CN102383732A - 一种分段式液压扩底钻斗 - Google Patents

Abstract

一种分段式液压扩底钻斗，涉及钻具技术领域，所解决的是提高孔壁稳定性及施工效率的技术问题。该钻斗包括筒体，及对称安装在筒体两侧的两个上扩杆、两个下扩体，安装在筒体内的分别用于驱动上扩杆及下扩体展开的上扩油缸、下扩油缸；两根上扩杆为直杆，两个下扩体是向外凸出的柱面板，两根上扩杆位于两个下扩体上方，两根上扩杆的外侧杆面及两个下扩体的外侧边均设有多个切削齿；所述筒体的顶端固定有用于连接外部钻杆的方接，其底端设有活动的清底翼，所述清底翼的下边沿设有切削齿。本发明提供的钻斗，适用于桩孔扩底施工。

Description

一种分段式液压扩底钻斗

技术领域

本发明涉及钻具技术，特别是涉及一种分段式液压扩底钻斗的技术。

背景技术

竖向抗压和抗拔承载能力是桩基础的重要工程性能指标。采用桩底扩径方法，可使相同桩径的工程桩具有更高的竖向抗压和抗拔承载能力，即在减少挖掘量、减少使用稳定液、减小桩直径、节约建筑材料的前提下，可构筑具有较高承载力的桩基础，既具备环保价值又具有较高的经济价值。因此，采用底部扩径的桩基础，已成为地下工程桩基础设计、施工的必然发展方向。

目前，在采用旋挖工艺的扩底桩孔施工中所使用的钻具都是外力加压扩张式钻具或自扩张式钻具，这两种钻具在钻设桩孔时都是一次性扩张旋挖成形的，这两种钻具的缺陷在于：1）钻具扩张力较大，且由于一次扩底，扩底部位较大，对土体的扰动亦较大，使得桩孔孔壁稳定性较差；2）桩孔孔壁成形质量不易保证，尤其是外力加压扩张式钻具，在外力消失后，钻具不易回缩，因而很难从成形的桩孔中提出，容易破坏已成形的孔壁，还极易引发施工事故；另外，这两种钻具在扩底桩孔施工中所产生的桩底残留土都需要采用清渣泵另行吸取清除，不仅增加了施工复杂性，而且增加了时间，降低了施工效率。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种所钻设的桩孔孔壁稳定性高，且施工时间短，施工效率高的分段式液压扩底钻斗。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种分段式液压扩底钻斗，其特征在于：包括筒体、上扩油缸、下扩油缸、上扩杆、上连杆、下扩体、下连杆；

所述筒体为直筒，其内腔中同轴固定有一直线形中心导杆，在中心导杆上同轴套设有上下各一个沿其轴线滑动的滑座，位于上方的滑座为上滑座，位于下方的滑座为下滑座；

所述上扩油缸及下扩油缸各有两个，两个上扩油缸轴对称安装在筒体内腔的上部，两个下扩油缸轴对称安装在筒体内腔的下部，两个上扩油缸与两个下扩油缸的活塞杆相互错开且运动方向均平行于筒体的轴线，两个上扩油缸的活塞杆均与上滑座铰接，两个下扩油缸的活塞杆均与下滑座铰接；

所述上扩杆有两根且均为直杆，分别轴对称安装在筒体两侧，两根上扩杆的上端均与筒体枢接，且两根上扩杆的枢转轴线均垂直于筒体的轴线，每根上扩杆的外侧杆面上均沿轴向设有多个切削齿；

所述上连杆有两根，每根上连杆对应一根上扩杆，每根上连杆的一端与上滑座枢接，另一端与对应上扩杆的下部枢接，且每根上连杆相对上滑座及对应上扩杆枢转的枢转轴线均平行于上扩杆相对筒体枢转的枢转轴线；

所述下扩体有两个且均为向外凸出的柱面板，分别轴对称安装在筒体两侧且位于上扩杆下方，每个下扩体的柱面弧心轴线均平行于筒体的轴线，每个下扩体均与筒体单边铰接，且其铰接边平行于其柱面弧心轴线，其铰接边的对侧边设有多个切削齿；

所述下连杆有两根，每根下连杆对应一个下扩体，每根下连杆的一端与下滑座枢接，另一端与对应下扩体的内柱面枢接，且每根下连杆相对下滑座及对应下扩体的枢转轴线均垂直于筒体的轴线；

所述筒体的顶端固定有用于连接外部钻杆的方接，其底端设有转动的擎板，并设有用于擎板转动限位的清底限位件，所述擎板的转动轴线平行于筒体的轴线，在擎板上固定有封住筒体底端开口且能随其转动至使筒体底端开口开放的清底翼，所述清底翼的下边沿设有切削齿。

本发明提供的分段式液压扩底钻斗，筒体上部设有围绕桩孔轴线旋转从下向上逐步打开的一组带切削齿的上扩杆，而筒体下部设有围绕桩孔轴线旋转打开一组带切削齿的下扩体，对称布置的两个上扩杆和两个下扩体的伸缩动作由上扩油缸和下扩油缸分别控制，最大展宽扩径可达到原桩径的二倍，上部两个上扩杆的扩展实现上部土体扩径切割，下部两个下扩体的扩展实现下部土体扩径切割，由于分二次扩径，消耗的扩张推力较小，对桩孔的扰动较小，因而扩径桩孔不易坍塌，所钻设的桩孔孔壁稳定性高，且筒体底端的活动清底翼能清除扩径留土和孔底淤泥，扩底、清底能在同一钻斗上同时实现，节省了扩孔后再次清底的工序，能缩短施工时间，提高施工效率。

附图说明

图1是本发明实施例的分段式液压扩底钻斗的主视剖切图；

图2是本发明实施例的分段式液压扩底钻斗沿图1中的A-A线剖切后的俯视图；

图3是本发明实施例的分段式液压扩底钻斗进行扩底桩上段扩径切削的施工状态示意图；

图4是本发明实施例的分段式液压扩底钻斗进行扩底桩下段扩径切削的施工状态示意图；

图5是本发明实施例的分段式液压扩底钻斗扩底施工完成后的状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1-图2所示，本发明实施例所提供的一种分段式液压扩底钻斗，其特征在于：包括筒体2、上扩油缸3、下扩油缸6、上扩杆4、上连杆10、下扩体12、下连杆7；

所述筒体2为直筒，其内腔中同轴固定有一直线形中心导杆17，在中心导杆17上同轴套设有上下各一个沿其轴线滑动的滑座，位于上方的滑座为上滑座5，位于下方的滑座为下滑座11；

所述上扩油缸3及下扩油缸6各有两个，两个上扩油缸3轴对称安装在筒体2内腔的上部，两个下扩油缸6轴对称安装在筒体2内腔的下部，两个上扩油缸3与两个下扩油缸6的活塞杆相互错开且运动方向均平行于筒体2的轴线，两个上扩油缸3的活塞杆均与上滑座5铰接，两个下扩油缸6的活塞杆均与下滑座11铰接；

所述上扩杆4有两根且均为直杆，分别轴对称安装在筒体2两侧，两根上扩杆4的上端均与筒体枢接，且两根上扩杆4的枢转轴线均垂直于筒体2的轴线，每根上扩杆4的外侧杆面上均沿轴向设有多个切削齿14；

所述上连杆10有两根，每根上连杆10对应一根上扩杆4，每根上连杆10的一端与上滑座5枢接，另一端与对应上扩杆4的下部枢接，且每根上连杆10相对上滑座5及对应上扩杆4枢转的枢转轴线均平行于上扩杆4相对筒体枢转的枢转轴线；

所述下扩体12有两个且均为向外凸出的柱面板，分别轴对称安装在筒体2两侧且位于上扩杆4下方，每个下扩体12的柱面弧心轴线均平行于筒体2的轴线，每个下扩体12均与筒体2单边铰接，且其铰接边平行于其柱面弧心轴线，其铰接边的对侧边设有多个切削齿14；

所述下连杆7有两根，每根下连杆7对应一个下扩体12，每根下连杆7的一端与下滑座11枢接，另一端与对应下扩体12的内柱面枢接，且每根下连杆7相对下滑座11及对应下扩体12的枢转轴线均垂直于筒体的轴线；

所述筒体2的顶端固定有用于连接外部钻杆的方接1，其底端设有转动的擎板，并设有用于擎板转动限位的清底限位件（图中未示），所述擎板的转动轴线平行于筒体的轴线，在擎板上固定有封住筒体底端开口且能随其转动至使筒体底端开口开放的清底翼8，所述清底翼8的下边沿设有切削齿14。

本发明实施例使用时，需先通过方接连接到外部旋转设备的钻杆。

如图5所示，本发明实施例在进行扩底施工前，两根上扩杆及两个下扩体12均处于与筒体贴合的收拢状态。

如图3所示，本发明实施例进行扩底桩上段的扩径切削施工时，上扩油缸3的活塞杆沿筒体2的轴线方向运动，带动上滑座5在中心导杆17上向下滑动，推动上连杆10将上扩杆4下部向外撑出，上扩杆4绕上扩杆转轴9转动，筒体在与方接1相接的钻杆带动下旋转，使上扩杆4的切削齿14实现扩底桩上段的扩径切削，扩底桩上段的扩径切削施工完毕后，上扩油缸3的活塞杆沿筒体2的轴线方向运动，带动上滑座5在中心导杆17上向上滑动，拉动上连杆10将上扩杆4下部向内收拢回复至与筒体贴合的收拢状态。

如图4所示，本发明实施例进行扩底桩下段的扩径切削施工时，下扩油缸6的活塞杆沿筒体2的轴线方向运动，带动下滑座11在中心导杆17上向下滑动，通过下连杆7推动下扩体12向外枢转，使下扩体12向外撑开，筒体在与方接1相接的钻杆带动下旋转，使下扩体12的切削齿14实现扩底桩下段的扩径切削，扩底桩下段的扩径切削施工完毕后，下扩油缸6的活塞杆沿筒体2的轴线方向运动，带动下滑座11在中心导杆17上向上滑动，通过下连杆7拉动下扩体12向内枢转，使下扩体12向内收拢回复至与筒体贴合的收拢状态。

如图5所示，本发明实施例在扩底施工完成后，可打开活动清底翼8清除扩径留土和孔底淤泥，清除方法如下：

利用与方接1相接的钻杆带动筒体旋转，筒体底端的擎板在孔底阻碍下先沿筒体旋转方向的反方向相对筒体转动，从而带动清底翼8转动至使筒体底端开口开放，擎板相对筒体转动一定角度后被清底限位件限位不再相对筒体转动，此时擎板即带动清底翼8随筒体一起转动，清底翼8下边沿的切削齿14随之将扩径留土和孔底淤泥从筒体底端开口收入筒体内腔中，然后钻杆带动筒体反向旋转，筒体底端的擎板在孔底阻碍下沿筒体旋转方向的反方向相对筒体转动，从而带动清底翼8转动至将筒体底端开口封闭，已收集到筒体内的扩径留土和孔底淤泥即被保存在筒体内腔中。 

Claims (1)

1.一种分段式液压扩底钻斗，其特征在于：包括筒体、上扩油缸、下扩油缸、上扩杆、上连杆、下扩体、下连杆；

所述筒体为直筒，其内腔中同轴固定有一直线形中心导杆，在中心导杆上同轴套设有上下各一个沿其轴线滑动的滑座，位于上方的滑座为上滑座，位于下方的滑座为下滑座；

所述上扩油缸及下扩油缸各有两个，两个上扩油缸轴对称安装在筒体内腔的上部，两个下扩油缸轴对称安装在筒体内腔的下部，两个上扩油缸与两个下扩油缸的活塞杆相互错开且运动方向均平行于筒体的轴线，两个上扩油缸的活塞杆均与上滑座铰接，两个下扩油缸的活塞杆均与下滑座铰接；

所述上扩杆有两根且均为直杆，分别轴对称安装在筒体两侧，两根上扩杆的上端均与筒体枢接，且两根上扩杆的枢转轴线均垂直于筒体的轴线，每根上扩杆的外侧杆面上均沿轴向设有多个切削齿；

所述上连杆有两根，每根上连杆对应一根上扩杆，每根上连杆的一端与上滑座枢接，另一端与对应上扩杆的下部枢接，且每根上连杆相对上滑座及对应上扩杆枢转的枢转轴线均平行于上扩杆相对筒体枢转的枢转轴线；

所述下扩体有两个且均为向外凸出的柱面板，分别轴对称安装在筒体两侧且位于上扩杆下方，每个下扩体的柱面弧心轴线均平行于筒体的轴线，每个下扩体均与筒体单边铰接，且其铰接边平行于其柱面弧心轴线，其铰接边的对侧边设有多个切削齿；

所述下连杆有两根，每根下连杆对应一个下扩体，每根下连杆的一端与下滑座枢接，另一端与对应下扩体的内柱面枢接，且每根下连杆相对下滑座及对应下扩体的枢转轴线均垂直于筒体的轴线；

所述筒体的顶端固定有用于连接外部钻杆的方接，其底端设有转动的擎板，并设有用于擎板转动限位的清底限位件，所述擎板的转动轴线平行于筒体的轴线，在擎板上固定有封住筒体底端开口且能随其转动至使筒体底端开口开放的清底翼，所述清底翼的下边沿设有切削齿。

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