一种桩身扩径多功能双动力钻具制造技术

本发明专利技术涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种桩身扩径多功能双动力钻具

【技术实现步骤摘要】
一种桩身扩径多功能双动力钻具、制备方法及型桩


[0001]本专利技术涉及土木工程
，尤其是涉及一种桩身扩径多功能双动力钻具
、
制备方法及型桩
。

技术介绍

[0002]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，为提高地基土的承载力及减小其沉降量，一般采用钻孔压灌桩工艺和夯扩桩工艺
。
其中，钻孔压灌桩工艺：其原始工艺理论：不管处理地层土性情况均以排土成孔，桩体置换的方式处理地基形成复合地基或桩基础，工艺全称为长螺旋钻孔压灌桩
—CFG
桩
。
近年在长螺旋钻孔压灌桩
—CFG
桩基础上又发展出一些创新技术：在传统长螺旋钻孔压灌桩钻具上加高压喷射水泥浆装置，实现
CFG
桩桩身上增加扩径体
(CN02132652.5、CN201210159584.8、CN201810087422.5)
；部分挤土工法，螺杆桩或螺纹桩
(CN201810254578.8、CN202010073505.6)
采用在钻具底端加设支扩装置
(
顶推装置
)
实现扩径或在特定的桩身位置压灌混凝土后进行复打复灌，通过钻具对混凝土施加挤扩力，产生扩径效应
。
以上桩身扩径创新技术不同程度增加了单桩承载力，减少了桩身沉降量
。
不足之处：钻具上采用加高压喷射水泥浆装置
、
支扩装置
(
顶推装置
)
形成的扩径体均为削切形成的腔体，对腔体周土，尤其临空上侧土密实度造成损失；螺杆桩采用定位复打复灌混凝土技术，产生扩径效应有限，受限于钻具下压力
、
扭矩及超流态混凝土，不能产生大能量的冲击力来挤扩桩周土
。
[0003]其中，夯扩桩工艺：还有柱锤冲扩成孔，分次夯填水泥拌合物
、
灰土
、
砂石等成桩，这类型夯扩桩都不同程度的提高了复合地基的承载力，但是工艺受到了地层的局限，适用于处理地下水位以上的杂填土
、
粉土
、
黏性土
、
素填土和黄土等地基，处理地基的深度不宜超过
10m
，对于地质含水量丰富
、
水位高的工程场地，均不能适用，而且遇到合适地层即使应用，单桩承载力也不高，对复合地基承载力提高幅度也受限，一般不会超过天然地基承载力的两倍，且不会超过特征值
250kPa。
[0004]另外还有一种近
20
年发展起来的一种载体桩工艺
(CN98101041.5、CN200410102711.6、CN201610090411.3)
，柱锤夯击，护筒跟进成孔，在一定深度选择土性相对好的稳定地层，分批分次夯填建筑垃圾
、
水泥拌合物
、
干硬性混凝土，最大程度地夯扩挤密桩端持力层的同时，还人工制造出轴向
、
径向直径均不小于
1.5
倍桩径的承载球体，其实是变相的加大了桩端受力面积，增强了持力层承载能力，从而提高单桩承载力
。
载体桩工艺大部分适用于桩基础中基桩，承载性状为：端承桩或摩擦端承桩
。
载体桩设计及施工同样受到桩长与地层的限制，载体桩施工桩长多为十米左右，且在此深度内找到地层稳定
、
土性相对较好的地层进行载体的植入施工，对于一些层顶埋藏较浅，地层较厚，欠固结软粘土
、
湿陷性黄土或产生负摩阻力的土层，打桩时，桩长必须穿过以上土层一定合理深度，桩端坐落于结构稳定
、
压缩性较小
、
承载能力较高及层厚满足持力层的规定，才能保证桩身承载力及变形量的规范要求，受限于桩长极限值不能满足地层深度需求，类似情况在一定范围限制了载体桩的适用性
。
载体桩拓展工艺：预应力管桩与载体桩打接力，预应力管桩贯入设计深
度后，通过预应力管桩内芯在桩端进行载体植入，同理提高了预应力管桩单桩承载力
。
预应力管桩芯内载体桩，这两种桩工艺的结合弥补了桩长及选择较好持力层的局限性，但是整合工艺过于繁琐造成施工成本的偏高
。
[0005]扩径扩底灌注桩
(CN202210183452.2)
，充分发掘桩底及桩身周侧土性较好地层承载潜力，提高单桩承载力，但还是存在施工环节实施衔接不连贯，工效低下的不足
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种桩身扩径多功能双动力钻具
、
制备方法及型桩，以解决现有技术中存在的技术问题
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种桩身扩径多功能双动力钻具，其包括：上动力钻具和下动力钻具；上动力钻具包括：上动力机构和中心搅拌锤；上动力机构设置有上动力变径接头，上动力变径接头设置有驱动正多边形孔，中心搅拌锤按结构形式分上下两部分，上部分为横截面呈正多边形实心长柱体，下部分为具有螺纹叶片结构的实心圆柱体；长柱体轴向穿过上动力变径接头的驱动正多边形孔，并且长柱体顶部与卷扬机相联接，中心搅拌锤在上动力机构的带动下能够联动旋转，同时在卷扬机的带动下能做轴向的升降动作；下动力钻具，包括：下动力机构和下套筒钻具；下动力机构设置有下动力变径接头，下套筒钻具由中空状的钻杆和伸缩钻头组成，下套筒钻具的钻杆顶部与下动力变径接头固定连接，下套筒钻具的钻杆底部连接伸缩钻头；下动力机构设有两个进料口，一个进料口用于输送超流态混凝土，另一个进料口用于输送干性水泥拌合物；中心搅拌锤套装于下套筒钻具的中空状的钻杆中；上动力机构和下动力机构之间通过连杆刚性连接；下套筒钻具在下动力机构的带动下能够联动旋转
。
[0009]优选地，上动力机构的上端对称两侧设置有两个上联接点；上动力机构的上联接点与第一卷扬机的钢丝绳连接；中心搅拌锤的顶端设置有一个上联接点；中心搅拌锤的上联接点通过提引器与第二卷扬机的钢丝绳连接
。
[0010]优选地，上动力机构的下端对称两侧设置有两个下联接点；下动力机构的上端对称两侧设置有两个上联接点；上动力机构的下联接点与下动力机构的上联接点进行刚性限位联接；同时，上动力机构与下动力机构均可通过卡瓦滑动地安装于钻机钻塔的滑道上
。
[0011]优选地，下动力机构的一个进料口与混凝土输送泵连接，用于输送超流态混凝土；下动力机构的另一个进料口与锚喷设备连接，用于输送干性水泥拌合物
。
[0012]优选地，伸缩钻头包括：钻头外套筒和内钻芯；钻头外套筒上端设置有正六方孔接头母端；钻头外套筒下端设置有外套筒限位六方；内钻芯可伸缩地安装于钻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种桩身扩径多功能双动力钻具，其特征在于，包括：上动力钻具，包括：上动力机构和中心搅拌锤；上动力机构设置有上动力变径接头，所述上动力变径接头设置有驱动正多边形孔，所述中心搅拌锤按结构形式分上下两部分，上部分为横截面呈正多边形实心长柱体，下部分为具有螺纹叶片结构的实心圆柱体；所述长柱体轴向穿过所述上动力变径接头的驱动正多边形孔，并且所述长柱体顶部与卷扬机相联接，所述中心搅拌锤在上动力机构的带动下能够联动旋转，同时在卷扬机的带动下能做轴向的升降动作；下动力钻具，包括：下动力机构和下套筒钻具；下动力机构设置有下动力变径接头，所述下套筒钻具由中空状的钻杆和伸缩钻头组成，所述下套筒钻具的钻杆顶部与下动力变径接头固定连接，所述下套筒钻具的钻杆底部连接伸缩钻头；所述下动力机构设有两个进料口，一个进料口用于输送超流态混凝土，另一个进料口用于输送干性水泥拌合物；所述中心搅拌锤套装于下套筒钻具的中空状的钻杆中；所述上动力机构和下动力机构之间通过连杆刚性连接；所述下套筒钻具在下动力机构的带动下能够联动旋转
。2.
根据权利要求1所述的桩身扩径多功能双动力钻具，其特征在于，所述上动力机构的上端对称两侧设置有两个上联接点；所述上动力机构的上联接点与第一卷扬机的钢丝绳连接；所述中心搅拌锤的顶端设置有一个上联接点；所述中心搅拌锤的上联接点通过提引器与第二卷扬机的钢丝绳连接
。3.
根据权利要求1所述的桩身扩径多功能双动力钻具，其特征在于，所述上动力机构的下端对称两侧设置有两个下联接点；所述下动力机构的上端对称两侧设置有两个上联接点；所述上动力机构的下联接点与所述下动力机构的上联接点进行刚性限位联接；同时，所述上动力机构与下动力机构均通过卡瓦滑动地安装于钻机钻塔的滑道上
。4.
根据权利要求1所述的桩身扩径多功能双动力钻具，其特征在于，所述下动力机构的一个进料口与混凝土输送泵连接，用于输送超流态混凝土；所述下动力机构的另一个进料口与锚喷设备连接，用于输送干性水泥拌合物
。5.
根据权利要求1所述的桩身扩径多功能双动力钻具，其特征在于，所述伸缩钻头包括：钻头外套筒和内钻芯；所述内钻芯安装于钻头外套筒的内部；所述内钻芯能够从钻头外套筒的底端伸出；所述内钻芯的周侧设置有排料孔
。6.
根据权利要求1所述的桩身扩径多功能双动力钻具，其特征在于，所述下套筒钻具的钻杆为具有全挤
/
部分挤
/
排土功能的结构构成
。7.
一种根据权利要求1‑6中任意一项所述的桩身扩径多功能双动力钻具制备的型桩，其特征在于，包括：桩身主体及扩径体；所述桩身主体为直杆结构；所述桩身主体的表面为无螺纹结构的光杆或全部为螺纹结构或部分为螺纹结构；所述桩身主体上设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广信，贾前卫，
申请(专利权)人：河北锥基土木工程有限公司，
类型：发明
国别省市：