专利名称：无出土螺纹钻杆及同时形成螺纹和光杆的无出土打桩方法
技术领域：
本发明涉及建筑施工领域，特别是涉及一种无出土螺纹钻杆及同时形成螺纹和光杆的无出土打桩方法。
背景技术：
建筑施工领域中经常需要打桩作为建筑的基础，有一种半螺纹桩应用较为广泛， 其底部为螺纹，上部为光杆，底部螺纹可以提高桩的抗压能力，上部光杆可以承受抗弯和抗压载荷。目前一般使用钻杆来打出这种半螺纹桩，钻杆下部为钻头和螺纹杆，上部为传动杆，其直径不大于螺纹底径。打桩时仅保留底部螺纹，上部螺纹被破坏，并将泥土拔出。钻孔过程为当钻到一定深度后，钻杆继续转动但停止轴向运动，使形成的螺纹彻底破坏，该过程可以分多次进行；接着钻杆继续按螺旋方向旋转并做轴向运动形成螺纹，达到钻孔深度后，反向螺旋旋转逐渐退出，形成底部螺纹；当钻杆退到一定深度后，钻杆停止转动，沿轴线直接向上移动并带出泥土，形成上部光杆部分。使用上述钻杆来打半螺纹桩时存在出土问题，施工过程中需要清理钻杆和现场的泥土，导致工作效率不高。此外，钻底部螺纹时，由于钻杆转速和轴向进给不易匹配，底部泥土被向上挤出，使上部破坏的螺纹被压实，导致钻杆直接拔出时的拔桩力过大，给施工带来困难。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种无出土螺纹钻杆及同时形成螺纹和光杆的无出土打桩方法，实现了无出土打半螺纹桩作业，避免了施工过程中清理钻杆和现场的泥土，提高了工作效率，改善了工作环境，减小了拔桩力，理论上拔桩力只有钻杆的重力及钻杆和桩孔侧壁的摩擦力，降低了施工难度。本发明提供的无出土螺纹钻杆，包括钻头、螺纹杆和传动杆，所述螺纹杆由位于下半部的螺纹和位于上半部的螺纹压平段构成，所述螺纹压平段的主体为底部密封的圆柱状，其直径与螺纹横截面的最大直径相同，所述螺纹杆与钻头、传动杆之间均通过方形接头连接，并配合销子来限定其轴向自由度。在上述技术方案中，所述螺纹压平段的顶部呈锥形。在上述技术方案中，所述螺纹压平段的下部设有沿螺旋方向半径逐渐变大的斜在上述技术方案中，所述传动杆上端连接有用于提供扭矩和轴向载荷的动力头， 动力头上设有花键和沿钻杆径向伸缩的卡块，传动杆上设有花键和轴向加载卡槽，分别与动力头上的花键和卡块相匹配。在上述技术方案中，所述传动杆设置有多段。在上述技术方案中，所述方形接头为六方接头或者八方接头。
在上述技术方案中，所述螺纹压平段和螺纹为独立配件。在上述技术方案中，所述螺纹杆为一体化结构。本发明提供的同时形成螺纹和光杆的无出土打桩方法，包括以下步骤:A、采用螺纹杆上带有螺纹压平段、传动杆上带有轴向加载卡槽的钻杆，所述螺纹压平段的主体为底部密封的圆柱状，其直径与螺纹横截面的最大直径相同；将动力头上沿钻杆径向伸缩的卡块伸出，卡入传动杆的轴向加载卡槽中，实现轴向加载，以螺旋形式进行打桩，钻头和螺纹杆下部形成螺纹，同时螺纹压平段将形成的螺纹部分压平，形成桩的光杆部分；B、打桩到设计深度后，钻杆沿螺旋方向反向退出底部螺纹部分，然后钻杆直接轴向退出，从而实现无出土打桩作业。在上述技术方案中，步骤A中所述螺纹压平段通过其下部沿螺旋方向设置的半径逐渐变大的斜面，将形成的螺纹逐步压平。与现有技术相比，本发明的优点如下(1)本发明实现了无出土打半螺纹桩作业，避免了施工过程中清理钻杆和现场的泥土，提高了工作效率，改善了工作环境。(2)本发明减小了拔桩力，理论上拔桩力只有钻杆的重力及钻杆和桩孔侧壁的摩擦力，降低了施工难度。
图1是本发明实施例无出土螺纹钻杆的结构示意图；图2是图1的A处放大图；图3是图1的C-C剖视图；图4是图1的B-B剖视图。图中1-传动杆，2-螺纹杆，3-钻头，4-螺纹，5-螺纹压平段，6-销子，7-花键， 8-轴向加载卡槽，9-方形接头。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。参见图1所示，本发明实施例提供的无出土螺纹钻杆，包括钻头3、螺纹杆2和传动杆1，螺纹杆2由位于下半部的螺纹4和位于上半部的螺纹压平段5构成，螺纹压平段5的主体为底部密封的圆柱状，其直径与螺纹4横截面的最大直径相同。螺纹压平段5的顶部呈锥形，下部设有沿螺旋方向半径逐渐变大的斜面。螺纹压平段5和螺纹4可以为独立配件，或者整个螺纹杆2为一体化结构。螺纹杆2与钻头3、传动杆1之间均通过方形接头9连接，并配合销子6来限定其轴向自由度。方形接头9优选为六方接头或者八方接头。传动杆1上端连接有用于提供扭矩和轴向载荷的动力头，动力头上设有花键和沿钻杆径向伸缩的卡块，传动杆1上设有花键7和轴向加载卡槽8，分别与动力头上的花键和卡块相匹配。传动杆1上的花键7与动力头上的花键相配合，传递扭矩。当动力头上的卡块伸出时，卡入传动杆1上的轴向加载卡槽8中，实现轴向加载；当动力头上的卡块缩回时，动力头可以沿传动杆1上的花键7在传动杆1上做轴向移动。传动杆1根据实际需要，可以设置有多段。
4
本发明实施例提供的同时形成螺纹和光杆的无出土打桩方法，包括以下步骤A、采用螺纹杆上带有螺纹压平段、传动杆上带有轴向加载槽的钻杆，螺纹压平段的主体为底部密封的圆柱状，其直径与螺纹横截面的最大直径相同；将动力头上沿钻杆径向伸缩的卡块伸出，卡入传动杆的轴向加载槽中，实现轴向加载，以螺旋形式进行打桩，钻头和螺纹杆下部形成螺纹，同时螺纹压平段通过其下部沿螺旋方向设置的半径逐渐变大的斜面，将形成的螺纹逐步压平，形成桩的光杆部分；B、打桩到设计深度后，钻杆沿螺旋方向反向退出底部螺纹部分，然后钻杆直接轴向退出，从而实现无出土打桩作业。本发明实施例的原理阐述如下本发明实施例中，无出土螺纹钻杆的钻头3主要用于将螺纹底径泥土钻松，并挤压出先导螺纹，螺纹杆2下部继续挤压形成螺纹，上部的螺纹压平段5用于将形成的螺纹压平，形成半螺纹桩上部的光杆部分。螺纹压平段5的下部设有沿螺旋方向半径逐渐变大的斜面，以便将形成的螺纹逐步压平。螺纹压平段5的上部设成锥面，能够使拔桩时阻力减小。转动杆用于扭矩和轴向载荷的传递，根据需要可以连接多段。工作时，无出土螺纹钻杆以螺旋形式进行打桩，钻头3和螺纹杆2下部形成螺纹， 螺纹压平段5将形成的螺纹部分压平形成桩的光杆部分。当桩的深度到达后，反向退出底部螺纹部分，然后钻杆可以直接轴向退出，从而实现无土打桩作业。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种无出土螺纹钻杆，包括钻头(3)、螺纹杆( 和传动杆(1)，其特征在于所述螺纹杆O)由位于下半部的螺纹(4)和位于上半部的螺纹压平段(5)构成，所述螺纹压平段(5)的主体为底部密封的圆柱状，其直径与螺纹(4)横截面的最大直径相同，所述螺纹杆 (2)与钻头(3)、传动杆(1)之间均通过方形接头(9)连接，并配合销子(6)来限定其轴向自由度。
2.如权利要求1所述的无出土螺纹钻杆，其特征在于所述螺纹压平段(5)的顶部呈锥形。
3.如权利要求1所述的无出土螺纹钻杆，其特征在于所述螺纹压平段(5)的下部设有沿螺旋方向半径逐渐变大的斜面。
4.如权利要求1或2或3所述的无出土螺纹钻杆，其特征在于所述传动杆(1)上端连接有用于提供扭矩和轴向载荷的动力头，动力头上设有花键和沿钻杆径向伸缩的卡块， 传动杆(1)上设有花键(7)和轴向加载卡槽(8)，分别与动力头上的花键和卡块相匹配。
5.如权利要求4所述的无出土螺纹钻杆，其特征在于所述传动杆(1)设置有多段。
6.如权利要求1或2或3所述的无出土螺纹钻杆，其特征在于所述方形接头(9)为六方接头或者八方接头。
7.如权利要求1或2或3所述的无出土螺纹钻杆，其特征在于所述螺纹压平段(5)和螺纹(4)为独立配件。
8.如权利要求1或2或3所述的无出土螺纹钻杆，其特征在于所述螺纹杆( 为一体化结构。
9.一种同时形成螺纹和光杆的无出土打桩方法，其特征在于包括以下步骤A、采用螺纹杆上带有螺纹压平段、传动杆上带有轴向加载卡槽的钻杆，所述螺纹压平段的主体为底部密封的圆柱状，其直径与螺纹横截面的最大直径相同；将动力头上沿钻杆径向伸缩的卡块伸出，卡入传动杆的轴向加载卡槽中，实现轴向加载，以螺旋形式进行打桩，钻头和螺纹杆下部形成螺纹，同时螺纹压平段将形成的螺纹部分压平，形成桩的光杆部分；B、打桩到设计深度后，钻杆沿螺旋方向反向退出底部螺纹部分，然后钻杆直接轴向退出，从而实现无出土打桩作业。
10.如权利要求9所述的同时形成螺纹和光杆的无出土打桩方法，其特征在于步骤A 中所述螺纹压平段通过其下部沿螺旋方向设置的半径逐渐变大的斜面，将形成的螺纹逐步压平。
全文摘要
本发明公开了一种无出土螺纹钻杆及同时形成螺纹和光杆的无出土打桩方法，无出土螺纹钻杆包括钻头、螺纹杆和传动杆，所述螺纹杆由位于下半部的螺纹和位于上半部的螺纹压平段构成，所述螺纹压平段的主体为底部密封的圆柱状，其直径与螺纹横截面的最大直径相同，所述螺纹杆与钻头、传动杆之间均通过方形接头连接，并配合销子来限定其轴向自由度。本发明实现了无出土打半螺纹桩作业，避免了施工过程中清理钻杆和现场的泥土，提高了工作效率，改善了工作环境，减小了拔桩力，理论上拔桩力只有钻杆的重力及钻杆和桩孔侧壁的摩擦力，降低了施工难度。
文档编号E21B17/046GK102392611SQ201110310469
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者崔进社, 张欢, 秦志应 申请人:武汉武船机电设备有限责任公司