一种扩大头丁型螺纹灌注桩成桩方法及双动力套管扩孔钻具的制作方法
【专利说明】
具
技术领域
[0001]本发明涉及扩大头丁型螺纹灌注粧成粧方法及双动力套管扩孔钻具。
【背景技术】
[0002]挤压粧和螺纹粧是软土基础工程建设中常用粧基础施工工艺，用作地基加固处理满足承载力和控制沉降率。挤压粧作为粧基础具有成粧速度快、效率高、不取土等优点，但其承载力有限，不能满足复杂建筑物对基础的要求；螺纹粧的承载力有了较大地提高，但由于粧体有效粧径偏小，而单粧承载力特征值与粧的有效直径密切相关，因此均匀等直径的螺纹粧尽管节省了部分材料，但是单粧承载力并没有显著地提高。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种既节约材料又能有效提供承载力的扩大头丁型螺纹灌注粧成粧方法及双动力套管扩孔钻具。
[0004]本发明所采用的技术方案为:一种扩大头丁型螺纹灌注粧成粧方法，其特征在于:它包括如下步骤:
上部动力系统启动，使钻杆正钻，驱动先导钻头挤压钻进，随后启动中部动力系统，驱动套管钻头跟进挤压钻进扩大头孔；
当扩大头孔的深度达到要求后，停止套管钻头钻进，先导钻头继续钻进直至设计粧深，形成扩大头丁型光孔；
反转并提升钻杆，打开挤压第一螺纹成型机构的棘爪，通过第一螺纹成型机构形成下部螺纹粧孔的大径；同时打开混凝土栗，通过钻杆及先导钻头中间通道栗送混凝土 ；
当先导钻头提升至套管钻头时，使套管钻头反转提升，打开挤压第二螺纹成型机构的棘爪，通过第二螺纹成型机构挤压扩大头孔形成上部螺纹粧孔的大径；同时打开混凝土栗，通过钻杆及先导钻头中间通道栗送混凝土；
直至先导钻头提升至到设定标高后，停止混凝土栗送，从而形成扩大头丁型螺纹灌注粧。
[0005]按上述技术方案，所述先导钻头的钻进速度可以不用刻意与提升速度保持一致，套管钻头钻进速度可以不用刻意与先导钻头的提升速度保持一致。
[0006]—种双动力套管扩孔钻具，其特征在于:它包括钻杆和套装在钻杆外的套管，所述钻杆的下端伸出套管外与先导钻头相连，在先导钻头内设置有能伸出钻头外的第一螺纹成型机构，在套管的下端设置有套管钻头，在套管钻头内设置有能伸出套管钻头外的第二螺纹成型机构，所述钻杆通过上部动力系统驱动，所述套管通过中部动力系统驱动。
[0007]按上述技术方案，所述上部动力系统设置在中部动力系统的上方，钻杆穿过中部动力系统及套管钻头后与先导钻头相连。
[0008]本发明所取得的有益效果为:1、本发明中，钻杆先导钻进挤压成孔形成下部螺纹粧孔的小径，并通过套管钻具跟进挤压钻进扩大粧体上部，形成丁型螺纹灌注粧的光孔；提升时形成螺纹粧孔的大径，并灌注混凝土 ；以达到既节约材料又能有效地提高单粧承载力的目的；2、本发明的粧机对地质的适应能力强，其通过先导钻头有效地钻进较为复杂的地层，挤压形成螺纹孔的小径孔，套管钻头在此基础上再跟进扩孔挤压钻进形成扩大头的光孔，有效地减小钻进阻力，提高了设备的施工效率；3、挤压成孔，不需要出土，效率高，节能且环保；4、螺纹成粧，附着力增大，单粧承载力好；5、通过对提升速度的单独控制，可以实现连续或不连续、或不同导程的螺纹粧型。
【附图说明】
[0009]图1为本发明中双动力套管扩孔钻具的结构图。
[0010]图2为本发明中第一螺纹成型机构缩回时的状态示意图。
[0011]图3为本发明中第一螺纹成型机构伸出时的状态示意图。
[0012]图4为本发明的扩大头丁型螺纹灌注粧成粧施工示意图。
[0013]图5为本发明中形成的扩大头丁型螺纹灌注粧的示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0015]如图1所示，本实施例提供了一种双动力套管扩孔钻具，它包括钻杆2和套装在钻杆外的套管4，所述钻杆2的下端伸出套管4外与先导钻头6相连，在先导钻头6内设置有能伸出钻头外的第一螺纹成型机构7，在套管4的下端设置有套管钻头5，在套管钻头5内设置有能伸出套管钻头外的第二螺纹成型机构8，所述钻杆2通过上部动力系统驱动1，所述套管4通过中部动力系统3驱动，其中，上部动力系统I设置在中部动力系统3的上方，钻杆2穿过中部动力系统3及套管钻头后与先导钻头相连。其中，第一、二螺纹成型机构的结构相同，其结构图如图2-3所示。
[0016]本发明的钻具安装于具有能给钻具提供加压或提升动力的多功能粧架上，在多功能粧机上设置有独立的加压动力系统、粧架走行动力系统，使钻杆及套管在多功能粧机提供的加压力的作用下沿粧架导杆上下移动。
[0017]本发明还提供了一种扩大头丁型螺纹灌注粧成粧方法，其可以通过上述钻具具体进行实施，其施工方法如图4-5所示，施工步骤为:
上部动力系统I启动，使钻杆2正转，驱动先导钻头6挤压钻进形成丁头光孔，随后启动中部动力系统3驱动套管钻头5跟进挤压钻进扩大头光孔9 ;
达到扩大头光孔深时，切断施加在套管钻头上的加压动力，停止套管钻头钻进，先导钻头6继续钻进直至设计粧深，形成扩大头丁型光孔10 ;
反转提升钻杆，通过挤压第一螺纹成型机构，并给予一定的加压，保持提升速度与下钻时的速度基本一致，打开混凝土栗，通过钻杆及先导钻头中间通道栗送混凝土直达粧底形成下部螺纹粧12，当先导钻头到达套管钻头时启动中部动力系统反转并以同等速度提升，挤压第二螺纹成型机构，通过第二螺纹成型机构形成上部螺纹粧11 ；
直至先导钻头的出浆口达到设计标高停止栗送混凝土，形成扩大头丁型螺纹灌注粧。继续提升直至先导钻头完全露出地表即完成此根扩大头丁型螺纹灌注粧的施工，粧架移位开始进行下一根粧的施工。
【主权项】
1.一种扩大头丁型螺纹灌注粧成粧方法，其特征在于:它包括如下步骤: 启动上部动力系统，使钻杆正钻，驱动先导钻头挤压钻进形成螺纹粧孔的小径，随后启动中部动力系统，驱动套管钻头跟进挤压钻进扩大头孔； 当扩大头孔的深度达到要求后，停止套管钻头钻进，先导钻头继续钻进直至设计粧深，形成扩大头丁型光孔； 反转并提升钻杆，打开挤压第一螺纹成型机构的棘爪，通过第一螺纹成型机构形成下部螺纹粧孔的大径；同时打开混凝土栗，通过钻杆及先导钻头中间通道栗送混凝土 ； 当先导钻头提升至套管钻头时，使套管钻头反转提升，通过第二螺纹成型机构的棘爪挤压扩大头孔形成上部螺纹粧孔的大径； 直至先导钻头到达设定标高后，停止混凝土栗送，从而形成扩大头丁型螺纹灌注粧。2.一种双动力套管扩孔钻具，其特征在于:它包括钻杆和套装在钻杆外的套管钻具，所述钻杆的下端内套于套管钻具，并伸出套管钻具外与先导钻头相连，在先导钻头内设置有能伸出钻头外的第一螺纹成型机构，所述套管钻具包括套管和在套管的下端设置有套管钻头，在套管钻头内设置有能伸出套管钻头外的第二螺纹成型机构，所述钻杆通过上部动力系统驱动，所述套管钻具通过中部动力系统驱动。3.根据权利要求3所述的一种双动力套管扩孔钻具，其特征在于，所述上部动力系统设置在中部动力系统的上方，钻杆穿过中部动力系统及套管钻头后与先导钻头相连。
【专利摘要】本发明公开了一种扩大头丁型螺纹灌注桩成桩方法及双动力套管扩孔钻具。首先，启动上部动力系统，使钻杆正钻，驱动先导钻头挤压钻进，随后启动中部动力系统，驱动套管钻头跟进挤压钻进扩大头孔；当扩大头孔的深度达到要求后，停止套管钻头钻进，先导钻头继续钻进直至设计桩深；然后反转并提升钻杆，打开挤压第一螺纹成型机构的棘爪，形成下部螺纹桩孔的大径并泵送混凝土；当先导钻头提升至套管钻头时，使套管钻头反转提升，通过第二螺纹成型机构的棘爪挤压扩大头孔，形成上部螺纹桩孔的大径并泵送混凝土；直至先导钻头到达设定标高后，停止混凝土泵送，从而形成扩大头丁型螺纹灌注桩。本发明施工方便，既节约材料又能有效提供承载力，适应能力强。
【IPC分类】E02D5/44, E21B4/16, E21B7/28
【公开号】CN105221076
【申请号】CN201510715737
【发明人】周伟程, 章军平, 朱雪峰, 王涛, 刘继平, 李桐, 徐永, 杨明慧, 李声伟, 童彪, 潘国磊
【申请人】中铁科工集团轨道交通装备有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月28日