专利名称：扩孔钻及成桩方法
技术领域：
本发明涉及一种扩孔钻及成桩方法。
背景技术：
目前，建筑物大多采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，一般多为端承摩擦桩。而桩基设计中大多又采用加大桩的直径和长度的方法来提高桩与土间的摩擦力。但是，该方法没有充分利用桩身强度，不但成本高，而且浪费材料。因此，采用扩底钻头类钻头在成孔过程中进行扩孔，将桩孔适当扩大，增加桩承载力是建筑中常用的办法。市场上现有扩孔的机械，主要有两类，一类钻头下端设有喷浆孔，喷浆孔利用高压喷浆使桩底部扩充空间，但是大部分地下土层地质条件复杂，尤其碰到岩石，使用喷浆无法达到扩孔的目的。另外一类是将钻头的钻尖加大，钻尖侧面利用钢索连接。通过对钢索施加拉力，利用下端钻尖进行扩孔，但是，因为地基的地质条件复杂和钢索存在一端的延伸性， 经常发生钻尖无法打开的情况，使得扩孔无法实现，这给施工带来极大不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻头上端安装有翼片，通过钻杆的反转使翼片打开，实现了扩桩目的的扩孔钻及成桩方法。上述的目的通过以下的技术方案实现
一种扩孔钻，其组成包括钻杆，所述的钻杆顶端连接钻头，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片，所述的翼片一端连接刮板上端，所述的翼片另一端连接翼片座，所述的翼片下面通过固定板连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶片。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为100-170度，所述的翼片有1-2个，所述的刮板宽度为10-20厘米。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为120度，所述的翼片有I个或2个，所述的刮板宽度为15厘米。一种扩孔钻的成桩方法，本方法有三步，第一步，开动钻机，钻机的钻杆开始正向旋转，泥土和砂石沿螺旋叶片向上排出，当钻杆到达设计的深度后停止正向旋转；
第二步，钻杆反向旋转，翼片由于受到土层的摩擦阻力和旋转离心力作用，翼片会向外侧展开，刮板与孔洞的侧壁接触，进行刮土和砂石，实现对桩孔底部进行扩孔，当翼片全部打开时，钻杆边反转边上提，提升速度为50cm-100cm/min，钻杆的转数为5_22r/min，同时从钻杆底部向下灌注水泥浆或水玻璃介质，由刮板将孔侧壁扩大后刮下的土、砂石和灌注的水泥浆或水玻璃搅拌形成砂浆混合物，起到护壁作用，防止孔壁坍塌，钻杆提升达到设计要求的扩孔高度时停止反转；
第三步，钻杆再次正转，钻杆向下运动，翼片随钻杆转动迅速收拢，恢复紧闭的状态，当钻杆到达设计的深度后从钻杆底部边向下灌注混凝土，边提钻边灌注，同时砂浆混合物在混凝土的挤压下通过沿螺旋叶片向上排出，最后成桩实现扩孔。所述的扩孔钻的成桩方法，所述的提升速度为50或60或70或80或90或IOOcm/min,钻杆的转数为5或7或9或10或12或15或17或20或22r/min。有益效果
I.本发明结构简单，实用性强，扩孔迅速方便，对各种复杂的地质条件都能实现快速准确的扩孔。2.本发明通过扩孔增加了底部的受力面积，充分利用灌注桩桩身强度，提高灌注桩承载能力，使用方便，结构简单，易于制造，提高施工效率。3.本发明的翼片与刮板间的最佳夹角为120度，刮土的效果最好，直到达到设计要求的扩孔高度时停止反转再次正转时，这时翼片随钻杆转动并迅速收拢，恢复紧闭的状态，同时向下灌注混凝土，实现扩孔；这样，所形成的桩底部受力面积增大，增加了地层支撑 力，从而提闻了灌注粧的承载能力。
附图I是本产品的结构示意图。
具体实施例方式 实施例I :
一种扩孔钻，其组成包括钻杆4，所述的钻杆顶端连接钻头1，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片3，所述的翼片一端连接刮板5上端，所述的翼片另一端连接翼片座2，所述的翼片下面通过固定板6连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶片7。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为100-170度，所述的翼片有1-2个，所述的刮板宽度为10-20厘米。实施例2:
实施例I所述的扩孔钻，其组成包括钻杆4，所述的钻杆顶端连接钻头1，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片3，所述的翼片一端连接刮板5上端，所述的翼片另一端连接翼片座2，所述的翼片下面通过固定板6连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶片7。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为120度，所述的翼片有I个或2个，所述的刮板宽度为15厘米。实施例3:
实施例I所述的扩孔钻，其组成包括钻杆4，所述的钻杆顶端连接钻头1，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片3，所述的翼片一端连接刮板5上端，所述的翼片另一端连接翼片座2，所述的翼片下面通过固定板6连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶片7。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为100度，所述的翼片有I个，所述的刮板宽度为10厘米。实施例4
实施例I所述的扩孔钻，其组成包括钻杆4，所述的钻杆顶端连接钻头1，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片3，所述的翼片一端连接刮板5上端，所述的翼片另一端连接翼片座2，所述的翼片下面通过固定板6连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶 片7。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为170度，所述的翼片有2个，所述的刮板宽度为20厘米。实施例5
实施例I所述的扩孔钻，其组成包括钻杆4，所述的钻杆顶端连接钻头1，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片3，所述的翼片一端连接刮板5上端，所述的翼片另一端连接翼片座2，所述的翼片下面通过固定板6连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶片7。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为150度，所述的翼片有I个，所述的刮板宽度为15厘米。实施例6
实施例I所述的扩孔钻，其组成包括钻杆4，所述的钻杆顶端连接钻头1，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片3，所述的翼片一端连接刮板5上端，所述的翼片另一端连接翼片座2，所述的翼片下面通过固定板6连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶片7。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为130度，所述的翼片有I个，所述的刮板宽度为13厘米。实施例7
实施例I所述的扩孔钻，其组成包括钻杆4，所述的钻杆顶端连接钻头1，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片3，所述的翼片一端连接刮板5上端，所述的翼片另一端连接翼片座2，所述的翼片下面通过固定板6连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶片7。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为160度，所述的翼片有2个，所述的刮板宽度为16厘米。实施例8
实施例I所述的扩孔钻，其组成包括钻杆4，所述的钻杆顶端连接钻头1，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片3，所述的翼片一端连接刮板5上端，所述的翼片另一端连接翼片座2，所述的翼片下面通过固定板6连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶 片7。所述的扩孔钻，所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。所述的扩孔钻，所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为140度，所述的翼片有I个，所述的刮板宽度为14厘米。实施例9
一种扩孔钻的成桩方法，本方法有三步，第一步，开动钻机，钻机的钻杆开始正向旋转，泥土和砂石沿螺旋叶片向上排出，当钻杆到达设计的深度后停止正向旋转；
第二步，钻杆反向旋转，翼片由于受到土层的摩擦阻力和旋转离心力作用，翼片会向外侧展开，刮板与孔洞的侧壁接触，进行刮土和砂石，实现对桩孔底部进行扩孔，当翼片全部打开时，钻杆边反转边上提，提升速度为50cm-100cm/min，钻杆的转数为5_22r/min，同时从钻杆底部向下灌注水泥浆或水玻璃介质，由刮板将孔侧壁扩大后刮下的土、砂石和灌注的水泥浆或水玻璃搅拌形成砂浆混合物，起到护壁作用，防止孔壁坍塌，钻杆提升达到设计要求的扩孔高度时停止反转；
第三步，钻杆再次正转，钻杆向下运动，翼片随钻杆转动迅速收拢，恢复紧闭的状态，当钻杆到达设计的深度后从钻杆底部边向下灌注混凝土，边提钻边灌注，同时砂浆混合物在混凝土的挤压下通过沿螺旋叶片向上排出，最后成桩实现扩孔。所述的扩孔钻的成桩方法，所述的提升速度为50cm/min，钻杆的转数为5 r/min。实施例10
实施例9所述的扩孔钻的成桩方法，本方法有三步，第一步，开动钻机，钻机的钻杆开始正向旋转，泥土和砂石沿螺旋叶片向上排出，当钻杆到达设计的深度后停止正向旋转；第二步，钻杆反向旋转，翼片由于受到土层的摩擦阻力和旋转离心力作用，翼片会向外侧展开，刮板与孔洞的侧壁接触，进行刮土和砂石，实现对桩孔底部进行扩孔，当翼片全部打开时，钻杆边反转边上提，提升速度为50cm-100cm/min，钻杆的转数为5_22r/min，同时从钻杆底部向下灌注水泥浆或水玻璃介质，由刮板将孔侧壁扩大后刮下的土、砂石和灌注的水泥浆或水玻璃搅拌形成砂浆混合物，起到护壁作用，防止孔壁坍塌，钻杆提升达到设计要求的扩孔高度时停止反转；
第三步，钻杆再次正转，钻杆向下运动，翼片随钻杆转动迅速收拢，恢复紧闭的状态，当钻杆到达设计的深度后从钻杆底部边向下灌注混凝土，边提钻边灌注，同时砂浆混合物在混凝土的挤压下通过沿螺旋叶片向上排出，最后成桩实现扩孔。所述的扩孔钻的成桩方法，所述的提升速度为60cm /min，钻杆的转数为6 r/min。实施例11
实施例9所述的扩孔钻的成桩方法，本方法有三步，第一步，开动钻机，钻机的钻杆开始正向旋转，泥土和砂石沿螺旋叶片向上排出，当钻杆到达设计的深度后停止正向旋转；第二步，钻杆反向旋转，翼片由于受到土层的摩擦阻力和旋转离心力作用，翼片会向外 侧展开，刮板与孔洞的侧壁接触，进行刮土和砂石，实现对桩孔底部进行扩孔，当翼片全部打开时，钻杆边反转边上提，提升速度为50cm-100cm/min，钻杆的转数为5_22r/min，同时从钻杆底部向下灌注水泥浆或水玻璃介质，由刮板将孔侧壁扩大后刮下的土、砂石和灌注的水泥浆或水玻璃搅拌形成砂浆混合物，起到护壁作用，防止孔壁坍塌，钻杆提升达到设计要求的扩孔高度时停止反转；
第三步，钻杆再次正转，钻杆向下运动，翼片随钻杆转动迅速收拢，恢复紧闭的状态，当钻杆到达设计的深度后从钻杆底部边向下灌注混凝土，边提钻边灌注，同时砂浆混合物在混凝土的挤压下通过沿螺旋叶片向上排出，最后成桩实现扩孔。所述的扩孔钻的成桩方法，所述的提升速度为100cm/min，钻杆的转数为22r/min。实施例12
实施例9所述的扩孔钻的成桩方法，本方法有三步，第一步，开动钻机，钻机的钻杆开始正向旋转，泥土和砂石沿螺旋叶片向上排出，当钻杆到达设计的深度后停止正向旋转；第二步，钻杆反向旋转，翼片由于受到土层的摩擦阻力和旋转离心力作用，翼片会向外侧展开，刮板与孔洞的侧壁接触，进行刮土和砂石，实现对桩孔底部进行扩孔，当翼片全部打开时，钻杆边反转边上提，提升速度为50cm-100cm/min，钻杆的转数为5_22r/min，同时从钻杆底部向下灌注水泥浆或水玻璃介质，由刮板将孔侧壁扩大后刮下的土、砂石和灌注的水泥浆或水玻璃搅拌形成砂浆混合物，起到护壁作用，防止孔壁坍塌，钻杆提升达到设计要求的扩孔高度时停止反转；
第三步，钻杆再次正转，钻杆向下运动，翼片随钻杆转动迅速收拢，恢复紧闭的状态，当钻杆到达设计的深度后从钻杆底部边向下灌注混凝土，边提钻边灌注，同时砂浆混合物在混凝土的挤压下通过沿螺旋叶片向上排出，最后成桩实现扩孔。所述的扩孔钻的成桩方法，所述的提升速度为60或70或80或90 cm/min,钻杆的转数为7或9或10或12或15或17或20 r/min。实施例13
上述实施例所述的扩孔钻的成桩方法，如图I所示，一种扩孔钻，包括钻头、钻杆和螺旋叶片，所述钻杆下部设有翼片座，所述翼片座与翼片铰链连接，翼片可以灵活的展开和收拢，所述翼片外侧为半圆弧形，所述翼片外侧的半圆弧形与螺旋叶片外沿相适应，使翼片不会影响钻头向下旋转，有利于钻头向下旋转，所述翼片内侧为半圆形，所述翼片内侧的半圆形与钻杆外沿相适应，更好的与钻杆靠拢，所述翼片外端设有刮板，可以刮土。所述刮板由钢板制成。提高刮板的强度，所述翼片与刮板夹角处设有固定板，使翼片和刮板承载力更 大，所述翼片与刮板间的夹角为100-170度。所述翼片与刮板间的最佳夹角为120度。刮土的效果最好，所述翼片可以根据需要设有I个或2个，以更好的提高支撑力。
权利要求
1.一种扩孔钻，其组成包括钻杆，其特征是所述的钻杆顶端连接钻头，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片，所述的翼片一端连接刮板上端，所述的翼片另一端连接翼片座，所述的翼片下面通过固定板连接所述的刮板下端，所述的钻杆连接一组螺旋叶片。
2.根据权利要求I所述的扩孔钻，其特征是所述的翼片座与所述的翼片铰接，所述的翼片外侧为半圆弧形，所述的翼片内侧为半圆弧形，所述的翼片外侧的半圆弧形与所述的螺旋叶片外沿形状一致，所述的翼片内侧的半圆形与所述的钻杆外壁弧度一致，所述翼片外端设有刮板。
3.根据权利要求I或2所述的扩孔钻，其特征是所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为100-170度，所述的翼片有1-2个，所述的刮板宽度为10-20厘米。
4.根据权利要求3所述的扩孔钻，其特征是所述的翼片与所述的刮板的夹角处装有所述的固定板，所述的翼片与所述的刮板的夹角为120度，所述的翼片有I个或2个，所述的刮板宽度为15厘米。
5.一种扩孔钻的成桩方法，其特征是本方法有三步，第一步，开动钻机，钻机的钻杆开始正向旋转，泥土和砂石沿螺旋叶片向上排出，当钻杆到达设计的深度后停止正向旋转; 第二步，钻杆反向旋转，翼片由于受到土层的摩擦阻力和旋转离心力作用，翼片会向外侧展开，刮板与孔洞的侧壁接触，进行刮土和砂石，实现对桩孔底部进行扩孔，当翼片全部打开时，钻杆边反转边上提，提升速度为50cm-100cm/min，钻杆的转数为5_22r/min，同时从钻杆底部向下灌注水泥浆或水玻璃介质，由刮板将孔侧壁扩大后刮下的土、砂石和灌注的水泥浆或水玻璃搅拌形成砂浆混合物，起到护壁作用，防止孔壁坍塌，钻杆提升达到设计要求的扩孔高度时停止反转； 第三步，钻杆再次正转，钻杆向下运动，翼片随钻杆转动迅速收拢，恢复紧闭的状态，当钻杆到达设计的深度后从钻杆底部边向下灌注混凝土，边提钻边灌注，同时砂浆混合物在混凝土的挤压下通过沿螺旋叶片向上排出，最后成桩实现扩孔。
6.根据权利要求5所述的扩孔钻的成桩方法，其特征是所述的提升速度为50或60或70或80或90或100cm/min，钻杆的转数为5或7或9或10或12或15或17或20或22r/min。
全文摘要
扩孔钻及成桩方法。目前，建筑物大多采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，一般多为端承摩擦桩。而桩基设计中大多又采用加大桩的直径和长度的方法来提高桩与土间的摩擦力。一种扩孔钻，其组成包括:钻杆(4)，所述的钻杆顶端连接钻头(1)，所述的钻杆靠近钻头的一端连接翼片(3)，所述的翼片一端连接刮板(5)上端,所述的翼片另一端连接翼片座(2)，所述的翼片下面通过固定板(6)连接所述的刮板下端,所述的钻杆连接一组螺旋叶片(7)。本发明用于扩孔钻成桩。
文档编号E02D5/36GK102777135SQ20121027271
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者张金霞, 李英成, 郭剑飞 申请人:李英成