[实用新型]中掘法扩底沉桩施工用的长螺旋钻杆

说明书

本实用新型公开了一种中掘法扩底沉桩施工用的长螺旋钻杆，它包括钻杆本体，钻杆本体底端为钻尖，钻杆本体设有螺旋叶片；钻杆本体的两层螺旋叶片之间设有扩底器组件，每个扩底器组件包括两块焊接在钻杆本体的夹板，两块夹板上设有一根铰轴，该铰轴上铰接有一块刮板，该刮板下表面设有多个耙齿，每个刮板的内端设有一个卡块，两块夹板共同焊接有用于抵住刮板的卡块从而限定刮板最大展开角度的限位块，当钻杆本体反转时，刮板逆向展开。该长螺旋钻杆的扩底器不依赖液压能实现自动展开或收缩，结构简单，钻进时阻力小。

技术领域

本实用新型涉及土木工程的桩基施工机械设备技术领域，具体讲是一种中掘法扩底沉桩施工用的长螺旋钻杆。

背景技术

在土木工程领域中，预应力管桩简称管桩。随着国家经济建设的快速发展，管桩作为桩基在工程项目中应用越来越多。管桩具备桩身质量好、强度高、沉桩施工速度快、无泥浆污染等优点，但客观上也存在挤土效应、难以穿越硬土层或难以进入风化基岩层等缺点。

为扬长避短，常规的施工方法有预钻孔后沉桩、静钻根植桩、打应力析放孔后沉桩等方法。但上述方法仍存在以下缺陷。在桩位上预先钻孔然后沉入管桩，沉桩过程孔壁容易坍塌，导致管桩底端沉渣较多，降低桩基承载力；而静钻根植桩需要旋喷水泥浆并搅拌成水泥土护壁，沉桩时难免会溢出水泥土污染场地；而打应力析放孔后沉桩则难以从根本上消除挤土效应，且沉桩前还要打孔施工效率差，也增加了造价。

近几年，行业内还出现了另一种沉桩施工方法，即中掘法，具体的说，在长螺旋钻杆底端钻尖处安装由液压缸驱动的扩孔器，再将长螺旋钻杆顶端与动力头连接，且将管桩上端与振动锤的的液压抱箍连接，而钻杆向下穿过管桩中心孔并从管桩底开口伸出，再同步启动动力头和振动锤，一边下钻长螺旋钻杆取土一边同步沉桩，当遭遇硬土层或风化基岩时，则由液压缸张开扩底器并继续下钻钻杆，在硬土层或风化基岩钻出直径接近管桩的孔，而管桩则在振动锤作用下跟钻下沉，直至管桩沉入设定标高，则液压缸收缩扩底器，并起拔钻杆及钻头。

中掘法施工过程中，由于长螺旋钻杆穿过管桩中心孔下钻，土体顺着螺旋叶片挤送出地面，且管桩跟钻下沉，故沉桩后没有挤土效应，有利于保护环境；且管桩下沉与钻杆成孔几乎同步，故管桩能及时护壁，这样，既避免水泥土护壁造成污染，也防止孔壁坍塌而导致的孔底沉渣。

但中掘法及长螺旋钻杆仍然存在些许弊端。一是钻杆底端的扩底器依赖液压系统，其结构相对复杂，造价高，容易出故障，导致扩底器不能及时张开或收缩，可靠性不强；二是扩底器展开后下钻时受到的阻力大，磨损自然也大；三是扩底器的存在，容易干扰到顺着螺旋叶片排土的过程。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种扩底器不依赖液压能实现自动展开或收缩，结构简单，钻进时阻力小的中掘法扩底沉桩施工用的长螺旋钻杆。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种中掘法扩底沉桩施工用的长螺旋钻杆，它包括钻杆本体，钻杆本体底端为钻尖，钻杆本体设有螺旋叶片；钻杆本体的两层螺旋叶片之间设有扩底器组件，每个扩底器组件包括两块焊接在钻杆本体的夹板，两块夹板上设有一根铰轴，该铰轴上铰接有一块刮板，该刮板下表面设有多个耙齿，每个刮板的内端设有一个卡块，两块夹板共同焊接有用于抵住刮板的卡块从而限定刮板最大展开角度的限位块，当钻杆本体反转时，刮板逆向展开。

采用以上结构的中掘法扩底沉桩施工用的长螺旋钻杆与现有技术相比，具有以下优点：

先分析该钻杆的工作过程，动力头驱动长螺旋钻杆穿过管桩中心孔，正向下钻取土，且振动锤驱使管桩同步下沉，当遭遇硬土层或风化基岩时，则反向旋转长螺旋钻杆，使得刮板下表面的粑齿受力展开，直至刮板卡块抵住夹板间的限位块，即刮板展开至最大展开度，此时，反向旋转扩底旋挖，在硬土层或风化基岩钻出直径接近管桩的孔，而管桩则在振动锤作用下跟钻下沉，直至管桩沉入设定标高，则再次正转长螺旋钻杆，使得刮板受力回缩，扩底器也整体收缩，最后起拔钻杆及钻头。