CN201212147Y - 长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具 - Google Patents

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何世鸣
周与诚
孙根岩
李江
田震远
张明中
王之军
贾城
杨敏
杜高恒
陈辉
李长生
司呈庆
曹风学
王建明
黄鑫峰
洪伟
程金霞
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Abstract

一种长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具，包括钻杆和与其底端连接的钻头，所述的钻杆包括管状的杆体和连接在其外周面的螺旋叶片或/和径向的搅拌齿；所述的钻头包括管状主体、钻头螺旋叶片、钻齿和喷嘴，钻头螺旋叶片连接在管状主体的外周面，在该钻头螺旋叶片内设有径向的、并与穿过所述的管状主体空腔内的高压注浆管相通的喷嘴，该高压注浆管贯穿于钻杆的杆体；所述的管状主体的底端为封闭的圆锥形，在该封闭的顶端径线上安装钻齿。本实用新型的优点是：具有强大动力和扭矩穿透较硬土层；通过旋喷搅拌使之均匀；钻头侧面喷嘴和底端喷嘴，在施工时喷射高压泥浆，提高了切削和翻搅的能力；钻杆的螺旋叶片可将孔内的土部分排出，提高了施工效率。

Description

长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具
技术领域
本适用新型涉及一种长螺旋旋喷搅拌水泥土桩成桩的施工用组合钻具，用于止水(隔水或截水)帷幕桩、护坡桩及复合地基桩(或其复合桩母桩)。尤其适用于在北京地区较硬土层中做止水帷幕。
背景技术
水泥土搅拌桩由于其施工简便、成本低廉，而被广泛应用于地基处理、基坑支护及止水帷幕桩等领域，但搅拌桩在现有设备条件下施工较硬土层，受到极大限制。单纯旋喷桩，在现有设备条件下施工较硬土层，同样受到这样或那样的限制。例如某基坑工程深13.6m，采用了在每两根钢筋混凝土护坡桩(桩中心间距1.6m)之间设置两根直径600mm的单管旋喷水泥土桩，施工过程中精心组织精心施工。基坑开挖后，观测止水效果并不理想，而且个别旋喷水泥土桩垂直度也未能达到很好保证。为此人们积极地改进方法，采用复合的方式解决问题便应运而生，例如公开号CN1078519专利公开了“钻孔注浆成桩法及钻具旋喷装置”，采用了在长螺旋钻具上设置旋喷装置的方法，扩大了旋喷和长螺旋两种工艺的适用范围。该“钻孔注浆成桩法及钻具旋喷装置”主要用于形成桩扩大头，采用了在长螺旋钻具上设置旋喷装置的方法，扩大了旋喷和长螺旋两种工艺的适用范围，但主要用于短桩的扩大头施工。
再如公开号CN2223653专利公开了“喷搅注浆处理地基装置”，提供了一种用深层搅拌法和高压喷射法相结合的喷浆处理地基装置，以达到增大地基面积、增大承载力的目的。该“喷搅注浆处理地基装置”，主要用于地基处理，增大桩径，提高承载力，适用软土地基条件下施工，硬土条件则适用深度和直径有限。
另外，公开号CN1504613专利公开了“防水桩挡墙的成型方法及其使用的螺旋钻机”，其核心钻具是长螺旋钻具和旋喷钻具复合，发挥两者各自的优势，达到其设计目的。该“防水桩挡墙的成型方法及其使用的螺旋钻机”中的防水桩挡墙的成型主要是在制作钢筋混凝土护坡桩的同时利用旋喷形成防水挡墙。在硬土地区，旋喷形成半径非常有限，实际中一般达不到设计的和实用的目的。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具，以解决现有技术存在的不适应成长桩以及在硬土地区成桩的问题。
本实用新型的技术方案是：包括钻杆和与其底端连接的钻头，其特征在于：所述的钻杆包括管状的杆体和连接在其外周面的螺旋叶片或/和径向的搅拌齿；所述的钻头包括管状主体、钻头螺旋叶片、钻齿和喷嘴，钻头螺旋叶片连接在管状主体的外周面，在该钻头螺旋叶片内设有径向的、并与穿过所述的管状主体空腔内的高压注浆管相通的喷嘴，该高压注浆管贯穿于钻杆的杆体；所述的管状主体的底端为封闭的圆锥形，在该封闭的顶端径线上安装钻齿。
采用本实用新型的优点是：采用长螺旋钻机较普通的搅拌桩机、旋喷桩机大的多的强大动力和扭矩穿透较硬土层；以旋喷和搅拌复合的方式形成帷幕水泥土桩，大部分土自然在孔内，通过旋喷搅拌使之均匀；钻头侧面喷嘴和底端喷嘴，在施工时喷射高压泥浆，提高了切削和翻搅的能力，较硬土层也可快速钻进，大大减小其搅拌下钻的阻力；钻杆的螺旋叶片可将孔内的土部分排出，提高了施工效率，保证了孔口少返浆或不返浆。
附图说明
图1是本实用新型的总体结构示意图；
图2是本实用新型钻头的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是图2的A-A剖视图；
图5是图2的左(右)视图；
图6是本实用新型带有高压气管的钻头的剖视结构示意图。
具体实施方式
参见图1～图5，本实用新型该实施例包括钻杆1和与其底端连接的钻头2，其特征在于：所述的钻杆1包括管状的杆体12和连接在其外周面的螺旋叶片11和径向的搅拌齿13(或螺旋叶片11和径向的搅拌齿13任选其一)，螺旋叶片11位于其杆体12的上部，在该杆体12的下部径向连接有所述的搅拌齿13，该搅拌齿13为若干沿圆周均匀布置的径向齿或不连续的螺旋叶片。
所述的钻头2包括管状主体24、钻头螺旋叶片25、钻齿27和喷嘴26，一对钻头螺旋叶片25相对连接在管状主体24的外周面，在该钻头螺旋叶片25内设有径向的、并与穿过所述的管状主体24空腔内的高压注浆管29相通的喷嘴26，该高压注浆管29向上与管状主体24顶端的接口21连接，并与钻杆1的杆体12贯通。所述的管状主体24的底端为封闭的圆锥形，在该封闭的顶端径线上安装钻齿27。
在所述的钻杆1的底端和钻头2的顶端各设有法兰14和22，两个法兰通过螺栓相互同轴连接。
也可在所述的钻头2的封闭底端设有至少一个底端喷嘴(设在钻齿27旁)，该底端喷嘴内端与所述的高压注浆管相通(未图示)。
所述的钻头螺旋叶片25为单螺旋或呈中心对称设置的双螺旋，所述的喷嘴26沿圆周对称设置2-6个喷嘴或呈120度设置三组，每组设有1～3个。
参见图6，该实施例的钻头2在所述的管状主体24的空腔内设有与所述的高压注浆管29并列的高压气管30，该高压气管30的下端通过分管31分别与所述的喷嘴26连接相通。该实施例在使用时用高压气泵，通过高压气管30和分管31为各个喷嘴26增加压力，促使泥浆喷射更加有力，以提高工作效率。在施工时，帷幕桩径可根据护坡桩间距选定，所需要的本实用新型钻具的外径通常可选0.4m，0.6m，0.8m，也可选用非标准径，例如0.3m，0.5m，0.7m等。
本实用新型钻头2上除了侧面对称设置2-6个喷嘴或呈120度设置三组3～9个喷嘴外，还可在底部设置一个或多个喷嘴，可提高其切削，翻搅的能力，较硬土层也可快速钻进，大大减小其搅拌下钻的阻力。
保证现场文明施工，孔口少返浆，本实用新型采用了部分长螺旋钻杆与搅拌钻具复合的钻具，进行了孔内部分取土，保证了孔口少返浆或不返浆。该复合钻具的特征是上部1/4～1/3是长螺旋钻杆。可将孔内的土部分排出。根据需要也可是全长采用搅拌(光杆或加部分搅拌齿)钻具；下部为搅拌钻具，钻杆上焊接了若干横向钻杆用齿，以保证其搅拌效果。
本实用新型的喷嘴26与腔体采用过盈配合，或将喷嘴26加热后打入，冷却后形成密闭，确保施工中喷射压力及喷射效果。

Claims (6)

1、一种长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具，包括钻杆和与其底端连接的钻头，其特征在于：所述的钻杆包括管状的杆体和连接在其外周面的螺旋叶片或/和径向的搅拌齿；所述的钻头包括管状主体、钻头螺旋叶片、钻齿和喷嘴，钻头螺旋叶片连接在管状主体的外周面，在该钻头螺旋叶片内设有径向的、并与穿过所述的管状主体空腔内的高压注浆管相通的喷嘴，该高压注浆管贯穿于钻杆的杆体；所述的管状主体的底端为封闭的圆锥形，在该封闭的顶端径线上安装钻齿。
2、根据权利要求1所述的长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具，其特征在于：所述的钻杆上的螺旋叶片位于其杆体的上部，在该杆体的下部径向连接有所述的搅拌齿，该搅拌齿为若干沿圆周均匀布置的径向齿或不连续的螺旋叶片。
3、根据权利要求1或2所述的长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具，其特征在于：在所述的钻杆的底端和钻头的顶端各设有法兰，两个法兰通过螺栓相互同轴连接。
4、根据权利要求1所述的长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具，其特征在于：在所述的钻头的封闭底端设有至少一个底端喷嘴，该底端喷嘴内端与所述的高压注浆管相通。
5、根据权利要求1所述的长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具，其特征在于：所述的钻头螺旋叶片为单螺旋或呈中心对称设置的双螺旋，所述的喷嘴沿圆周对称设置2-6个喷嘴或呈120度设置三组，每组设有1～3个喷嘴。
6、根据权利要求1所述的长螺旋旋喷搅拌桩复合钻具，其特征在于：在所述的管状主体空腔内设有与所述的高压注浆管并列的高压气管，该高压气管的下端与所述的喷嘴相通。
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