[發(fā)明專利]一種長(zhǎng)螺旋鉆桿及長(zhǎng)螺旋引孔工法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310245955.2
• 申請(qǐng)日: 2023-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN116291250A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳華明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東承沐建設(shè)工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B17/22
• 分類號(hào): E21B17/22;E21B17/00;E21B33/13
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• 代理人: 暫無信息

本申請(qǐng)涉及一種長(zhǎng)螺旋鉆桿及長(zhǎng)螺旋引孔工法，屬于建筑技術(shù)領(lǐng)域，包括鉆頭、鉆芯與螺旋葉片，鉆頭連接于鉆芯下方，螺旋葉片環(huán)繞附著于鉆芯之上并與鉆頭連接，鉆芯包括掘進(jìn)段、支護(hù)段以及延長(zhǎng)段，掘進(jìn)段與鉆頭相連，支護(hù)段連接于掘進(jìn)段遠(yuǎn)離鉆頭的一端，延長(zhǎng)段連接于支護(hù)段遠(yuǎn)離掘進(jìn)段的一端；支護(hù)段上套設(shè)有支護(hù)套筒，支護(hù)套筒朝向延長(zhǎng)段的一端與朝向掘進(jìn)段的一端是開放的，且延長(zhǎng)段、支護(hù)段及掘進(jìn)段上的螺旋葉片連為一個(gè)整體。本申請(qǐng)具有的有益效果為降低了螺旋鉆的抽砂效應(yīng)、使砂層內(nèi)的引孔不再嚴(yán)格受時(shí)間約束，從而使不同地質(zhì)條件下的砂層中的引孔工作可以采用統(tǒng)一的工作標(biāo)準(zhǔn)，避免了施工前的復(fù)雜計(jì)算。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種長(zhǎng)螺旋鉆桿及長(zhǎng)螺旋引孔工法。

背景技術(shù)

預(yù)應(yīng)力管樁成樁法是一種在我國(guó)建筑地基施工中廣泛應(yīng)用的施工方法，預(yù)應(yīng)力管樁沉樁是其中的重要步驟，目前主要的沉樁方法包括靜壓式與錘擊式。

在上述的兩種沉樁方法之中，錘擊式沉樁的作用力更強(qiáng)，沉樁更容易，但當(dāng)預(yù)應(yīng)力管樁有穿越砂層的需要時(shí)，錘擊式沉樁也無法起到很好的沉樁效果，并且還有損壞管樁的風(fēng)險(xiǎn)，于是出現(xiàn)了一種使用長(zhǎng)螺旋引孔并做漿液護(hù)壁的引孔沉樁工法。

然而，常規(guī)的長(zhǎng)螺旋鉆頭引孔成樁將會(huì)出現(xiàn)抽砂問題，造成地面下陷，易造成施工風(fēng)險(xiǎn)，故現(xiàn)有一種提高鉆進(jìn)速度以快速通過砂層并在穿過砂層后提鉆以在砂層側(cè)壁上形成護(hù)壁的施工方式，以解決上述技術(shù)問題。

但，上述中的提升鉆進(jìn)速度的工法存在有長(zhǎng)螺旋鉆頭的提速范圍受鉆頭本身材質(zhì)影響的問題，因?yàn)殂@進(jìn)深度越深，鉆頭與成孔接觸面積越大，鉆頭與動(dòng)力段距離越長(zhǎng)，造成中部扭矩逐漸加大，且中部扭矩受深度、轉(zhuǎn)速的雙重影響，深度過大時(shí)鉆頭的扭矩限制將會(huì)導(dǎo)致鉆頭的轉(zhuǎn)速無法提升至能夠鉆透砂層而不引起抽砂的計(jì)算速度。

此外，砂層厚度越厚，砂層中含水量越高，造成抽砂現(xiàn)象的可能性就越高，因此鉆頭所需的轉(zhuǎn)速就越快，故當(dāng)砂層過于厚且砂層埋深過深時(shí)，將無法采取上述中的鉆進(jìn)方式。

最后，該方式是一種計(jì)算施工法，即對(duì)于不同厚度、不同含水量、不同埋深的砂層，所需的鉆頭的最低控制轉(zhuǎn)速都不相同，對(duì)于每一處不同的地質(zhì)條件都需要進(jìn)行事先計(jì)算，且引孔一旦開始便不能夠中止，必須一次完成整個(gè)沉樁過程。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)螺旋引孔在穿越深厚砂層時(shí)依賴轉(zhuǎn)速提升的問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N長(zhǎng)螺旋鉆桿及長(zhǎng)螺旋引孔工法。

第一方面

一種長(zhǎng)螺旋鉆桿，包括鉆頭、鉆芯與螺旋葉片，所述鉆頭連接于所述鉆芯下方，所述螺旋葉片環(huán)繞附著于鉆芯之上并與鉆頭連接，所述鉆芯包括掘進(jìn)段、支護(hù)段以及延長(zhǎng)段，所述掘進(jìn)段與所述鉆頭相連，所述支護(hù)段連接于掘進(jìn)段遠(yuǎn)離鉆頭的一端，所述延長(zhǎng)段連接于支護(hù)段遠(yuǎn)離掘進(jìn)段的一端；

所述支護(hù)段上套設(shè)有支護(hù)套筒，所述支護(hù)套筒朝向延長(zhǎng)段的一端與朝向掘進(jìn)段的一端是開放的，且延長(zhǎng)段、支護(hù)段及掘進(jìn)段上的螺旋葉片連為一個(gè)整體。

通過采用上述技術(shù)方案，鉆頭突破土層進(jìn)行掘進(jìn)，為鉆桿在堅(jiān)硬土層中的掘進(jìn)提供條件；

在鉆頭進(jìn)入砂層中時(shí)，螺旋桿上的螺旋葉片就已經(jīng)開始產(chǎn)生抽砂效果，故此，螺旋葉片與砂層的接觸長(zhǎng)度越短，則產(chǎn)生的抽砂效應(yīng)越弱；

在鉆頭的掘進(jìn)過程之中，螺旋鉆在砂層中的接觸長(zhǎng)度在不斷變長(zhǎng)，但由于支護(hù)段上套設(shè)有支護(hù)套筒，且支護(hù)套筒并沒有破壞螺旋葉片的連續(xù)性，在保留了螺旋葉片的送土功能的前提下，使支護(hù)段上的螺旋葉片與砂層隔離，支護(hù)段的螺旋葉片只承接并運(yùn)送從掘進(jìn)段運(yùn)送而來的前端砂土，故螺旋鉆對(duì)于砂層的抽砂效果強(qiáng)弱取決于掘進(jìn)段的長(zhǎng)度；

在鉆頭掘進(jìn)進(jìn)入砂層之中的深度超過掘進(jìn)段的長(zhǎng)度時(shí)，支護(hù)段上的支護(hù)套筒進(jìn)入砂層并立刻對(duì)已經(jīng)成型的砂層中的引孔進(jìn)行支護(hù)，以避免含水砂層從已經(jīng)成型的孔洞的側(cè)壁被水壓力擠出，使砂層內(nèi)的引孔不再嚴(yán)格受時(shí)間約束，從而使不同地質(zhì)條件下的砂層中的引孔工作可以采用統(tǒng)一的工作標(biāo)準(zhǔn)，避免了施工前的復(fù)雜計(jì)算，也避免了因?yàn)樯皩舆^于深厚導(dǎo)致的鉆芯無法承擔(dān)過高轉(zhuǎn)速造成的扭力過大問題。