[实用新型]一种变截面挤扩螺纹桩钻具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变截面挤扩螺纹桩钻具，具体为基本建设行业建筑基础的成桩施工所需的一种集钻、挤、扩三重功能于一体的螺纹桩钻具。属建筑行业基础施工机械设备技术领域。

背景技术

基本建设行业软土地基的加固处理是提高地基承载力及精确控制沉降量的重要措施，同时还要求减少地基处理中废弃土和泥浆的排放，减少振动和噪声对环境的影响。现有的变截面挤密螺纹桩、螺纹桩、螺杆桩、挤扩钻孔灌注桩等桩基技术，均具有无需排土或者排土量少、承载力高、施工过程简单等特点，因此得到了广泛应用。然而由于现有的螺纹桩与螺杆桩成桩钻头，一般都由中空的钻杆体和焊接在钻杆上的外螺纹构成，且外螺纹段长度与钻具长度等长，其不足之处在于当钻具在钻进作业时，全部钻具螺纹的外表面与土体的摩擦面积很大，会造成钻具的发热，动力消耗非常大；另一方面，通长的螺纹如同多级迷宫式环形密封圈，会导致提升时灌注混凝土的气滞现象，使混凝土的灌注不顺利而出现质量问题。

中国发明专利《螺旋挤土变径桩钻具及施工方法》（申请号：201410294699.7）所公开的是等径的外壁上带螺纹的内钻杆，还有与内钻杆外部通过螺纹连接的仿锤状挤土体，作业时通过调整仿锤状挤土体的上下位置，达到进一步挤扩桩孔内径目的。其不足之处在于：不能变径的挤土体包围在内钻杆外部，作业时受到的阻力很大，因此其功率消耗较高、工作效率较低；实用新型专利《具有导土槽的双向螺旋挤扩钻头》（申请号：201020133115.5）也存在与《螺旋挤土变径桩钻具及施工方法》同样问题；发明专利《双向螺旋挤扩桩施工方法及双向螺旋封闭挤扩钻头》（申请号：200710063983.3）的连接杆自下至上依次同轴套装有或一体地制有下螺旋挤扩体、封闭挤扩体和动密封挤扩体，其不足之处是：当钻具上行并旋转挤扩桩孔时，由于封闭挤扩体不能进一步扩大钻具直径，仅能挤扩钻具上行过程中桩孔内坍落的土体，不能同时满足可变径桩孔（上大下小）成桩要求。相似的，新型专利《具有导土槽的双向螺旋挤扩钻头》（申请号：201020133115.5）亦存在与《双向螺旋挤扩桩施工方法及双向螺旋封闭挤扩钻头》同样问题。

针对以上问题，本实用新型申请人于2014年9月30日申请了《一种变径挤扩螺纹钻具》（申请号：201420570719.4），包括钻头、螺纹钻杆、变径挤扩钻具三部分，成桩作业时，正向旋转钻具下行钻孔，逆向旋转钻具上行且上下挤扩刀沿径向撑开，进一步挤扩孔径。然而在实际应用中，该钻头依然存在作业时功率消耗降幅不大、上下挤扩刀不容易自动伸出、以及螺纹钻杆开出的桩孔周遭挤密效果不均匀等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术所述问题，设计一种变截面挤扩螺纹桩钻具，是一种集钻进掘土、螺旋挤土、变径挤压扩孔三重功能于一体的螺纹桩钻具，既可实现上部直径大、下部直径小；或者是上部直径小、下部直径大的变截面桩基成孔要求，也可实现等直径截面为圆柱形的成孔结构形式。具有功率消耗低、挤扩质量稳定、成孔时无需排土特点，通过变截面挤扩螺纹成孔，符合桩基础受力的一般规律，更加环保、可大幅提高桩孔的承载力。

本实用新型的技术方案是：一种变截面挤扩螺纹桩钻具，包括位于下端的钻头模块（Ⅰ）、位于中部的正旋挤压模块（Ⅱ）和位于上部的反旋挤扩模块（Ⅲ）三部分，各部分之间以标准模块化布局依次拼装；

所述正旋挤压模块（Ⅱ）包括：钻头筒体（9）、钻头活门（13）、销轴（15）、复位弹簧（14）和内六方套（7）；所述钻头筒体（9）是一等壁厚的上大下小的锥形筒体，锥形筒体外侧有正旋双头螺旋梯形挤土叶片（10），所述双头螺旋梯形挤土叶片（10）下端起点处有呈圆弧过渡的可拆换式正向切削掘齿（11）；在钻头筒体（9）下端还有二个对称的与双头螺旋挤土叶片（10）起点方向一致的出混凝土缺口，所述缺口上有铰支座，所述钻头活门（13）上有铰孔，所述铰孔和复位弹簧（14）通过销轴（15）与所述铰支座铰接；钻孔作业时钻头活门（13）常闭，灌注混凝土过程中钻头活门（13）自动打开；

所述反旋挤扩模块（Ⅲ）包括：扩展筒体（3）、钻头芯轴（1）、上扩展片（4）、下扩展片（6）、主销轴（2）；所述扩展筒体（3）是采用耐磨材料整体精密铸造成型的中空圆筒状体，扩展筒体（3）内侧有键槽，所述钻头芯轴（1）是中空管状，钻头芯轴（1）套装在扩展筒体（3）内，钻头芯轴（1）的外侧焊接有与扩展筒体（3）内侧键槽滑动配合的柱形滑键（16）；

其特征在于：

所述扩展筒体（3）的外壁上，均布有至少二条纵向肋，以及：

上、中、下三道环状肋；