钻具、成桩装置及挤土桩的成桩工法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种钻具、成桩装置及挤土桩的成桩工法，涉及建筑施工的技术领域。该钻具包括圆柱形钻杆，沿钻杆的长度方向，钻杆上的两个区段分别设置有正向螺旋叶片和反向螺旋叶片。正向螺旋叶片和反向螺旋叶片均环绕在钻杆的外周壁上并均沿钻杆的长度方向延伸。该成桩装置包括混凝土输送机构、第一驱动机构、第二驱动机构和上述钻具。混凝土输送机构和钻杆通过管道连通，第一驱动机构和第二驱动机构均与钻杆连接。该挤土桩的成桩工法应用上述钻具或成桩装置。本发明专利技术缓解了现有技术中存在的用于施工挤土桩的钻具中的钻杆，其杆身上设置的螺旋叶片的旋向仅便于钻杆钻入地面，当上提该钻杆时，螺旋叶片的旋向不便于上旋拔出钻杆的技术问题。

Drilling tool, pile forming device and pile forming method of soil squeezing pile

【技术实现步骤摘要】
钻具、成桩装置及挤土桩的成桩工法
本专利技术涉及建筑施工
，尤其是涉及一种钻具、成桩装置及挤土桩的成桩工法。
技术介绍
挤土桩与取土桩(取土桩如旋挖桩、钻孔灌注桩、冲孔桩等)相比，在控制沉降和提高承载力方面具有良好的优势，挤土桩还具有强度高、工期短、不取土、应用范围广等优点，因而挤土桩在建筑施工领域的应用越来越广泛。挤土桩的成桩过程需要采用特殊的钻具，该钻具包括钻头和中空的钻杆，钻头包括开门结构和中空的芯管。钻杆的侧壁上和芯管的侧壁上均设置有螺旋叶片，芯管安装在钻杆的底端并与钻杆连通，开门结构的一侧与芯管的一侧铰接，开门结构的另一侧与芯管的另一侧之间分离。在利用该钻具施工挤土桩时，先启动钻具，使钻具的钻头转动并带动钻杆一起钻入地下，此时钻杆上的旋转的螺旋叶片会为钻杆的钻入过程提供推力。当开门结构到达至桩的设计深度时，向钻杆中通入混凝土，继而上提并旋转钻具，此时旋转的钻杆上的螺旋叶片会为钻杆的上提过程提供推力。钻具被上提后，开门结构会将出料口打开，而混凝土会下落至钻具被上提后空出的空间中。将钻具完全从地下提出后，钻具钻出的空间会被混凝土填满，待混凝土凝固成型后即可形成挤土桩。现有的用于施工出挤土桩的钻具中的钻杆通常为圆柱形，钻杆的杆身上设置有沿杆身长度方向延伸的螺旋叶片，但是该螺旋叶片的旋向仅便于钻杆钻入地面，当上提该钻杆时，螺旋叶片的旋向则不便于上旋拔出钻杆。为便于上提该钻杆时便于拔出钻杆，现有的一种钻杆的形状为上部圆柱形，下部半橄榄球形，但是该种钻杆的下部为半橄榄球形，不能为螺旋叶片的旋挖土体的过程提供足够的支撑力，并不便于钻杆钻入地面，使得下钻过程较困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钻具、成桩装置及挤土桩的成桩工法，以缓解现有技术中存在的用于施工出挤土桩的钻具中的钻杆，其杆身上设置有沿杆身长度方向延伸的螺旋叶片，但是该螺旋叶片的旋向仅便于钻杆钻入地面，当上提该钻杆时，螺旋叶片的旋向则不便于上旋拔出钻杆的技术问题。本专利技术提供的钻具包括圆柱形钻杆，钻杆包括前端和后端；沿钻杆的长度方向，钻杆上的两个区段分别设置有正向螺旋叶片和反向螺旋叶片，且正向螺旋叶片设置在靠近钻杆的前端的一侧，反向螺旋叶片设置在正向螺旋叶片和钻杆的后端之间；正向螺旋叶片和反向螺旋叶片均环绕在钻杆的外周壁上并均沿钻杆的长度方向延伸，且正向螺旋叶片的旋向与反向螺旋叶片的旋向相反。进一步的，钻杆包括依次连接的第一杆体和第二杆体，正向螺旋叶片和反向螺旋叶片均设置在第一杆体上。进一步的，正向螺旋叶片的其中一端至另一端之间的直线距离，小于或者大于反向螺旋叶片的其中一端至另一端之间的直线距离。进一步的，反向螺旋叶片的远离正向螺旋叶片的一侧连接有钻出螺旋叶片，钻出螺旋叶片的旋向与反向螺旋叶片的旋向相同；钻出螺旋叶片沿钻杆的长度方向延伸并环绕在钻杆的外周壁上，且从钻出螺旋叶片的靠近反向螺旋叶片的一端至钻出螺旋叶片的另一端，钻出螺旋叶片的每层叶片的外径呈线性减小。进一步的，钻具还包括圆柱形的钻管，钻管的其中一端与钻杆的其中一端连通；钻管的管身上设置有旋进螺旋叶片，旋进螺旋叶片沿钻管的长度方向延伸并环绕在钻管的外周壁上。进一步的，正向螺旋叶片、反向螺旋叶片和旋进螺旋叶片均为等径螺旋叶片，且正向螺旋叶片的外径和反向螺旋叶片的外径相等；旋进螺旋叶片的外径不大于正向螺旋叶片的外径。进一步的，正向螺旋叶片、反向螺旋叶片和旋进螺旋叶片均为等径螺旋叶片，且正向螺旋叶片的外径和反向螺旋叶片的外径相等；旋进螺旋叶片的外径大于正向螺旋叶片的外径。进一步的，钻具还包括锥形的开门结构，开门结构的远离尖端的侧面的一侧与钻管的远离钻杆的侧面的一侧铰接。本专利技术提供的成桩装置包括混凝土输送机构、第一驱动机构、第二驱动机构和上述技术方案中任一项所述的钻具；混凝土输送机构和钻具中的钻杆通过管道连通；第一驱动机构和第二驱动机构均与钻杆连接，第一驱动机构用于驱动钻杆自转，第二驱动机构用于驱动钻杆靠近或者远离地面。本专利技术提供的挤土桩的成桩工法，应用上述技术方案中任一项所述的钻具或应用上述成桩装置，挤土桩的成桩工法包括：下钻：驱动钻杆自转，并将钻杆压入地下；提钻：将钻杆移动至设计深度后，驱动钻杆自转并上提钻杆。本专利技术提供的钻具、成桩装置及挤土桩的成桩工法能产生如下有益效果：本专利技术提供的钻具包括圆柱形钻杆，沿钻杆的长度方向，钻杆上的两个区段分别设置有正向螺旋叶片和反向螺旋叶片。当下钻时，即，使该钻杆钻入地下时，可以使该钻杆自转并利用外力推动钻杆朝向地下移动，此时钻杆的前端贴近地面，正向螺旋叶片靠近地面，正向螺旋叶片会先于反向螺旋叶片钻进地下。当钻杆钻入地下一定深度时，自转的正向螺旋叶片与土体挤压形成土体螺纹，土体螺纹对钻杆形成握裹力，产生自攻现象，可以起到带动钻杆钻进地下的作用。由于正向螺旋叶片先于反向螺旋叶片钻进地下，以及钻杆还会受到外力的推动，因而在自转的正向螺旋叶片和外力的双重作用下，远离地面的反向螺旋叶片的阻力可以忽略不计，正向螺旋叶片可以对下钻过程起到推动作用。当提钻时，即，将该钻杆从地下提出时，可以使该钻杆沿与下钻时相同的方向自转并利用外力提起钻杆，此时在外力作用下，反向螺旋叶片会先于正向螺旋叶片旋挖钻杆周侧的土体，由于反向螺旋叶片的旋向与正向螺旋叶片的旋向相反，因而在提钻时，反向螺旋叶片可以对钻杆的上提过程提到推动作用。又由于反向螺旋叶片会先于正向螺旋叶片旋挖钻杆周侧的土体，且钻杆受到外力的上提作用，因而位于反向螺旋叶片下方的正向螺旋叶片的阻力可以忽略不计。在自转的反向螺旋叶片和外力的双重作用下，反向螺旋叶片可以对提钻过程起到推动作用。与现有技术相比，本专利技术提供的钻具不仅可以利用钻杆的杆身上的正向螺旋叶片为钻杆钻进地面的过程起到推动作用，还可以利用钻杆的杆身上的反向螺旋叶片为钻杆从地下钻出的过程起到推动作用，因而本专利技术提供的钻具不仅便于下钻也便于提钻。此外，本专利技术提供的钻杆为圆柱形，相较于现有的半椭圆形的钻杆，本专利技术提供的钻杆可以在下钻过程中为正向螺旋叶片提供足够的支撑力，便于钻杆钻入地面，不会对下钻过程造成阻碍。本专利技术提供的成桩装置包括混凝土输送机构、第一驱动机构、第二驱动机构和上述技术方案中任一项所述的钻具。混凝土输送机构和钻具中的钻杆通过管道连通。第一驱动机构和第二驱动机构均与钻杆连接，第一驱动机构用于驱动钻杆自转，第二驱动机构用于驱动钻杆靠近或者远离地面。本专利技术提供的成桩装置包括上述钻具，因而具有与上述钻具相同的有益效果。本专利技术提供的挤土桩的成桩工法，应用上述钻具或上述成桩装置，挤土桩的成桩工法包括：下钻：驱动钻杆自转，并将钻杆压入地下；提钻：将钻杆移动至设计深度后，驱动钻杆自转并上提钻杆。本专利技术提供的挤土桩的成桩工法利用上述钻具或成桩装置完成挤土桩的施工，因而本专利技术提供的挤土桩的成桩工法具有与上述钻具和成桩装置相同的有益效果。附图说明<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻具，其特征在于，所述钻具包括圆柱形钻杆，所述钻杆包括前端和后端；/n沿所述钻杆的长度方向，所述钻杆上的两个区段分别设置有正向螺旋叶片和反向螺旋叶片，且所述正向螺旋叶片设置在靠近所述钻杆的前端的一侧，所述反向螺旋叶片设置在所述正向螺旋叶片和所述钻杆的后端之间；/n所述正向螺旋叶片和所述反向螺旋叶片均环绕在所述钻杆的外周壁上并均沿所述钻杆的长度方向延伸，且所述正向螺旋叶片的旋向与所述反向螺旋叶片的旋向相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻具，其特征在于，所述钻具包括圆柱形钻杆，所述钻杆包括前端和后端；
沿所述钻杆的长度方向，所述钻杆上的两个区段分别设置有正向螺旋叶片和反向螺旋叶片，且所述正向螺旋叶片设置在靠近所述钻杆的前端的一侧，所述反向螺旋叶片设置在所述正向螺旋叶片和所述钻杆的后端之间；
所述正向螺旋叶片和所述反向螺旋叶片均环绕在所述钻杆的外周壁上并均沿所述钻杆的长度方向延伸，且所述正向螺旋叶片的旋向与所述反向螺旋叶片的旋向相反。


2.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于，所述钻杆包括依次连接的第一杆体和第二杆体，所述正向螺旋叶片和所述反向螺旋叶片均设置在所述第一杆体上。


3.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于，所述正向螺旋叶片的其中一端至另一端之间的直线距离，小于或者大于所述反向螺旋叶片的其中一端至另一端之间的直线距离。


4.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于，所述反向螺旋叶片的远离所述正向螺旋叶片的一侧连接有钻出螺旋叶片，所述钻出螺旋叶片的旋向与所述反向螺旋叶片的旋向相同；
所述钻出螺旋叶片沿所述钻杆的长度方向延伸并环绕在所述钻杆的外周壁上，且从所述钻出螺旋叶片的靠近所述反向螺旋叶片的一端至所述钻出螺旋叶片的另一端，所述钻出螺旋叶片的每层叶片的外径呈线性减小。


5.根据权利要求1-4任一项所述的钻具，其特征在于，所述钻具还包括圆柱形的钻管，所述钻管的其中一端与所述钻杆的其中一端连通；
所述钻管的管身上设置有旋进螺旋叶片，所述旋进螺旋叶片沿所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭樱，彭桂皎，谭燕姬，陈海同，
申请(专利权)人：海南卓典高科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：海南;46