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1、10申请公布号CN102667002A43申请公布日20120912CN102667002ACN102667002A21申请号201080058011522申请日20101222200990621920091222AUE02D5/56200601E02D5/54200601E02D27/1220060171申请人澳洲五矿有限公司地址澳大利亚维多利亚72发明人G迪克74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人党晓林王小东54发明名称螺旋桩57摘要提供一种中空铸钢制成的螺旋桩，所述螺旋桩包括锥形本体（10）；台阶状安装部（11）；加强轴环（12）；以及螺旋形螺纹（13）。所述锥形本。
2、体（10）具有上部（14）和会聚到点（16）的较尖锥形的下部（15）。所述安装部（11）包括插口部（12），所述插口部适于进入选定的筒形中空截面（CHS）。所述加强轴环（12）具有上过渡锥形部（23），该上过渡锥形部形成为能够供过大尺寸的CHS焊接的台肩。所述螺纹（13）在其上圈（26）处具有最大直径。所述上圈（26）与所述加强轴环（12）整体地形成并且过渡到上锥形部（14）。所述螺旋形螺纹（13）与所述锥形本体（10）的相应锥度成比例地逐渐变细。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2012061986PCT申请的申请数据PCT/AU2010/0017162010122287PCT申请的。
3、公布数据WO2011/075772EN2011063051INTCL权利要求书2页说明书5页附图7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图7页1/2页21一种螺旋桩，所述螺旋桩包括本体部，所述本体部具有上安装部和下部，所述上安装部构造成轴向附接到桩管，所述下部从所述上部逐渐变细以形成刺入端；大致螺旋形的螺杆部，所述螺杆部形成在所述本体上并且具有朝向所述刺入端的引入部以及具有选定的最大直径的后部；以及支撑部，所述支撑部设置在所述上安装部和所述后部之间。2根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述本体部、所述螺杆部和所述支撑部由钢一体铸造成，所述支撑部和所述上安装。
4、部支撑所述后部的所述直径的至少一半。3根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述上安装部包括大致筒形部，所述下部从所述上部逐渐变细以形成所述刺入端。4根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述安装部构造成具有由环形台肩界定的大致筒形的插口部。5根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述安装部构造成具有内孔，该内孔具有接合装置，该接合装置适于与设置在桩部端的外表面上的相应接合装置选择性地接合。6根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述安装部包括长形插口，该长形插口与所述轴向本体部一体铸造并且适于接收筒形中空截面（CHS）桩的中空环形端。7根据权利要求6所述的螺旋桩，其中，所述环形端抵接所述轴向本体的作为台肩的。
5、加强轴环部。8根据权利要求6所述的螺旋桩，其中，所述长形插口的轴向孔是多边形截面的，以形成用于由定位在所述筒形中空截面桩的孔中的相应驱动元件接合的驱动承口。9根据权利要求8所述的螺旋桩，其中，所述驱动承口是多边形截面的。10根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述螺旋形螺杆的螺纹的直径随着所述轴向本体部的锥度而减小。11根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述螺旋形螺杆的螺纹包括呈板螺旋形的螺旋桩方式的单圈。12根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，设置在所述上安装部和所述后部之间的所述支撑部包括镶铸扶壁部，所述镶铸扶壁部加强所述螺旋形螺杆的螺纹和所述本体部之间的接合。13根据权利要求12所述的螺旋桩。
6、，其中，所述扶壁部朝向前部沿所述螺旋形螺杆的螺纹大致向下延伸。14根据权利要求13所述的螺旋桩，其中，所述扶壁部以体积和截面逐渐减小的方式远离所述后部。15根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述支撑部包括后缘的延伸部，该延伸部以减少的直径以及与所述螺旋形螺杆的螺纹相同的螺距使所述螺旋形螺杆沿所述安装部向上延伸。16根据权利要求15所述的螺旋桩，其中，所述支撑部包括沿所述安装部后缘向上延伸大约半圈的呈渐近线边缘的螺纹延伸部。17根据权利要求15所述的螺旋桩，其中，所述支撑部包括直径向上递减的一圈或更多圈。权利要求书CN102667002A2/2页318根据权利要求1所述的螺旋桩，其中，所述支撑部。
7、包括与所述安装部相邻的大致筒形的加强轴环。19根据权利要求18所述的螺旋桩，其中，所述轴向本体部从所述加强轴环到远离该加强轴环的大致尖端逐渐变细，大致等螺距的螺旋形螺杆的螺纹从位于所述加强轴环处的固定点朝向所述大致尖端延伸。20根据权利要求18所述的螺旋桩，其中，所述螺旋形螺杆的螺纹的直径随着所述轴向本体部的锥度而减小，终止于所述尖端附近。21根据权利要求18所述的螺旋桩，其中，所述加强轴环设置有逐渐变细到所述安装部和所述轴向本体部中的一者或两者的直径的过渡部。22一种用于将螺旋桩管件互连的联接件，该联接件包括铸造阴联接部和铸造阳联接部，该阴联接部具有轴向孔并且包括适于固定到桩管元件的平端的安。
8、装部；与所述安装部相邻的内加强轴环部；从所述加强轴环部延伸的大致筒形的本体部；以及外加强轴环部，所述内加强轴环部和所述外加强轴环部支持在所述孔的壁上形成的一体铸造的突出部，所述阳联接部包括安装部，所述安装部适于固定到桩管元件的平端并且具有带有适于由所述突出部接合的凹部的大致筒形的外表面，所述突出部和所述凹部构造成允许所述阳联接部轴向插入到所述孔中，然后借助旋转而形成扭矩传递接合，由此防止轴向脱离。23根据权利要求22所述的联接件，其中，所述突出部和所述凹部构造成相互接合以防止在推进和退出时轴向分离。24根据权利要求22所述的联接件，其中，提供适于接收横向锁定销的相应横向孔，所述横向锁定销用于将。
9、所述联接件固定到一起以防止在退出时分离。权利要求书CN102667002A1/5页4螺旋桩技术领域0001本发明涉及螺旋桩。本发明具体地应用到用于提供建筑用承重桩的螺旋桩，并且为了说明性目的，本发明将参照该应用来描述。然而，能够想到，本发明总体上能够应用于其他应用，例如支承杆。背景技术0002在本说明书中对任何现有技术的引用不被认为是且不应当被认为是认同或以任何形式建议这些引用的现有技术形成澳大利亚的公知常识的一部分。0003在常规桩难以在基础中安置的情况下，螺旋桩自从至少19世纪早期就被使用。示例包括码头桩等，其中浸没、潮汐条件和地面条件胜过常规桩。在更近的时期，已经开发出螺旋打桩用于更常见。
10、的陆地打桩应用。该领域被充分地理解，并且螺旋桩的各种标准设备配备惯常由工程师规定。0004在澳大利亚专利2003200645中，提供一种螺旋桩端件，该螺旋桩端件包括筒形部以及位于该筒形部的一端处并且与该筒形部接续的向内锥形部。螺旋形的螺杆的一部分形成在筒形部上并且一部分形成在所述锥形部上。螺旋形的螺杆是等螺距的。螺旋形的螺杆的在筒形部上的一部分是恒定直径的，并且螺旋形的螺杆的在锥形部上的一部分具有与该锥形部的外围一致的较小半径以及比该较小半径更大的较大半径。螺旋形的螺杆在锥形部上在较小半径和较大半径之间的宽度朝向所述锥形部的小端减小。螺旋形的螺杆在筒形部上的恒定直径大于筒形部本身的直径的大约两。
11、倍。0005所公开的螺旋桩的所述优势（优于管状轴上的单圈焊接板螺旋线）在于，可能被施加到柄的负载能够借助大直径螺杆传递到地面，而不存在螺旋形的螺杆的不适当扭曲或者螺旋形的螺杆从该柄的剪切。0006根据前述现有技术的设备的缺点在于，当桩被驱动时该桩上的剪切负载点是螺旋形的螺杆的直径是筒形部的直径的至少两倍的部分。这种比值好像是任意的并且不存在对其选择的确定原因。不论如何，所述实施方式的机械缺点在于螺旋螺杆的最大直径部的过度加载。发明内容0007在一个方面，本发明宽泛地在于一种螺旋桩，所述螺旋桩包括0008本体部，所述本体部具有上安装部和下部，所述上安装部构造成轴向附接到桩管，所述下部从所述上部逐。
12、渐变细以形成刺入端；0009大致螺旋形的螺杆部，所述螺杆部形成在所述本体上并且具有朝向所述刺入端的引入部以及具有选定的最大直径的后部；以及0010支撑部，所述支撑部设置在所述上安装部和所述后部之间。0011螺旋桩钻头能够被铸造或制造。例如，所述螺旋桩钻头能够被以由钢铸造。所述支撑部和所述上安装部优选地支撑所述后部的所述选定的最大直径的至少一半，以便支撑说明书CN102667002A2/5页5螺纹（FLIGHT）的最大加载部。0012构造成轴向附接到桩管的所述上安装部能够包括大致筒形部。所述下部能够从上部逐渐减小以形成所述刺入端。所述下部能够以恒定线速度从所述上安装部到远离该上安装部的大致尖端逐。
13、渐变细，以可变速率逐渐变细以便描述轴向曲面、或者按照不同的锥度分级逐渐变细。虽然该锥优选地邻近于所述上安装部是浅的，但是当螺旋形螺杆的螺纹的直径减小时该螺旋形螺杆的螺纹的强度远离该上安装部快速增大，从而允许使用朝向所述大致尖端的较深锥。0013所述安装部能够构造成具有由环形台肩界定的大致筒形的插口部。用这种方法，桩管部能够被推动到所述插口上方，直到所述台肩被接合，由此焊透现场焊接能够固定所述插口、所述台肩和管端。另选地，所述安装部能够构造成具有内孔，该内孔具有接合装置，该接合装置适于与设置在桩部端的外表面上的相应接合装置选择性地接合。所述内孔中的所述接合装置能够定位成借助加强轴环被支承，以防止。
14、该孔扭曲。相互连接的具体构造将在下文描述。0014另选地，所述安装部能够包括长形插口，该长形插口与所述轴向本体部一体铸造并且适于接收筒形中空截面（CHS）桩的中空环形端。所述环形端能够抵接所述轴向本体部的作为台肩的加强轴环部。所述长形插口的轴向孔能够是多边形截面的，以形成用于由定位在所述筒形中空截面桩的孔中的相应驱动元件接合的驱动承口。所述CHS桩能够借助例如盲铆钉的装置固定到所述插口，以最小化与多边形孔的干涉。所述驱动承口优选地是多边形截面的，以在平坦部的承载能力与所述插口的最小壁厚之间达到平衡。0015所述螺旋形螺杆的螺纹的直径随着所述轴向本体部的锥度而减小，并且该螺旋形螺杆的螺纹不需要恒。
15、定直径的单次旋转以达到其指定的保持。所述螺杆螺纹的螺距能够考虑到基底以及待被施加的驱动扭矩凭经验确定。对于各种各样土壤类型的任意指标是所述螺旋形螺杆的螺纹的最大直径的大约25的螺距。0016所述螺旋形螺杆的螺纹能够包括呈板螺旋形（PLATEHELIX）的螺旋桩方式的单圈。根据本发明的单圈板状螺旋桩能够在所述螺纹的前缘上设置有刀刃。0017设置在所述上安装部和所述后部之间的所述支撑部能够包括镶铸扶壁部，所述扶壁部加强所述螺旋形螺杆的螺纹和所述本体部之间接合。所述扶壁能够局限于所述后部或能够朝向前部沿所述螺旋形螺杆的螺纹大致向下延伸。所述扶壁能够以体积和截面逐渐减少的方式远离所述后部，并且能够从所。
16、述后部沿所述螺纹向下在选定距离处消失。0018所述支撑部能够包括后缘的延伸部，该延伸部以减小的直径以及与所述螺旋形螺杆的螺纹相同的螺距使所述螺旋形螺杆沿所述安装部向上延伸。在下限中，该支撑形式能够包括沿安装部后缘向上延伸大约半圈的呈渐近线边缘的螺纹延伸部。在上限中，所述支撑部能够包括直径向上递减的一圈或更多圈。该形式的支撑部可具有有助于使得桩退回的附加优势，否则在退回时该桩可能失速。0019所述支撑部能够包括与所述安装部相邻的大致筒形的加强轴环。在该实施方式中，所述轴向本体部能够从所述加强轴环到远离该加强轴环的大致尖端逐渐变细。大致等螺距的螺旋形螺杆的螺纹能够朝向所述大致尖端从在所述加强轴环处。
17、的固定点延伸。所述螺旋形螺杆的螺纹的直径能够随着所述轴向本体部的锥度再次减小，终止于所述尖端附近。所述加强轴环可能加强所述CHS桩的插入区域。说明书CN102667002A3/5页60020所述大致筒形的加强轴环能够具有与支撑所述安装部相一致的任何轴向范围，并且该轴向范围提供足够的轴向范围的锚定件以在驱动负载下支承所述螺旋形螺杆的螺纹的最大直径以防止扭曲。最小轴向范围可参照轴环直径与螺杆螺纹直径的比、以及轴环材料在弯曲时的屈服强度和所述螺旋形螺杆的螺纹在剪切时的屈服强度来确定。对于其中轴环直径支承螺旋形螺杆的螺纹直径的52的一体式铸钢钻头而言，所述加强轴环的最小轴向尺寸的引导部是在该加强轴环处。
18、的螺杆的螺纹直径的大约10。0021所述加强轴环能够具有这样的直径，该直径被选择成支承在所述加强轴环处的所述螺旋形螺杆的螺纹的总直径的至少一半。轴环直径的最终选择能够考虑具有最小横向截面并且同时最大径向程度地支承所述螺旋形螺杆的螺纹的最大直径的竞争规则而凭经验确定。0022所述加强轴环能够配置有逐渐变细到所述安装部和所述轴向本体部中的一者或两者的直径的过渡部。所述螺旋形螺杆的螺纹与所述加强轴环的接合的特别优势在该螺旋形螺杆的螺纹绕所述过渡部的周向范围被固定的部位提供，以在所述加强轴环处终止。0023在驱动螺旋桩时，接合管长的常规方法是现场焊接扁钢制成的驱动十字轴以加强接头，随后对焊相邻的管端。。
19、澳大利亚专利2003200645附带公开了一种联接装置，其中阴联接部具有多个突起，这些突起压入到假想孔中以及从该假想孔压出，以提供一系列借助轴向引导槽开口与联接自由端互连的三个轴向隔开的周向凹槽。相应的阳部具有三个突出部，每个突出部都与三个轴向隔开的周向凹槽中的具体的一个对应。到所述联接自由端的所述轴向引导槽开口定位在这些凹槽端之间，使得所述轴向引导槽开口在推进或退回时保持与所述阳部接合。0024该布置是稍微脆弱的，并且不能处理高推进和退回负载。0025在另一方面，提供一种用于将螺旋桩管件互连的联接件，该联接件包括铸造阴联接部以及铸造阳联接部。该阴联接部具有轴向孔并且包括适于固定到桩管元件的平。
20、端的安装部；与所述安装部相邻的内加强轴环部；从所述加强轴环部延伸的大致筒形的本体部；以及外加强轴环部，所述内加强轴环部和所述外加强轴环部支持在所述孔的壁上形成的一体铸造的突出部。所述阳联接部包括安装部，所述安装部适于固定到桩管元件的平端并且具有带有适于由所述突出部接合的凹部的大致筒形的外表面，所述突出部和所述凹部构造成允许所述阳联接部轴向插入到所述孔中，然后借助旋转形成扭矩传递接合，由此防止轴向脱离。0026所述突出部和所述凹槽能够构造成相互接合以防止推进和退出时轴向分离。在另选方式中或此外，可能提供适于接收横向锁定销的相应横向孔，所述横向锁定销用于将联接件固定到一起以防止在退出时分离。002。
21、7在其他实施方式中，铸钢连接器部能够配置有台阶状心轴式端，该台阶状心轴式端设置用于现场焊接到一系列桩直径中的任一直径。在又另一实施方式中，铸钢连接器形成为可轴向接合的插口和承口本体，相应本体具有相应横向孔，以允许连接器被固定到一起，从而借助一个或多个主要传动销来传递扭矩。相应本体的自由端能够形成为台阶状插口，以允许被插入到一系列CHS桩，以便焊接。附图说明说明书CN102667002A4/5页70028将参考在附图中示出的本发明的下述非限制性实施方式来描述本发明，在附图中0029图1是根据本发明的螺旋桩钻头的平面图；0030图2是图1的设备的侧视图；0031图3示出了用于桩柱中的阴联接件的剖面。
22、AA，所述阴联接件接合图1的设备；以及0032图4是图3的阴联接件的侧视图；0033图5是图3的阴联接件的立体图；0034图6是图3的阴联接件的剖面BB；0035图7是用于将桩柱连接到图3至图6的阴联接件的阳联接件的剖面AA；0036图8是图7的阳联接件的侧视图；0037图9是图7的阳联接件的立体图；0038图10是图7的阳联接件的剖面BB；0039图11是本发明的另选实施方式的平面图；以及0040图12是图11的设备的侧视图。0041在图1和图2的实施方式中，提供一种螺旋桩钻头，所述螺旋桩钻头包括具有锥形本体10、台阶状安装部11、加强轴环12以及螺旋形螺纹13的一体式中空铸钢单元。锥形本体。
23、10具有浅锥形的上锥形部14以及会聚到刺入点16的较尖锥形的下锥形部15。刺入点16包括刺入到所述钻头的中空部内的切除部17，所述切除部在铸造期间提供空隙通风孔同时改善在使用时该钻头的启动。0042台阶状安装部11包括两个插口部20，这些插口部适于进入选定的CHS桩管端并且由相应锥形台肩21界定，相应CHS管端能够被焊接到相应的锥形台肩21。0043加强轴环12具有中心部分22，该中心部分具有至台阶状安装部11的上过渡锥形部23。上过渡锥形部23形成台肩，过大尺寸的桩CHS能够焊接到该台肩。下过渡锥形部24经由嵌条25从加强轴环12逐渐过渡到上锥形部14。0044螺旋形螺纹13在其上圈26处具。
24、有最大直径。在该点处，加强轴环的直径是最大直径的52。这提供足够的支撑，同时使得轴环的死堵效应最小化。上圈26的上部后缘27弯曲，以有助于退回。上圈26与加强轴环12一体形成并且过渡到上锥形部14。将螺纹13和加强轴环12结合的线、下过渡锥形部24、上锥形部14和下锥形部15的加载由镶铸嵌条30控制。螺旋形螺纹13大致与锥形本体10的相应锥度成比例地逐渐变细。0045筒形中空截面CHS的打桩以单位长度被供应。该打桩可能需要将多个长度接合到一起。0046图3至图6示出了铸钢阴连接器，该阴连接器具有带有内孔32的大致筒形的中空本体31。在该孔32内定位有四个突出部33的两个环形隔开阵列。本体31的。
25、一端敞开以接收阳连接器。另一端包括整体台阶状安装部35，该台阶状安装部35包括两个插口部36，这些插口部适于进入选定CHS桩管端并且由相应锥形台肩37界定，相应CHS管端能够被焊接到该锥形台肩37。0047加强轴环40具有中央部分41，该中央部分具有至台阶状安装部35的外过渡锥形部42。外过渡锥形部42形成能够供过大尺寸的桩CHS焊接的台肩。内过渡嵌条43从加说明书CN102667002A5/5页8强轴环40分级过渡到筒形中空本体31。开口端34由又一一体铸造的外加强轴环来加强。多用途横向孔45提供由手施加扭矩的撬棒或固定阳连接器和阴连接器的传动销（未示出）。0048图7至图10示出了铸钢阳连。
26、接器，该阳连接器具有带有内孔47的大致筒形的中空本体46。四个成形凹部47被铸入大致筒形的中空本体46的外表面内。本体46的一端50是平坦的，以便进入到阴连接器的孔32中。另一端包括一体的台阶状安装部51，该一体台阶状安装部51包括两个插口部52，这些插口部适于进入选定CHS桩管端中并且由相应锥形台肩53界定，相应CHS管端能够被焊接到该锥形台肩。0049凹部47具有引入通道54，阴连接器的突出部33能够进入该引入通道54中，直到相应突出部邻近于定位凹部55为止。之后，取决于该桩是被推进还是退回，这些连接器的相对旋转将突出部33定位在这些凹部55中的一对或另一对中。横向钻孔56定位成使得当连接。
27、器被锁止时，该横向钻孔与一对多用途横向孔45中的一个或另一个对齐，传动销（未示出）可选地固定阳连接器和阴连接器。0050加强轴环57支撑台阶状安装部51。外锥形台肩53是到轴环57的过渡并且是能够供过大尺寸的桩CHS焊接的台肩。0051在图11和图12的另选实施方式中，其中相同的部件与在图1和图2中描述的部件采用相同的标记，提供了一种螺旋桩钻头，该螺旋桩钻头包括具有锥形本体10、台阶状安装部11和螺旋形螺纹13的一体式中空铸钢单元。锥形本体10具有浅锥形的上锥形部14以及会聚到刺入点16的较尖锥形的下锥形部15。刺入点16包括刺入所述钻头的中空部内的切除部17，所述切除部在铸造期间提供空隙通风。
28、孔同时改善在使用时该钻头的启动。0052台阶状安装部11包括两个插口部20，这些插口部适于进入选定CHS桩管端中并且由相应锥形台肩21界定，相应CHS管端能够焊接到所述相应锥形台肩。0053螺旋形螺纹13在中圈26处具有最大直径。中圈26的上部后缘27成为减小直径的螺旋状延伸部60，该减小直径的螺旋状延伸部60在大约一圈内在61处减少为零宽度。这种构造支撑中圈26以及在需要时提供主动退回。0054当然将认识到的是，上文以本发明的描述性示例的方式被给出，但是对于本领域技术人员显而易见的全部这些以及其他修改和变形被认为落入本发明的宽泛精神和范围内，本发明的宽泛精神和范围由所附权利要求书阐述。说明书CN102667002A1/7页9图1说明书附图CN102667002A2/7页10图2图3说明书附图CN102667002A103/7页11图4图5说明书附图CN102667002A114/7页12图6图7说明书附图CN102667002A125/7页13图8图9图10说明书附图CN102667002A136/7页14图11说明书附图CN102667002A147/7页15图12说明书附图CN102667002A15。