体。作为一种进一步的技术方案，所述中动力钻具还包括：中排土槽，所述中排土槽设置于所述中动力头的上端。作为一种进一步的技术方案，所述上动力钻具包括：上动力头、中心钻具和上提升装置；所述上动力头设置于所述中心钻具的上端，用于驱动所述中心钻具进行旋转动作；所述上提升装置设置于所述上动力头的下端，用于带动所述中动力钻具进行升降动作；所述中心钻具采用具有排土功能的排土钻具，所述排土钻具的挤土比的数值范围小于0.6且为一定值；/所述中心钻具采用以挤土为主，排土为辅，排土也为挤土服务的挤排土复合钻具主体。作为一种进一步的技术方案，所述上动力钻具还包括：上限位装置；所述上限位装置设置于所述上动力头的下端。作为一种进一步的技术方案，还包括：加压装置，所述加压装置设置于所述上动力钻具和所述中动力钻具之中的任意一者。本技术还提供一种根据所述多动力导位联动复合钻具制备的型桩，其包括：主体桩身；所述主体桩身上设置有至少两个倒锥台阶型体；所述倒锥台阶型体的倒圆锥盘斜面延长线与所述主体桩身中心轴线的夹角角度范围为：5°～90°。本技术又提供一种根据所述多动力导位联动复合钻具以制备型桩的方法，其包括：依照地层对工法的需求，所述上动力钻具、中动力钻具和导位联动钻具依次陆续钻至各自设计深度，从而能够形成多个倒锥台阶型钻孔；启动砼泵，开始压灌砼，边压灌砼边依次提升上动力钻具、中动力钻具和导位联动钻具,各个钻具底端依次平齐后同步提升,直至提到孔口标高，同时砼也压灌成桩至设计标高,实现一次性完成成孔和砼压灌成桩。采用上述技术方案，本技术具有如下有益效果：本技术提供了一种多动力导位联动复合钻具，该钻具包括导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具，该钻具的中动力钻具和上动力钻具分别配备有一动力机构，该导位联动钻具配备有导位装置，导位装置能够使导位联动钻具与中动力钻具之间实现导位联动。通过该复合钻具进行施工，使得各个钻具由传统的联动方式转化为主动驱动加联动辅助的方式，并可一次性完成成孔和砼压灌成桩，自动化程度高，实现了工效的提高，单桩承载力的提高，同时降低了成本，缩短了工期；适应性强，利于推广与应用。本技术提供了一种根据多动力复合钻具制备的型桩，其承载力不但包括传统桩体的桩侧摩阻力及桩端端承力，而且倒锥台阶型体的倒锥圆盘斜面，可把部分垂直竖向向下的力分解为锥面的切向力和法向力，桩周土形成被动受压应力状态和挤扩状态，增加了桩周摩阻力，提高了单桩的承载力，可降低沉降量。该桩浅部倒锥台部分承载力可用太沙基(Terzaghi)的浅基础承载力公式计算。同时本技术是为解决传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多动力导位联动复合钻具，其特征在于，包括：依次同轴套设的导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具；所述上动力钻和中动力钻具分别配备有一动力机构，所述动力机构能够单独驱动其对应钻具进行旋转；所述导位联动钻具配备有导位装置，所述导位装置能够使所述导位联动钻具与所述中动力钻具之间实现导位联动，所述导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具之中至少一者由一具有挤、排土复合功能的钻具主体构成，所述钻具主体的中芯管的外径自下而上逐渐增加，并按照预定的挤土比进行变化；所述挤土比被定义为中芯管外直径与钻具主体直径之比；所述钻具主体的螺旋叶片的宽度自下而上逐渐减小，以使所有螺旋叶片的外轮廓呈等直径分布。

【技术特征摘要】
1.一种多动力导位联动复合钻具，其特征在于，包括：依次同轴套设的导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具；所述上动力钻和中动力钻具分别配备有一动力机构，所述动力机构能够单独驱动其对应钻具进行旋转；所述导位联动钻具配备有导位装置，所述导位装置能够使所述导位联动钻具与所述中动力钻具之间实现导位联动，所述导位联动钻具、中动力钻具和上动力钻具之中至少一者由一具有挤、排土复合功能的钻具主体构成，所述钻具主体的中芯管的外径自下而上逐渐增加，并按照预定的挤土比进行变化；所述挤土比被定义为中芯管外直径与钻具主体直径之比；所述钻具主体的螺旋叶片的宽度自下而上逐渐减小，以使所有螺旋叶片的外轮廓呈等直径分布。2.根据权利要求1所述的多动力导位联动复合钻具，其特征在于，所述导位联动钻具包括：外套筒钻具和第一导位联动装置—导位联动杆；所述第一导位联动装置—导位联动杆外周面设置有导向柱，所述外套筒钻具采用以挤土为主的挤排土复合钻具主体；所述外套筒钻具上设置有护筒，通过护筒上的卡瓦与钻塔固定、保持外套筒钻具垂直度；采取排土工法时，所述外套筒钻具上开设若干排土孔；采取挤土工法时所述外套筒钻具上无需开设排土孔。3.根据权利要求1所述的多动力导位联动复合钻具，其特征在于，所述中动力钻具包括：中动力头、中间套筒钻具和中提升装置；所述中动力头设置于所述中间套筒钻具的上端，用于驱动所述中间套筒钻具进行旋转动作；所述中提升装置设置于所述中动力头的下端，用于带动所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广信，
申请(专利权)人：李广信，
类型：新型
国别省市：北京,11