阅读说明：本技术 一种伸缩钻杆及其使用方法 (Telescopic drill rod and using method thereof ) 是由 庄金 敖文 凌国滨 庄子鸣 于 2020-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种伸缩钻杆及其使用方法,该伸缩钻杆包括外杆和设置在外杆内的内杆,外杆包括外管和固定设置在外管内壁上部的卡接件,内杆包括内管,内管的外壁沿长度方向开设有与卡接件滑动配合的凹槽单元；该使用方法包括以下步骤：一、伸缩钻杆的安装；二、初步钻进；三、提升内杆；四、再次钻进；五、初步提升伸缩钻杆并注浆；六、内杆回缩；七、再次提升伸缩钻杆并注浆。本发明通过设置凹槽单元与卡接件配合,使内杆和外杆可拆卸的连接,结构简单,极大的减小了伸缩钻杆自身重量,便于运输装卸,无需电气控制装置控制伸缩钻杆的伸缩,控制过程简单明了,减少控制对象的数量,操作便易,便于推广使用。(The invention discloses a telescopic drill rod and a use method thereof, wherein the telescopic drill rod comprises an outer rod and an inner rod arranged in the outer rod, the outer rod comprises an outer pipe and a clamping piece fixedly arranged on the upper part of the inner wall of the outer pipe, the inner rod comprises an inner pipe, and the outer wall of the inner pipe is provided with a groove unit in sliding fit with the clamping piece along the length direction; the using method comprises the following steps: firstly, mounting a telescopic drill rod; secondly, performing primary drilling; thirdly, lifting the inner rod; fourthly, drilling again; fifthly, primarily lifting the telescopic drill rod and grouting; sixthly, retracting the inner rod; and seventhly, lifting the telescopic drill rod again and grouting. The telescopic drill rod has the advantages that the groove units are arranged to be matched with the clamping pieces, so that the inner rod and the outer rod are detachably connected, the structure is simple, the self weight of the telescopic drill rod is greatly reduced, the telescopic drill rod is convenient to transport, assemble and disassemble, an electric control device is not needed for controlling the telescopic drill rod to stretch, the control process is simple and clear, the number of control objects is reduced, the operation is convenient and easy, and the popularization and the use are convenient.)

一种伸缩钻杆及其使用方法

技术领域

本发明属于地基基础施工技术领域，具体涉及一种伸缩钻杆及其使用方法。

背景技术

现有的长螺杆打桩成孔桩机，需要打多深的孔，就必须配多高的桩机塔架。通常钻孔的深度都在20米以上，最深的甚至达30多米，这就需要配置相应高度的桩机塔架，桩机塔架的增高，不仅浪费大量的钢材，增加成本，而且使得长螺杆打桩成孔桩机体积庞大，移动成本也随之增加。因此使用可伸缩的钻杆安装在长螺杆打桩成孔桩机上可以极大地降低桩机塔架的所需高度，但是现有的伸缩钻杆结构复杂，不易组合安装和维护，虽降低了桩机塔架的施工成本但无形中也增加了钻杆的维护成本，因此现需要一种结构简单、安装便捷、便于维护的伸缩钻杆。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种伸缩钻杆，该伸缩钻杆通过设置凹槽单元与卡接件配合，使内杆和外杆可拆卸的连接，结构简单，极大的减小了伸缩钻杆自身重量，便于运输装卸，无需控制多余的电气控制装置控制伸缩钻杆的伸缩，控制过程简单明了，减少控制对象的数量，操作便易，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种伸缩钻杆，其特征在于：包括外杆和设置在所述外杆内且与外杆滑动配合的内杆，所述外杆包括外管和固定设置在外管内壁上部的卡接件，所述内杆包括内管和设置在内管上端且用于与桩机的动力装置配合的安装管，内管的外壁沿长度方向开设有与卡接件滑动配合的凹槽单元；

所述凹槽单元包括沿内管外壁长度方向开设的第一凹槽，第一凹槽靠近安装管的一端单向扩径形成第二凹槽，第一凹槽远离安装管的一端单向扩径形成第三凹槽，第二凹槽和第三凹槽的扩径方向相同，内管外壁上开设有与第一凹槽错位且用于供卡接件进入第三凹槽的错位槽，卡接件的宽度小于等于第一凹槽的宽度，错位槽的宽度大于等于卡接件的宽度且小于第三凹槽的宽度。

上述的一种伸缩钻杆，其特征在于：所述错位槽为梯形槽，所述梯形槽的小端靠近第三凹槽设置，所述梯形槽小端的宽度大于等于卡接件的宽度且小于第三凹槽的宽度。

上述的一种伸缩钻杆，其特征在于：所述安装管的外径大于外管的内径且小于等于外管的外径。

上述的一种伸缩钻杆，其特征在于：所述卡接件为扇环形卡接件，所述扇环形卡接件的数量为多个，多个所述扇环形卡接件沿外管的内壁周向布设，所述凹槽单元的数量为多个，所述凹槽单元的数量与所述卡接件的数量相同且一一对应。

上述的一种伸缩钻杆，其特征在于：所述第二凹槽的深度、第三凹槽的深度、第一凹槽的深度和错位槽的深度均相同。

上述的一种伸缩钻杆，其特征在于：所述外管下端设置有钻头，所述钻头上开设有与内管内部连通的出浆口。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、控制过程简单的伸缩钻杆的使用方法，其特征在于，该使用方法包括以下步骤：

步骤一、伸缩钻杆的安装：

步骤101、将安装管与桩机的所述动力装置连接，控制所述动力装置移动并带动内管旋转，使内管的错位槽对准外管的卡接件，所述动力装置带动内管下降使卡接件通过错位槽并完全进入第三凹槽内；

步骤102、控制所述动力装置带动内管旋转，直至卡接件完全位于第三凹槽与第一凹槽的交汇处，随后所述动力装置带动内管下降，直至卡接件顶部抵接在第二凹槽顶部，使卡接件经过第一凹槽后完全进入第二凹槽内；

步骤103、控制所述动力装置带动内管反转，直至卡接件水平移出第二凹槽与第一凹槽的交汇处，使卡接件受第二凹槽底部的限制无法向下移动，完成所述伸缩钻杆的安装；

步骤二、初步钻进：保持所述伸缩钻杆的回缩状态，将所述桩机移至待施工桩位旁侧且将所述伸缩钻杆对准桩位；所述动力装置带动所述伸缩钻杆反转向下钻进，直至所述动力装置的顶部与地面的距离为0.5m～1m，此时，停止钻进；

步骤三、提升内杆：

步骤301、控制所述动力装置带动内管正转，直至卡接件完全位于第二凹槽与第一凹槽的交汇处；

步骤302、控制所述动力装置带动内管提升，直至卡接件底部抵接在第三凹槽底部，完成所述内杆的提升；

步骤四、再次钻进：保持所述伸缩钻杆的伸出状态，控制所述动力装置带动内管反转向下钻进，该过程中，卡接件水平移出第三凹槽与第一凹槽的交汇处，随后卡接件受内管反转向下的力作用抵接在第三凹槽顶部，并带动外管反转向下再次钻进；直至钻进至设计孔深；

步骤五、初步提升伸缩钻杆并注浆：保持所述伸缩钻杆的伸出状态，控制所述动力装置带动内管正转向上提升，该过程中，卡接件完全进入第三凹槽与第一凹槽的交汇处，随后卡接件受内管正转向上的力作用抵接在第三凹槽底部，并带动外管正转向上提升，直至所述动力装置提升至高度阈值，所述伸缩钻杆正转向上提升的过程中，通过内管连接注浆设备同步进行混凝土灌注施工，施工形成第一桩段；

步骤六、内杆回缩：停止混凝土灌注施工；控制所述动力装置带动内管下降，直至卡接件顶部抵接在第二凹槽顶部，使卡接件经过第一凹槽后完全进入第二凹槽内，完成所述伸缩钻杆的回缩；

步骤七、再次提升伸缩钻杆并注浆：保持所述伸缩钻杆的回缩状态，控制所述动力装置带动内管反转向上提升，该过程中，卡接件水平移出第二凹槽与第一凹槽的交汇处，随后卡接件受内管反转向上的力作用抵接在第二凹槽底部，并带动外管反转向上提升，直至将所述伸缩钻杆从所成型钻孔中提出；所述伸缩钻杆反转向上提升的过程中，通过内管连接注浆设备同步进行混凝土灌注施工，施工形成第二桩段。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的伸缩钻杆，通过设置凹槽单元与卡接件配合，不再设置多余的电气控制装置控制伸缩钻杆的伸缩，结构简单，极大的减小了伸缩钻杆自身重量，便于运输装卸。

2、本发明采用的伸缩钻杆，通过在内管上设置安装管并与动力装置连接，通过控制内管的旋转和上下从而控制整个伸缩钻杆的旋转和上下，控制过程简单明了，易于学习和操作，减少操作设备所需的学习时间，提高施工效率。

3、本发明采用的伸缩钻杆中所述内杆和所述外杆可拆卸的连接，使设备的维护输更加方便，当内杆或外杆中的一个出现磨损时，更换磨损的杆件即可，无需重新购买或制造整个伸缩钻杆，节约施工成本，在有限的施工成本中提高设备的使用寿命，经济实用。

4、本发明采用的方法，步骤简单，利用动力装置带动内杆旋转从而使卡接件在所述凹槽单元内滑动，通过控制卡接件在所述凹槽单元内的位置从而控制外杆的钻进和提升，操作方便，无需控制多余的电气装置，减少控制对象的数量，操作便易，便于推广使用。

综上所述，本发明设计新颖合理，通过设置凹槽单元与卡接件配合，使内杆和外杆可拆卸的连接，结构简单，极大的减小了伸缩钻杆自身重量，便于运输装卸，无需控制多余的电气控制装置控制伸缩钻杆的伸缩，控制过程简单明了，减少控制对象的数量，操作便易，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明伸缩钻杆的内杆的结构示意图。

图2为图1中拆除安装管后的俯视图。

图3为本发明伸缩钻杆的外杆的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为本发明伸缩钻杆的内杆、外杆和钻头的安装关系示意图。

图6为本发明卡接件与第二凹槽配合时的使用状态图。

图7为本发明卡接件与第三凹槽底部抵接时的使用状态图。

图8为本发明卡接件与第三凹槽顶部抵接时的使用状态图。

图9为图5中内杆伸出时的使用状态图。

图10为本发明使用方法的流程框图。

附图标记说明:

1—外管； 2—卡接件； 3—内管；

4—安装管； 5—第二凹槽； 6—第一凹槽；

7—第三凹槽； 8—错位槽； 9—钻头。

具体实施方式

如图1至图5所示的一种伸缩钻杆，包括外杆和设置在所述外杆内且与外杆滑动配合的内杆，所述外杆包括外管1和固定设置在外管1内壁上部的卡接件2，所述内杆包括内管3和设置在内管3上端且用于与桩机的动力装置配合的安装管4，内管3的外壁沿长度方向开设有与卡接件2滑动配合的凹槽单元；

所述凹槽单元包括沿内管3外壁长度方向开设的第一凹槽6，第一凹槽6靠近安装管4的一端单向扩径形成第二凹槽5，第一凹槽6远离安装管4的一端单向扩径形成第三凹槽7，第二凹槽5和第三凹槽7的扩径方向相同，内管3外壁上开设有与第一凹槽6错位且用于供卡接件2进入第三凹槽7的错位槽8，卡接件2的宽度小于等于第一凹槽6的宽度，错位槽8的宽度大于等于卡接件2的宽度且小于第三凹槽7的宽度。

需要说明的是，一般桩的施工中，下钻钻孔时采用从左至右逆时针下钻，如图1所示，本实施例中，第二凹槽5和第三凹槽7均为第一凹槽6向左扩径形成的凹槽，避免钻杆从左至右旋转下钻时卡接件2沿凹槽单元的左侧上下随意滑动，保证伸缩钻杆可以正常工作；实际使用时，若下钻钻孔时采用顺时针下钻，则第二凹槽5和第三凹槽7均为第一凹槽6向右扩径形成的凹槽，其余大小尺寸和位置关系不变，适用范围广；

需要说明的是，通过设置凹槽单元与卡接件2配合，不再设置多余的电气控制装置控制伸缩钻杆的伸缩，结构简单，极大的减小了伸缩钻杆自身重量，便于运输装卸；

通过在内管3上设置安装管4并与动力装置连接，通过控制内管3的旋转和上下从而控制整个伸缩钻杆的旋转和上下，控制过程简单明了，易于学习和操作，减少操作设备所需的学习时间，提高施工效率；

所述内杆和所述外杆可拆卸的连接，使设备的维护输更加方便，当内杆或外杆中的一个出现磨损时，更换磨损的杆件即可，无需重新购买或制造整个伸缩钻杆，节约施工成本，在有限的施工成本中提高设备的使用寿命，经济实用；

本实施例中，所述错位槽8为梯形槽，所述梯形槽的小端靠近第三凹槽7设置，所述梯形槽小端的宽度大于等于卡接件2的宽度且小于第三凹槽7的宽度。

需要说明的是，所述梯形槽的小端靠近第三凹槽7设置，使卡接件2可以从所述梯形槽的大端更方便的进入第三凹槽7内，减小卡接件2进入第三凹槽7内的操作难度，提高安装速度；

本实施例中，所述安装管4的外径大于外管1的内径且小于等于外管1的外径。

需要说明的是，安装管4卡设在外管1外，使所述内杆可以更好的带动外管1下钻，同时可以减少下钻时的灰尘进入外管1和内管3间隙中的数量，从而降低卡接件2与凹槽单元之间的磨损强度，延长设备的使用寿命，经济实用；

本实施例中，所述卡接件2为扇环形卡接件，所述扇环形卡接件的数量为多个，多个所述扇环形卡接件沿外管1的内壁周向布设，所述凹槽单元的数量为多个，所述凹槽单元的数量与所述卡接件的数量相同且一一对应。

需要说明的是，通过设置多个所述扇环形卡接件和多个所述凹槽单元，保证伸缩钻杆结构的强度，若其中一个所述扇环形卡接件出现损坏时其余扇环形卡接件也可正常工作，为设备的维护争取响应时间，避免施工事故的发生；本实施例中，所述扇环形卡接件的数量为三个；

本实施例中，所述第二凹槽5的深度、第三凹槽7的深度、第一凹槽6的深度和错位槽8的深度均相同。

需要说明的是，第二凹槽5、第三凹槽7和第一凹槽6的深度相同，保证卡接件2在凹槽单元内滑动时的流畅性，设计合理；

本实施例中，所述外管1下端设置有钻头9，所述钻头9上开设有与内管3内部连通的出浆口。

如图6至图10所示的一种伸缩钻杆的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、伸缩钻杆的安装：

步骤101、将安装管4与桩机的所述动力装置连接，控制所述动力装置移动并带动内管3旋转，使内管3的错位槽8对准外管1的卡接件2，所述动力装置带动内管3下降使卡接件2通过错位槽8并完全进入第三凹槽7内；

需要说明的是，通过设置错位槽8，使卡接件2可以滑出第三凹槽7至内管3外，从而使内杆和外杆可拆卸的连接，本实施例中，所述错位槽8为梯形槽，所述梯形槽的小端靠近第三凹槽7设置，所述梯形槽小端的宽度大于等于卡接件2的宽度且小于第三凹槽7的宽度，从而在内杆和外杆的安装过程中，错位槽8能更方便的对准卡接件2，无需精确对准即可使卡接件2滑入第三凹槽7内，加快安装速度，减少对设备精确控制的需求，便于学习和操作；

步骤102、控制所述动力装置带动内管3旋转，直至卡接件2完全位于第三凹槽7与第一凹槽6的交汇处，随后所述动力装置带动内管3下降，直至卡接件2顶部抵接在第二凹槽5顶部，使卡接件2经过第一凹槽6后完全进入第二凹槽5内；

本实施例中，如图1所示，第二凹槽5和第三凹槽7均为第一凹槽6向左扩径形成的凹槽，因此，步骤102中内管3旋转的方向为顺时针方向旋转；

步骤103、控制所述动力装置带动内管3反转，直至卡接件2水平移出第二凹槽5与第一凹槽6的交汇处，使卡接件2受第二凹槽5底部的限制无法向下移动，完成所述伸缩钻杆的安装；

需要说明的是，步骤103中，内管3反转的方向为逆时针方向旋转；

需要说明的是，由于第二凹槽5的宽度大于第一凹槽6的宽度，使第二凹槽5相比于第一凹槽6扩径的部分的下部形成限位块，用于限制位于第二凹槽5内的卡接件2的上下移动，保证所述伸缩钻杆安装完成后的初步钻进过程中结构稳固；

所述伸缩钻杆安装的过程中巧妙利用第三凹槽7顶部的限制和第二凹槽5底部的限制，无需多余的检测手段，也无需预先在桩机内设置安装所述伸缩钻杆所需的内杆旋转角度，即可方便的完成所述伸缩钻杆的安装，操作便捷，使用效果好；

步骤二、初步钻进：保持所述伸缩钻杆的回缩状态，将所述桩机移至待施工桩位旁侧且将所述伸缩钻杆对准桩位；所述动力装置带动所述伸缩钻杆反转向下钻进，直至所述动力装置的顶部与地面的距离为0.5m～1m，此时，停止钻进；

需要说明的是，初步钻进的过程中，当所述动力装置的顶部与地面的距离为0.5m～1m时，受制于配套使用的桩机的塔架的高度限制，当前钻进深度为所述伸缩钻杆处于回缩状态时可以钻进的极限深度，当该极限深度未达到设计孔深时，就需要伸长伸缩钻杆，以便在塔架高度一定的情况下继续钻孔；与增高塔架高度相比，使用所述伸缩钻杆进行钻孔成本更加低廉，同时使用高度较低的塔架便于整体施工过程中塔架的拆卸和移运，有益于提高整体施工的效率，降低施工成本，经济实用；

步骤三、提升内杆：

步骤301、控制所述动力装置带动内管3正转，直至卡接件2完全位于第二凹槽5与第一凹槽6的交汇处；

步骤302、控制所述动力装置带动内管3提升，直至卡接件2底部抵接在第三凹槽7底部，完成所述内杆的提升；

步骤四、再次钻进：保持所述伸缩钻杆的伸出状态，控制所述动力装置带动内管3反转向下钻进，该过程中，卡接件2水平移出第三凹槽7与第一凹槽6的交汇处，随后卡接件2受内管3反转向下的力作用抵接在第三凹槽7顶部，并带动外管1反转向下再次钻进；直至钻进至设计孔深；

步骤五、初步提升伸缩钻杆并注浆：保持所述伸缩钻杆的伸出状态，控制所述动力装置带动内管3正转向上提升，该过程中，卡接件2完全进入第三凹槽7与第一凹槽6的交汇处，随后卡接件2受内管3正转向上的力作用抵接在第三凹槽7底部，并带动外管1正转向上提升，直至所述动力装置提升至高度阈值，所述伸缩钻杆正转向上提升的过程中，通过内管3连接注浆设备同步进行混凝土灌注施工，施工形成第一桩段；

步骤六、内杆回缩：停止混凝土灌注施工；控制所述动力装置带动内管3下降，直至卡接件2顶部抵接在第二凹槽5顶部，使卡接件2经过第一凹槽6后完全进入第二凹槽5内，完成所述伸缩钻杆的回缩；

步骤七、再次提升伸缩钻杆并注浆：保持所述伸缩钻杆的回缩状态，控制所述动力装置带动内管3反转向上提升，该过程中，卡接件2水平移出第二凹槽5与第一凹槽6的交汇处，随后卡接件2受内管3反转向上的力作用抵接在第二凹槽5底部，并带动外管1反转向上提升，直至将所述伸缩钻杆从所成型钻孔中提出；所述伸缩钻杆反转向上提升的过程中，通过内管3连接注浆设备同步进行混凝土灌注施工，施工形成第二桩段。

在实际使用时，当外管1外侧壁上设置有螺纹钻齿时，施工形成第一桩段为螺纹段桩身；由于再次提升伸缩杆并注浆的过程中，所述动力装置带动内管3反转向上提升，进行扫螺操作，因此施工形成的第二桩段为直杆段桩身，直杆段桩身的承压性能更好，直杆段桩身和螺纹段桩身配合使用使整个桩身在一定的注浆量下使用效果更好，承载能力更强。

综上所述，本发明设计新颖合理，通过设置凹槽单元与卡接件2配合，使内杆和外杆可拆卸的连接，结构简单，极大的减小了伸缩钻杆自身重量，便于运输装卸，无需控制多余的电气控制装置控制伸缩钻杆的伸缩，控制过程简单明了，减少控制对象的数量，操作便易，便于推广使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。