复合地基CFG桩施工用钻具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合地基CFG桩施工用钻具，涉及桩基成孔的技术领域，旨在解决现有具有压土功能的钻杆下端孔壁较薄而容易变形甚至断裂，增加不必要的施工成本和施工周期的问题。其包括钻杆，钻杆内沿其长度方向设有注浆孔，钻杆从下到上依次设有钻进段、排土段、密实段，旋挤段，钻进段包括钻头，排土段包括排土中芯杆和连接于排土中芯杆上的螺旋叶片；密实段包括直径大于排土中芯杆直径的隆起部，隆起部的最大直径大于螺旋叶片在垂直于钻杆方向投影的最大外径。本实用新型专利技术其能够实现钻孔和挤土相结合，迅速并一次性完成桩身成孔和桩身施工，且钻具端部强度较高，保证了施工进度。

Drilling tools for CFG pile construction in composite foundation

【技术实现步骤摘要】
复合地基CFG桩施工用钻具
本技术涉及桩基成孔的
，尤其是涉及一种复合地基CFG桩施工用钻具。
技术介绍
我国目前的地基处理方法中，长螺旋引孔CFG桩是常用的复合地基处理方法，其优点是在软土地基中的施工较快，成桩率高，其缺点是在桩身成孔过程中土体被排出到地表外，即没有很好的利用原土，还需要另外的人工和机械将排出的土清理外运，由此造成工效降低、成本增高。为解决上述问题，公告号为CN208089226U的技术公开了一种挤排土复合钻具以及CFG挤排土桩。该挤排土复合钻具包括：动力机构、挤土钻具、排土钻具和钻头，所述挤土钻具与所述排土钻具自上而下一体连接以构成钻具主体，所述动力机构通过第一联动装置与所述挤土钻具的上端连接，所述钻头与所述排土钻具的下端连接，所述钻具主体的中芯管的外径自下而上逐渐增加，中芯管的内径自上而下等直径设置，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。使用该技术披露的复合钻具进行钻孔，可实现挤土、排土同时进行，并可一次性完成成孔和砼压灌成桩，实现了工作效率的提高，减少了外排土，降低了成本。但上述中的现有技术方案存在以下缺陷：钻具的长度一般较长，且由于中芯管的外径在整个长度范围内自下而上逐渐增加，而中芯管的内径自上而下等直径设置，因此到达最下端时，中芯管的管壁变得极薄，强度较低，而此处承担整个成孔过程中的主要的钻进工作，因此管壁较薄容易导致下端变形甚至断裂，增加不必要的施工成本和施工周期。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种复合地基CFG桩施工用钻具，其能够实现钻孔和挤土相结合，迅速并一次性完成桩身成孔和桩身施工，且钻具端部强度较高，保证了施工进度。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种复合地基CFG桩施工用钻具，包括钻杆，所述钻杆内沿其长度方向设有注浆孔，所述钻杆从下到上依次设有钻进段、排土段、密实段，旋挤段，所述钻进段包括钻头，所述排土段包括排土中芯杆和连接于所述排土中芯杆上的螺旋叶片；所述密实段包括直径大于所述排土中芯杆直径的隆起部，所述隆起部的最大直径大于所述螺旋叶片在垂直于钻杆方向投影的最大外径。通过采用上述技术方案，钻具在钻进时，钻进段的钻头用于破开土壤向地下钻进，排土段的螺旋叶片随着钻具的钻进而旋转向地下切削土体并向下钻进形成桩孔，切削下来的土壤随着螺旋叶片的旋转向上排，土壤到达密实段时，隆起部逐渐挤压切削出的土体而将其挤压到桩孔侧壁中，加强了桩周土的密度，使得桩孔不易发生塌孔现象；未被隆起部挤入桩孔侧壁上的土壤经过旋挤段的旋转挤压，再次被压入桩孔中，从而避免产生外排土，进而省略了外排土外运的成本，缩短了工期，同时，由于隆起部的直径大于螺旋叶片在垂直于钻杆方向投影的最大外径，因此，隆起部加强了钻杆下端的强度，使得钻杆的排土段只需直径小于隆起部的直径即可，避免了钻杆下端的管壁较薄导致其下端较脆弱的现象发生。本技术进一步设置为：所述排土中芯杆的外径不变，所述螺旋叶片的外轮廓分布直径从下到上逐渐变大。通过采用上述技术方案，螺旋叶片可在钻杆的旋转过程中逐渐切入土中，从而逐渐将桩孔孔壁剥离，避免一次性切入过深导致的钻杆转动过程中阻力较大的问题。本技术进一步设置为：所述旋挤段包括旋挤中芯杆和设于所述旋挤中芯杆外部的螺旋纹，所述螺旋纹的深度从下到上逐渐变浅，直至变为零。通过采用上述技术方案，螺旋纹逐步旋挤孔壁上的土壤，使得土壤被螺旋纹旋挤均匀，同时，随着螺旋纹的旋转，土壤从螺旋纹的侧方被螺旋纹压入桩孔的孔壁上，进一步消除外排的土壤，加强桩周土的密度。本技术进一步设置为：所述螺旋纹的螺距从下到上逐渐变大。通过采用上述技术方案，螺旋纹的螺距逐渐变大的设置能够减少钻杆转动一圈的过程中螺旋纹对桩孔孔壁的刮擦，从而使得被压入孔壁中的土壤更加牢固。本技术进一步设置为：所述螺旋纹的凸起部分的边界为弧形，且凸起部分的纹路宽度从下到上逐渐变宽。通过采用上述技术方案，弧形的边界能够避免螺旋纹刮擦孔壁，同时当螺旋纹在逐渐变浅的过程中能够逐渐将螺旋纹侧方的土壤压入孔壁中，当螺旋纹上端高度逐渐接近零的部分接触桩孔孔壁时，此处的螺旋纹主要为进一步挤密孔壁，使得被压入的土壤在孔壁中依附的更加牢固而不会轻易塌落，因此此处的螺旋纹的纹路逐渐变宽，增强对孔壁的挤压，减小对孔壁的刮擦。本技术进一步设置为：所述隆起部为纺锤状，其靠近排土段和旋挤段的直径分别等于所述排土中芯杆上端和所述旋挤中芯杆下端的直径。通过采用上述技术方案，隆起部与相邻的排土段和旋挤段之间为平缓过渡，使得土壤逐渐被压入孔壁中而不是一次性压入，从而减小了钻杆下旋及上升过程中的阻力，防止钻杆所受扭矩过大，同时也有利于对桩孔孔壁土壤的压实。本技术进一步设置为：所述螺旋叶片靠近钻杆下端一侧设有加强筋。通过采用上述技术方案，加强筋能够支撑螺旋叶片，使得螺旋叶片在切削土壤过程中不会由于土壤的硬度较高而发生变形，提高螺旋叶片的强度，尤其适用于较宽的螺旋叶片。本技术进一步设置为：所述钻头包括设于所述排土中芯杆最下端的三角头，所述三角头的一个尖部位于所述钻杆的中轴线的延伸方向上，所述三角头两侧通过扭簧铰接有活门，所述活门向排土段一侧倾斜封堵所述注浆孔。通过采用上述技术方案，三角头能够用于钻杆的的导向和钻进，防止钻杆在钻进过程中发生偏斜，活门能够封堵注浆孔的下端，防止土壤在钻杆向下钻进的过程中从注浆孔的下端涌入注浆孔内，影响后续的注浆。本技术进一步设置为：所述三角头远离所述钻杆的边缘为锯齿状。通过采用上述技术方案，锯齿状的三角头边缘能够增强钻头在钻进过程中挖土的能力，便于钻头钻进。综上所述，本技术的有益技术效果为：将钻孔产生的土壤压入桩孔侧壁上，避免产生外排土，从而省略了外排土外运的成本，缩短了工期，同时，由于隆起部的直径大于螺旋叶片在垂直于钻杆方向投影的最大外径，因此，隆起部加强了钻杆下端的强度，使得钻杆的排土段只需直径小于隆起部的直径即可，避免了钻杆下端的管壁较薄导致其下端较脆弱的现象发生。附图说明图1是本技术的整体结构示意图。图中，1、钻进段；11、三角头；12、活门；2、排土段；21、排土中芯杆；22、螺旋叶片；23、加强筋；3、密实段；31、隆起部；4、旋挤段；41、旋挤中芯杆；42、螺旋纹；5、钻杆；6、注浆孔。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。参照图1，为本技术公开的一种复合地基CFG桩施工用钻具，包括钻杆5，钻杆5内沿其长度方向设有注浆孔6，钻杆5从下到上依次设有钻进段1、排土段2、密实段3，旋挤段4。参照图1，钻进段1包括钻头，钻头包括设置于钻杆5最下端中间位置的三角头11，三角头11的一个尖部位于钻杆5的中轴线的延伸方向上，三角头11能够用于钻杆5的的导向和钻进，防止钻杆5在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合地基CFG桩施工用钻具，包括钻杆(5)，所述钻杆(5)内沿其长度方向设有注浆孔(6)，其特征在于：所述钻杆(5)从下到上依次设有钻进段(1)、排土段(2)、密实段(3)，旋挤段(4)，所述钻进段(1)包括钻头，所述排土段(2)包括排土中芯杆(21)和连接于所述排土中芯杆(21)上的螺旋叶片(22)；所述密实段(3)包括直径大于所述排土中芯杆(21)直径的隆起部(31)，所述隆起部(31)的最大直径大于所述螺旋叶片(22)在垂直于钻杆(5)方向投影的最大外径。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合地基CFG桩施工用钻具，包括钻杆(5)，所述钻杆(5)内沿其长度方向设有注浆孔(6)，其特征在于：所述钻杆(5)从下到上依次设有钻进段(1)、排土段(2)、密实段(3)，旋挤段(4)，所述钻进段(1)包括钻头，所述排土段(2)包括排土中芯杆(21)和连接于所述排土中芯杆(21)上的螺旋叶片(22)；所述密实段(3)包括直径大于所述排土中芯杆(21)直径的隆起部(31)，所述隆起部(31)的最大直径大于所述螺旋叶片(22)在垂直于钻杆(5)方向投影的最大外径。


2.根据权利要求1所述的复合地基CFG桩施工用钻具，其特征在于：所述排土中芯杆(21)的外径不变，所述螺旋叶片(22)的外轮廓分布直径从下到上逐渐变大。


3.根据权利要求1所述的复合地基CFG桩施工用钻具，其特征在于：所述旋挤段(4)包括旋挤中芯杆(41)和设于所述旋挤中芯杆(41)外部的螺旋纹(42)，所述螺旋纹(42)的深度从下到上逐渐变浅，直至变为零。


4.根据权利要求3所述的复合地基CFG桩施工用钻具，其特征在于：所述螺旋纹(42)的螺距从下到上逐渐变大。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，汪勇全，赵一航，何宽，汪磊，马轶琨，汪军海，
申请(专利权)人：陕西建工基础工程集团有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61