螺桿樁機(jī)的鉆具結(jié)構(gòu)分析

摘 要 介紹螺桿樁機(jī)的整體機(jī)構(gòu)和特點(diǎn)，主要說明了螺桿樁機(jī)鉆具的工作原理及鉆具幾個(gè)重要組成部分的結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞 螺桿樁機(jī)；工作原理；鉆具結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TU6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0147-02

螺桿樁是2003年提出，2006年獲得發(fā)明專利的新型樁。螺桿樁具有承載力高、沉降小、工期短、施工方便、造價(jià)低、無污染、無噪音、處理效果好等特點(diǎn)，雖然其興起的時(shí)間不久，但在我國巖土工程界得到了廣泛應(yīng)用。

1 螺桿樁機(jī)的介紹：

螺桿樁機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，采用三點(diǎn)支撐。如圖1，圖1為螺桿樁機(jī)的簡圖。

1.頂部滑輪組；2.動(dòng)力頭；3.斜撐及調(diào)整機(jī)構(gòu)；

4.螺桿鉆具部分；5.樁機(jī)主機(jī)平臺(tái)

圖1 螺桿樁機(jī)簡圖

螺桿樁機(jī)的主要特點(diǎn)為：

1）螺桿樁機(jī)采用履帶移動(dòng)形式，具有移動(dòng)靈活，就位方便，功效遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于步履式，此外，電氣液壓采用集中控制，操作方便，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2）采用剛性整體臺(tái)車結(jié)構(gòu)的履帶行走系統(tǒng)，上部作業(yè)機(jī)構(gòu)采用三支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，移位就位迅速、安全、穩(wěn)定，施工效率高。

3）適用于多種工作裝置，應(yīng)用范圍廣。

4）立柱的安裝及起架過程方便省時(shí)。

2 螺桿樁機(jī)螺桿鉆具的工作原理

圖2 部分螺桿鉆具

螺桿樁是在施工過程中，首先螺桿樁機(jī)就位，確保成孔的垂直度后進(jìn)行鉆孔。鉆頭破開土層，鉆頭上的螺旋葉片將土體反出和擠密。螺桿部分的葉片進(jìn)一步將周圍的土體擠壓加密。鉆進(jìn)過程中要注意鉆桿下鉆速度要均勻，要求螺桿鉆具每旋轉(zhuǎn)一圈，正好下降一個(gè)螺距，從而保證土體形成螺紋。當(dāng)鉆至預(yù)定深度后停轉(zhuǎn)。與此同時(shí)高壓泵將混凝土輸送到螺桿鉆具中間的泥漿管并壓到鉆頭。接著螺桿鉆具進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)提鉆。提鉆過程中螺桿樁機(jī)嚴(yán)格控制螺桿鉆具提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，螺桿鉆具其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和提升速度應(yīng)保持同步和匹配，勻速控制提管速度，要求螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈鉆具上升一個(gè)螺距，要求螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈鉆具上升一個(gè)螺距，此時(shí)高壓的混凝土填充由螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)提升所產(chǎn)生的螺紋空間中。當(dāng)鉆桿提到螺紋部分頂面的設(shè)計(jì)高度時(shí)，螺桿鉆具真接提升產(chǎn)生圓柱的空間，同時(shí)鉆頭泵出高壓混凝土澆灌直至設(shè)計(jì)高度，即灌注成“上部為圓柱，下部為螺紋”的螺紋形樁。最后壓入鋼筋籠，待混凝土凝固后形成螺桿樁。

螺桿樁與打入式預(yù)制樁相比，施工噪音低，無振動(dòng)，對(duì)已施工的樁無影響；與全螺旋鉆，普通泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁相比，無泥漿污染和棄土等問題。

螺桿鉆具主要部分，如圖2。圖2為螺桿鉆具的部分示意簡圖。底部為鉆具的鉆頭部分它完成破土與反土；中間為螺桿部分它完成擠土和形成螺紋型孔；上部為上部鉆桿部分，上部鉆桿為標(biāo)準(zhǔn)的長度，可以通過增減上部鉆桿的數(shù)量來達(dá)到施工設(shè)計(jì)深度。

3 螺桿鉆具結(jié)構(gòu)

螺桿鉆具縱向由鉆頭、螺桿、上部鉆桿及變徑接頭組成；其橫向由外部中心管及內(nèi)部泥漿管組成。各個(gè)部分的連接采用的是內(nèi)六角接頭或內(nèi)八角接頭進(jìn)行的連接，最后用銷軸進(jìn)行緊固。

3.1 鉆頭部分

鉆頭是完成鉆進(jìn)過程中破土和碎石的工作，因此它必須有足夠的強(qiáng)度和硬度。經(jīng)過較多的實(shí)驗(yàn)要求我們同時(shí)也要防止鉆頭被動(dòng)力頭大的扭矩撕裂，所以要求鉆頭鉆進(jìn)過程中受力的均衡。我們選用兩側(cè)對(duì)稱的鉆頭葉片方式。它的具體結(jié)構(gòu)，如圖2中的鉆頭部分。

3.2 螺桿部分

鉆桿部分主要的是由葉片和中心管組成。根據(jù)所需要的鉆具橫截直徑大小來選定中心管。中心管的直徑加上葉片寬度的二倍即為我們所設(shè)計(jì)鉆具的直徑。葉片一般采用分段鑄造成型。可以根據(jù)所需要的螺紋形狀及螺紋深度大小來進(jìn)行設(shè)計(jì)葉片的具體形式，如一個(gè)螺距分三段。中心管一般選用無縫鋼管。中心管與葉片通過焊接結(jié)合在一起。在螺桿部分的中間有泥漿管，方便混凝土的灌注，而且能預(yù)防泥漿滯留造成鉆桿阻塞。如圖2中的螺桿部分。

3.3 上部鉆桿部分

上部鉆桿由內(nèi)部泥漿管和外部中心管組成。外部的中心管的尺寸與螺桿部分的中心管尺寸相同；內(nèi)部的泥漿管與螺桿部分的泥漿管相同。同樣它與螺桿連接及與相同的上部鉆桿連接是通過內(nèi)六角或內(nèi)八角接頭連接。并通過各種銷軸進(jìn)行緊固。上部鉆桿是標(biāo)準(zhǔn)長度的，一般為6米或8米。我們根據(jù)需要增減這種標(biāo)準(zhǔn)鉆桿來達(dá)到指定深度。如圖3。

圖3 上部鉆桿

4 結(jié)束語

螺桿樁機(jī)的鉆具設(shè)計(jì)的種類和方法多鐘多樣，本文簡要的介紹了一種較為普遍的螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)。隨著科技的發(fā)展及大功率的樁機(jī)的出現(xiàn)，一定還會(huì)有更先進(jìn)、用途更廣的鉆具出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]汪美娜，杜嘯，張大威，鄭宏俊.ZLG折塔履帶式螺桿樁機(jī)[J].市建設(shè)理論研究，2012，6（68）.

[2]劉鐘.短螺旋擠土灌注樁（SDS樁）新技術(shù).

[3]張進(jìn)，澎桂皎，陳濤，謝勤娟，陸臻瑜.新型螺桿灌注樁施工工法.

作者簡介

孫君（1986-），男，遼寧大連人，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，畢業(yè)于沈陽大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)和制造。endprint

摘 要 介紹螺桿樁機(jī)的整體機(jī)構(gòu)和特點(diǎn)，主要說明了螺桿樁機(jī)鉆具的工作原理及鉆具幾個(gè)重要組成部分的結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞 螺桿樁機(jī)；工作原理；鉆具結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TU6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0147-02

螺桿樁是2003年提出，2006年獲得發(fā)明專利的新型樁。螺桿樁具有承載力高、沉降小、工期短、施工方便、造價(jià)低、無污染、無噪音、處理效果好等特點(diǎn)，雖然其興起的時(shí)間不久，但在我國巖土工程界得到了廣泛應(yīng)用。

1 螺桿樁機(jī)的介紹：

螺桿樁機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，采用三點(diǎn)支撐。如圖1，圖1為螺桿樁機(jī)的簡圖。

1.頂部滑輪組；2.動(dòng)力頭；3.斜撐及調(diào)整機(jī)構(gòu)；

4.螺桿鉆具部分；5.樁機(jī)主機(jī)平臺(tái)

圖1 螺桿樁機(jī)簡圖

螺桿樁機(jī)的主要特點(diǎn)為：

1）螺桿樁機(jī)采用履帶移動(dòng)形式，具有移動(dòng)靈活，就位方便，功效遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于步履式，此外，電氣液壓采用集中控制，操作方便，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2）采用剛性整體臺(tái)車結(jié)構(gòu)的履帶行走系統(tǒng)，上部作業(yè)機(jī)構(gòu)采用三支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，移位就位迅速、安全、穩(wěn)定，施工效率高。

3）適用于多種工作裝置，應(yīng)用范圍廣。

4）立柱的安裝及起架過程方便省時(shí)。

2 螺桿樁機(jī)螺桿鉆具的工作原理

圖2 部分螺桿鉆具

螺桿樁是在施工過程中，首先螺桿樁機(jī)就位，確保成孔的垂直度后進(jìn)行鉆孔。鉆頭破開土層，鉆頭上的螺旋葉片將土體反出和擠密。螺桿部分的葉片進(jìn)一步將周圍的土體擠壓加密。鉆進(jìn)過程中要注意鉆桿下鉆速度要均勻，要求螺桿鉆具每旋轉(zhuǎn)一圈，正好下降一個(gè)螺距，從而保證土體形成螺紋。當(dāng)鉆至預(yù)定深度后停轉(zhuǎn)。與此同時(shí)高壓泵將混凝土輸送到螺桿鉆具中間的泥漿管并壓到鉆頭。接著螺桿鉆具進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)提鉆。提鉆過程中螺桿樁機(jī)嚴(yán)格控制螺桿鉆具提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，螺桿鉆具其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和提升速度應(yīng)保持同步和匹配，勻速控制提管速度，要求螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈鉆具上升一個(gè)螺距，要求螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈鉆具上升一個(gè)螺距，此時(shí)高壓的混凝土填充由螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)提升所產(chǎn)生的螺紋空間中。當(dāng)鉆桿提到螺紋部分頂面的設(shè)計(jì)高度時(shí)，螺桿鉆具真接提升產(chǎn)生圓柱的空間，同時(shí)鉆頭泵出高壓混凝土澆灌直至設(shè)計(jì)高度，即灌注成“上部為圓柱，下部為螺紋”的螺紋形樁。最后壓入鋼筋籠，待混凝土凝固后形成螺桿樁。

螺桿樁與打入式預(yù)制樁相比，施工噪音低，無振動(dòng)，對(duì)已施工的樁無影響；與全螺旋鉆，普通泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁相比，無泥漿污染和棄土等問題。

螺桿鉆具主要部分，如圖2。圖2為螺桿鉆具的部分示意簡圖。底部為鉆具的鉆頭部分它完成破土與反土；中間為螺桿部分它完成擠土和形成螺紋型孔；上部為上部鉆桿部分，上部鉆桿為標(biāo)準(zhǔn)的長度，可以通過增減上部鉆桿的數(shù)量來達(dá)到施工設(shè)計(jì)深度。

3 螺桿鉆具結(jié)構(gòu)

螺桿鉆具縱向由鉆頭、螺桿、上部鉆桿及變徑接頭組成；其橫向由外部中心管及內(nèi)部泥漿管組成。各個(gè)部分的連接采用的是內(nèi)六角接頭或內(nèi)八角接頭進(jìn)行的連接，最后用銷軸進(jìn)行緊固。

3.1 鉆頭部分

鉆頭是完成鉆進(jìn)過程中破土和碎石的工作，因此它必須有足夠的強(qiáng)度和硬度。經(jīng)過較多的實(shí)驗(yàn)要求我們同時(shí)也要防止鉆頭被動(dòng)力頭大的扭矩撕裂，所以要求鉆頭鉆進(jìn)過程中受力的均衡。我們選用兩側(cè)對(duì)稱的鉆頭葉片方式。它的具體結(jié)構(gòu)，如圖2中的鉆頭部分。

3.2 螺桿部分

鉆桿部分主要的是由葉片和中心管組成。根據(jù)所需要的鉆具橫截直徑大小來選定中心管。中心管的直徑加上葉片寬度的二倍即為我們所設(shè)計(jì)鉆具的直徑。葉片一般采用分段鑄造成型?？梢愿鶕?jù)所需要的螺紋形狀及螺紋深度大小來進(jìn)行設(shè)計(jì)葉片的具體形式，如一個(gè)螺距分三段。中心管一般選用無縫鋼管。中心管與葉片通過焊接結(jié)合在一起。在螺桿部分的中間有泥漿管，方便混凝土的灌注，而且能預(yù)防泥漿滯留造成鉆桿阻塞。如圖2中的螺桿部分。

3.3 上部鉆桿部分

上部鉆桿由內(nèi)部泥漿管和外部中心管組成。外部的中心管的尺寸與螺桿部分的中心管尺寸相同；內(nèi)部的泥漿管與螺桿部分的泥漿管相同。同樣它與螺桿連接及與相同的上部鉆桿連接是通過內(nèi)六角或內(nèi)八角接頭連接。并通過各種銷軸進(jìn)行緊固。上部鉆桿是標(biāo)準(zhǔn)長度的，一般為6米或8米。我們根據(jù)需要增減這種標(biāo)準(zhǔn)鉆桿來達(dá)到指定深度。如圖3。

圖3 上部鉆桿

4 結(jié)束語

螺桿樁機(jī)的鉆具設(shè)計(jì)的種類和方法多鐘多樣，本文簡要的介紹了一種較為普遍的螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)。隨著科技的發(fā)展及大功率的樁機(jī)的出現(xiàn)，一定還會(huì)有更先進(jìn)、用途更廣的鉆具出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]汪美娜，杜嘯，張大威，鄭宏俊.ZLG折塔履帶式螺桿樁機(jī)[J].市建設(shè)理論研究，2012，6（68）.

[2]劉鐘.短螺旋擠土灌注樁（SDS樁）新技術(shù).

[3]張進(jìn)，澎桂皎，陳濤，謝勤娟，陸臻瑜.新型螺桿灌注樁施工工法.

作者簡介

孫君（1986-），男，遼寧大連人，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，畢業(yè)于沈陽大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)和制造。endprint

摘 要 介紹螺桿樁機(jī)的整體機(jī)構(gòu)和特點(diǎn)，主要說明了螺桿樁機(jī)鉆具的工作原理及鉆具幾個(gè)重要組成部分的結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞 螺桿樁機(jī)；工作原理；鉆具結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TU6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0147-02

螺桿樁是2003年提出，2006年獲得發(fā)明專利的新型樁。螺桿樁具有承載力高、沉降小、工期短、施工方便、造價(jià)低、無污染、無噪音、處理效果好等特點(diǎn)，雖然其興起的時(shí)間不久，但在我國巖土工程界得到了廣泛應(yīng)用。

1 螺桿樁機(jī)的介紹：

螺桿樁機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，采用三點(diǎn)支撐。如圖1，圖1為螺桿樁機(jī)的簡圖。

1.頂部滑輪組；2.動(dòng)力頭；3.斜撐及調(diào)整機(jī)構(gòu)；

4.螺桿鉆具部分；5.樁機(jī)主機(jī)平臺(tái)

圖1 螺桿樁機(jī)簡圖

螺桿樁機(jī)的主要特點(diǎn)為：

1）螺桿樁機(jī)采用履帶移動(dòng)形式，具有移動(dòng)靈活，就位方便，功效遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于步履式，此外，電氣液壓采用集中控制，操作方便，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2）采用剛性整體臺(tái)車結(jié)構(gòu)的履帶行走系統(tǒng)，上部作業(yè)機(jī)構(gòu)采用三支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，移位就位迅速、安全、穩(wěn)定，施工效率高。

3）適用于多種工作裝置，應(yīng)用范圍廣。

4）立柱的安裝及起架過程方便省時(shí)。

2 螺桿樁機(jī)螺桿鉆具的工作原理

圖2 部分螺桿鉆具

螺桿樁是在施工過程中，首先螺桿樁機(jī)就位，確保成孔的垂直度后進(jìn)行鉆孔。鉆頭破開土層，鉆頭上的螺旋葉片將土體反出和擠密。螺桿部分的葉片進(jìn)一步將周圍的土體擠壓加密。鉆進(jìn)過程中要注意鉆桿下鉆速度要均勻，要求螺桿鉆具每旋轉(zhuǎn)一圈，正好下降一個(gè)螺距，從而保證土體形成螺紋。當(dāng)鉆至預(yù)定深度后停轉(zhuǎn)。與此同時(shí)高壓泵將混凝土輸送到螺桿鉆具中間的泥漿管并壓到鉆頭。接著螺桿鉆具進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)提鉆。提鉆過程中螺桿樁機(jī)嚴(yán)格控制螺桿鉆具提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，螺桿鉆具其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和提升速度應(yīng)保持同步和匹配，勻速控制提管速度，要求螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈鉆具上升一個(gè)螺距，要求螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈鉆具上升一個(gè)螺距，此時(shí)高壓的混凝土填充由螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)提升所產(chǎn)生的螺紋空間中。當(dāng)鉆桿提到螺紋部分頂面的設(shè)計(jì)高度時(shí)，螺桿鉆具真接提升產(chǎn)生圓柱的空間，同時(shí)鉆頭泵出高壓混凝土澆灌直至設(shè)計(jì)高度，即灌注成“上部為圓柱，下部為螺紋”的螺紋形樁。最后壓入鋼筋籠，待混凝土凝固后形成螺桿樁。

螺桿樁與打入式預(yù)制樁相比，施工噪音低，無振動(dòng)，對(duì)已施工的樁無影響；與全螺旋鉆，普通泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁相比，無泥漿污染和棄土等問題。

螺桿鉆具主要部分，如圖2。圖2為螺桿鉆具的部分示意簡圖。底部為鉆具的鉆頭部分它完成破土與反土；中間為螺桿部分它完成擠土和形成螺紋型孔；上部為上部鉆桿部分，上部鉆桿為標(biāo)準(zhǔn)的長度，可以通過增減上部鉆桿的數(shù)量來達(dá)到施工設(shè)計(jì)深度。

3 螺桿鉆具結(jié)構(gòu)

螺桿鉆具縱向由鉆頭、螺桿、上部鉆桿及變徑接頭組成；其橫向由外部中心管及內(nèi)部泥漿管組成。各個(gè)部分的連接采用的是內(nèi)六角接頭或內(nèi)八角接頭進(jìn)行的連接，最后用銷軸進(jìn)行緊固。

3.1 鉆頭部分

鉆頭是完成鉆進(jìn)過程中破土和碎石的工作，因此它必須有足夠的強(qiáng)度和硬度。經(jīng)過較多的實(shí)驗(yàn)要求我們同時(shí)也要防止鉆頭被動(dòng)力頭大的扭矩撕裂，所以要求鉆頭鉆進(jìn)過程中受力的均衡。我們選用兩側(cè)對(duì)稱的鉆頭葉片方式。它的具體結(jié)構(gòu)，如圖2中的鉆頭部分。

3.2 螺桿部分

鉆桿部分主要的是由葉片和中心管組成。根據(jù)所需要的鉆具橫截直徑大小來選定中心管。中心管的直徑加上葉片寬度的二倍即為我們所設(shè)計(jì)鉆具的直徑。葉片一般采用分段鑄造成型。可以根據(jù)所需要的螺紋形狀及螺紋深度大小來進(jìn)行設(shè)計(jì)葉片的具體形式，如一個(gè)螺距分三段。中心管一般選用無縫鋼管。中心管與葉片通過焊接結(jié)合在一起。在螺桿部分的中間有泥漿管，方便混凝土的灌注，而且能預(yù)防泥漿滯留造成鉆桿阻塞。如圖2中的螺桿部分。

3.3 上部鉆桿部分

上部鉆桿由內(nèi)部泥漿管和外部中心管組成。外部的中心管的尺寸與螺桿部分的中心管尺寸相同；內(nèi)部的泥漿管與螺桿部分的泥漿管相同。同樣它與螺桿連接及與相同的上部鉆桿連接是通過內(nèi)六角或內(nèi)八角接頭連接。并通過各種銷軸進(jìn)行緊固。上部鉆桿是標(biāo)準(zhǔn)長度的，一般為6米或8米。我們根據(jù)需要增減這種標(biāo)準(zhǔn)鉆桿來達(dá)到指定深度。如圖3。

圖3 上部鉆桿

4 結(jié)束語

螺桿樁機(jī)的鉆具設(shè)計(jì)的種類和方法多鐘多樣，本文簡要的介紹了一種較為普遍的螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)。隨著科技的發(fā)展及大功率的樁機(jī)的出現(xiàn)，一定還會(huì)有更先進(jìn)、用途更廣的鉆具出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]汪美娜，杜嘯，張大威，鄭宏俊.ZLG折塔履帶式螺桿樁機(jī)[J].市建設(shè)理論研究，2012，6（68）.

[2]劉鐘.短螺旋擠土灌注樁（SDS樁）新技術(shù).

[3]張進(jìn)，澎桂皎，陳濤，謝勤娟，陸臻瑜.新型螺桿灌注樁施工工法.

作者簡介

孫君（1986-），男，遼寧大連人，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，畢業(yè)于沈陽大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)和制造。endprint