CN103291222B - 建筑长螺旋桩机用扩孔钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，包括钻杆，钻杆的下端固定连接有钻尖，所述钻杆的外壁上固定连接有螺旋叶片，所述螺旋叶片的下端部衔接有扩孔装置，所述螺旋叶片上设有可驱动扩孔装置展开或闭合的动力驱动装置。本发明采用上述技术方案的扩孔钻头集钻孔、清孔、扩孔、注浆功能于一体，可通过一次钻进完成桩孔作业，成桩质量高，结构合理，使用方便。

Description

建筑长螺旋桩机用扩孔钻头

技术领域

本发明涉及一种建筑用螺旋桩机的部件，具体的说是涉及建筑长

螺旋桩机用扩孔钻头。

背景技术

目前，高层或大型建筑物基础多采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，在施工过程中大多采用长螺旋桩机钻等径桩，等径桩的承载力差。为增加桩承载力，人们想到了将桩孔适当位置扩大成锥形体，但是现有的钻孔用钻头不能满足施工的要求。

公开号为CN2092595U的中国发明专利公开了一种岩石扩孔钻头，包括钻头体、固定刃具、定心钻头、心轴，钻头体上有扩孔刃具、扩孔刃具一端用铰链及连杆固定在钻头体心轴上，花键套可在花键轴上移动，花键轴固定在钻头体上，钻头旋转时，钻杆轴向力使扩孔刃具径向扩展，钻头以扩展的直径继续钻进，这种扩孔钻可以扩出不同直径和深度的锥顶圆柱形扩底孔。但是这种扩孔钻在进行扩孔时首先要经过普通钻头预先钻好桩孔，然后通过扩孔钻进行扩底孔，这种钻头无法一次成桩，在扩孔完成后还需要另外灌注混凝土，这样就使得施工工艺进一步复杂化，成本提高，施工时间会大大延长。

公开号为CN201220380316.4的中国发明专利公开了一种扩孔钻，包括钻杆，所述钻杆顶端连接钻头，所述钻杆靠近钻头的一端连接翼片，所述翼片的一端连接刮板上端，所述翼片的另一端连接翼片座，所述翼片下端通过固定板连接所述刮板下端，所述钻杆连接一组螺旋叶片，这种扩孔钻在钻进时正传，当达到需要扩孔的位置时进行反转，这时翼片展开对桩底部进行扩孔，扩孔完成后恢复正传这时翼片收拢，同时往下灌注混凝土，实现扩孔。这种扩孔钻不用更换钻头通过一次钻进就可以实现钻孔和扩孔，但是在钻孔完成后还需要专门的灌注混凝土设备进行灌注混凝土，这种成桩过程在钻杆反转时将已带出桩孔外的土重新带入到桩孔内，无法将扩孔的土带出孔外，形不成扩孔，反而造成孔底有虚土。

公开号为CN201460736的中国发明专利公开了中国国家知识产权局公开了名称为钻孔压浆桩注浆搅拌扩底钻头的发明专利，其组成包括，钻头体，所述的钻头体内安装油缸，所述的油缸上端连接法兰，下端连接接头，所述的钻头体下面连接夹板，所述的夹板内安装活动扩底钻尖，所述的钻头体包括钢管，所述的钢管上有螺旋叶片，所述的钢管下面连接圆盘，所述的接头与所述的活动扩底钻尖之间连接连杆，在钻孔作业时，当钻孔到设计深度后，可操作油缸带动连杆使二片钻孔扩底钻尖打开，进行大头作业，从而实现钻、扩、注浆一次完成。此种结构满足增大桩体底部横截面积的功能，相比于直桩能够使桩体更加牢固，但是由于结构的原因存在一些不足：l、油缸设置在钢管内，因此只能进行水泥或其它流体浆料的灌装，如果灌装混凝土浆料，混凝土难以通过，那么灌装混凝土浆料在进入钢管内后，由于砂石料的存在油缸显然无法往外进行扩展，而且油缸在灌装混凝土浆料中，容易发生故障，导致使用寿命缩短；2、钻头在向下钻时，泥浆和沙土容易进入到钢管内，堵塞水泥浆料的下落，导致无法灌注；3、扩底钻头为两块片状的扩底钻尖组成，由于其仅仅靠工作油

缸支撑和带动，无其它固定措施，显然其结构的强度只能在土质松软的环境中应用和施工，难以在土质或地质较硬的环境中使用，如果使用也非常容易损坏，无法保证施工的正常的作要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述技术方案的不足，提供一种集钻孔、清孔、扩孔、注浆功能于一体，可通过一次钻进完成桩孔作业，成桩质量高，

结构合理，使用方便的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头。

为解决上述技术问题本发明采用以下技术方案：建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，包括钻杆，钻杆的下端固定连接有钻尖，所述钻杆的外壁上固定连接有螺旋叶片，所述螺旋叶片的下端部衔接有扩孔装置，所述螺旋叶片上设有可驱动扩孔装置展开或闭合的动力驱动装置。

以下是本发明的进一步改进：

所述扩孔装置包括输土叶片和扩孔叶片，输土叶片用于将桩孔内部的泥土输出到桩孔外部，扩孔叶片用于横向切削泥土形成横向桩孔。

进一步改进：

所述输土叶片与扩孔叶片一体连接，采用一体式连接可有效的增加输土叶片与扩孔叶片之间的连接强度。

进一步改进：

所述输土叶片包括根部、端部、内缘部和外缘部，所述扩孔装置闭合状态时，根部与螺旋叶片的下端面衔接，输土叶片与螺旋叶片配合形成一体结构并沿螺旋叶片的螺旋方向向内弯弧直到其内缘部与钻杆的外壁贴合，且外缘部与螺旋叶片的外螺旋线一致；输土叶片与螺旋叶片配合形成一体结构可将桩孔内部位于螺旋叶片与钻尖之间的泥土输出到桩孔外部，输土叶片内缘部与钻杆的外壁贴合，且外缘部与螺旋叶片的外螺旋线一致的设置可有效提高成桩质量。

进一步改进：

所述扩孔叶片包括主扩孔叶片，所述主扩孔叶片设在靠近输土叶片外缘部的位置。

进一步改进：

所述扩孔叶片还包括两个辅助扩孔叶片。

进一步改进：

所述输土叶片上设有排浆孔，输土叶片的上设有搅拌棍，所述主扩孔叶片、辅助扩孔叶片上也分别设有排浆孔，排浆孔与搅拌棍的设置可加快泥浆的流动，缩短成浆时间。

进一步改进：

所述输土叶片上靠近端部的位置开设有凹槽，所述凹槽内设有高压喷嘴，在钻进时高压喷嘴不断喷出高压水对切削下来的泥土进行冲洗和分解。

进一步改进：

所述螺旋叶片为两组，所述两组螺旋叶片一一对应连接有一组动力驱动装置，所述每组动力驱动装置分别连接有一组扩孔装置。

进一步改进：

所述钻杆上与输土叶片的下端部相对应的位置设有输土活页。

进一步改进：

所述输土活页包括与钻杆固定连接的固定叶片，所述固定叶片通过第二铰链转动连接有活动叶片。

进一步改进：

所述钻杆上位于活动叶片下部的位置固定连接有支座，所述活动叶片可沿第二铰链转动并可搭接在支座上或脱离支座向上翻转。

进一步改进：

所述活动叶片搭接在支座上时，活动叶片与固定叶片形成的上表面呈内凹式的倾斜圆弧面。

进一步改进：

所述输土叶片闭合时活动叶片远离第二铰链的一端与其对应的输土叶片的端部衔接。

进一步改进：

所述动力驱动装置包括油缸，所述油缸的伸缩杆上传动连接有动板，所述动板上转动连接有定板，所述动板与定板之间通过转轴转动连接。

进一步改进：

所述动板包括两个平行设置的立板，所述两个立板之间通过连接轴固定连接，所述连接轴的其中一端穿过立板设在立板外侧，所述其中一个立板与输土叶片固定连接。

进一步改进：

所述钻杆的下端靠近钻尖的位置设有两个注浆口，所述每个注浆口上设有用来封堵或开启注浆口的堵板，所述堵板通过第一铰链与钻杆转动连接。

进一步改进：

所述钻杆的上端设有两个接头座，所述接头座上设有水管接头和油管接头，所述钻杆上位于两个接头座下部的位置分别焊接有一个护管，所述水管接头上连接有水管，所述水管穿过护管与高压喷嘴连通。

本发明采用上述技术方案，可通过一次钻进完成桩孔作业，通过扩孔装置进行扩孔作业，通过钻杆进行注浆作业，螺旋叶片可以将桩孔内的泥土排出桩孔外部。

同时，本发明结构合理，在钻孔、清空、扩孔、注浆工序时互不影响，为保证在钻进时桩孔的质量，在钻进时扩孔装置呈闭合状态，在需要扩孔时扩孔装置才展开，不会影响钻进的质量，同时扩孔装置沿螺旋叶片的螺旋方向设置可保证钻进效率，有效的排出桩孔中的泥土。活动叶片在钻进时，由于自身重力的作用搭接在支座上，同时活动叶片沿扩孔装置的螺旋方向设置可保证钻进效率并保证桩孔中的泥土顺利排出；堵板在钻进时呈关闭状态，当需要注浆时才打开，可有效避免泥浆进入到杆管中堵塞杆管；在注浆时活动叶片在混凝土的作用下向上转动一定角度不会影响泥浆的排出。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图；

附图2为附图1的左视图；

附图3为扩孔装置与动板连接时的结构示意图；

附图4为附图3的左视图。

图中：1-法兰盘；2-钻杆；3-主螺旋叶片；301-辅助螺旋叶片；4-接头座； 5-油管接头；6-水管接头；7-护管； 8-第一油缸；9-动板；901-立板；902-连接轴；10-定板；11-扩孔装置；12-排浆孔；13-高压喷嘴；14-搅拌棍；15-支座；16-输土活页；17-钻尖；18-堵板；19-第一铰链；20-活动叶片；21-第二铰链； 22-固定叶片；23-输土叶片；24-扩孔叶片；25-凹槽；26-转轴；27-铲齿；28-根部；29-端部；30-内缘部；31-外缘部；241-主扩孔叶片；242-辅助扩孔叶片。

具体实施方式

实施例，如图1、图2、图3、图4所示，建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，包括中空的钻杆2，所述钻杆2的上端固定连接有法兰盘1，所述钻杆2的下端固定连接有钻尖17，所述钻杆2的外壁上固定连接有螺旋叶片。

所述螺旋叶片包括主螺旋叶片3、辅助螺旋叶片301，所述主螺旋叶片3由钻杆2的上端沿钻杆2的外壁延伸到钻杆2的中部，所述主螺旋叶片3的上端与法兰盘1固定连接；

所述辅助螺旋叶片301的上端位于主螺旋叶片3的中间位置，所述辅助螺旋叶片301的下端延伸到钻杆2的中部。

所述主螺旋叶片3与辅助螺旋叶片301螺旋方向相同，所述辅助螺旋叶片301的下端与主螺旋叶片3的下端设在同一个水平面上并相对于钻杆2的轴线对称设置。

所述主螺旋叶片3、辅助螺旋叶片301的下端部分别衔接有一个扩孔装置11，所述主螺旋叶片3、辅助螺旋叶片301上分别设有动力驱动装置，所述动力驱动装置与其所在的螺旋叶片上的扩孔装置11转动连接并可带动扩孔装置11展开或闭合。

扩孔装置11闭合时，位于主螺旋叶片3上的扩孔装置11与主螺旋叶片3的下端面衔接，位于辅助螺旋叶片301下端的扩孔装置11与辅助螺旋叶片301下端面衔接。

所述扩孔装置11包括输土叶片23，所述输土叶片23的下表面上一体连接有扩孔叶片24，所述输土叶片23的上表面是呈内凹式的倾斜圆弧面。

所述输土叶片23包括根部28、端部29、内缘部30、外缘部31，扩孔装置11闭合时，所述输土叶片23的根部28与其对应的螺旋叶片的下端面衔接，输土叶片23与其对应的螺旋叶片配合并沿螺旋叶片的螺旋方向向内弯弧直到内缘部30与钻杆的外壁贴合，且外缘部31与螺旋叶片的外螺旋线一致。

所述扩孔叶片24包括主扩孔叶片241，所述主扩孔叶片241设在靠近输土叶片23外缘部31的位置，所述扩孔叶片24还包括两个辅助扩孔叶片242。

所述输土叶片23上设有椭圆形的排浆孔12，所述两个辅助扩孔叶片242上分别设有排浆孔12，排浆孔12的设置可加快泥浆的流动，缩短成浆时间，所述输土叶片23的上表面上固定连接有圆柱形的搅拌棍14，所述输土叶片23上靠近端部29的一端开设有凹槽25，所述凹槽25内设有高压喷嘴13。

所述动力驱动装置包括油缸8，所述油缸8的伸缩杆上传动连接有动板9，所述动板9上转动连接有定板10，所述动板9与定板10之间通过转轴26转动连接；位于主螺旋叶片3上的定板10固定在主螺旋叶片3的下表面上并设在靠近主螺旋叶片3下端的位置，位于主螺旋叶片3上的油缸8远离定板10的一端传动连接于主螺旋叶片3的下表面上；位于辅助螺旋叶片301上的定板10固定在辅助螺旋叶片301的下表面上并设在靠近辅助螺旋叶片301下端的位置，位于辅助螺旋叶片301上的油缸8远离定板10的一端传动连于辅助螺旋叶片301的下表面上。

所述动板9包括两个平行设置的立板901，所述两个立板901之间通过连接轴902固定连接，所述连接轴902的其中一端穿过立板901设在立板901外侧，所述其中一个立板901与输土叶片23固定连接。

油缸8的伸缩杆与连接轴902转动连接，油缸8可以推动动板9转动进而带动输土叶片23旋转。

所述钻杆2上与输土叶片23的下端相对应的位置分别设有一个输土活页16，所述输土活页16包括与钻杆2固定连接的固定叶片22，所述固定叶片22通过第二铰链21转动连接有活动叶片20，所述固定叶片22上设有铲齿27，铲齿27可有效的切削泥土，所述钻杆2上位于活动叶片20下部的位置固定连接有支座15，所述活动叶片20可沿第二铰链21转动转动并可搭接在支座15上或脱离支座15向上翻转。

当活动叶片20搭接在支座15上时，所述活动叶片20与固定叶片22形成的上表面呈内凹式的倾斜圆弧面，所述输土叶片23闭合时活动叶片20远离第二铰链21的一端与其对应的输土叶片23的端部29衔接。

所述钻杆2的下端靠近钻尖17的位置设有两个注浆口，所述两个注浆口沿钻杆2的轴线对称设置，所述每个注浆口上设有用来封堵或开启注浆口的堵板18，所述堵板18通过铰链19与钻杆2转动连接。

所述钻杆2上靠近法兰盘1的位置设有两个接头座4，所述两个接头座沿钻杆2的轴线对称设置，所述接头座4上设有水管接头6、油管接头5，所述钻杆2上位于两个接头座4下部的位置分别焊接有一个护管7，所述水管接头6上连接有水管，所述水管穿过护管7与扩孔装置11上的高压喷嘴13通过连接，所述油缸接头5上的油管穿过护管7与油缸8连接，护管7可有效保护内部的油管与水管不受磨损。

使用时，接头座4中的水管接头6与外部的高压水连通，油管接头5与外部液压油连通；钻孔时，钻尖17进行钻进作业，扩孔装置11呈闭合状态，活动叶片20在重力作用搭接在支座15上，堵板18呈关闭状态；扩孔时，外部的液压油经过油缸接头5通过护管7内的油管进入到油缸8内，油管8动作推动动板9转动，动板9带动扩孔装置11向外旋转一定角度对桩孔壁进行切削，直到转动到设计直径，完成扩孔动作，在此过程中高压喷嘴13不断喷出高压水对切削下来的泥土进行冲洗和分解，搅拌后的泥浆通过输土活叶16的向上活动开启，使泥浆进入叶片3、叶片301排出，扩孔装置11上的搅拌棍14和排浆孔11可以使软化的泥块更快的搅拌成泥浆排出桩孔；泥浆通过主螺旋叶片3、辅助螺旋叶片301排出桩孔；扩孔完成后开始进行注浆，将混凝土注入到桩孔中，通过钻杆2注入混凝土，这时堵板18在混凝土的压力下开启，混凝土进入到桩孔中，混凝土在注入过程中桩孔中的泥土在混凝土的作用下被顶升，在混凝土和泥浆顶升力的作用下活动叶片20脱离支座15并向上转动一定角度，这时剩余的泥浆可顺利的排出桩孔。

Claims (15)

1.建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，包括钻杆（2），钻杆（2）的下端固定连接有钻尖（17），所述钻杆（2）的外壁上固定连接有螺旋叶片，其特征在于：所述螺旋叶片的下端部衔接有扩孔装置（11），所述螺旋叶片上设有可驱动扩孔装置（11）展开或闭合的动力驱动装置，所述扩孔装置（11）包括输土叶片（23）和扩孔叶片（24），所述输土叶片（23）与扩孔叶片（24）一体连接；

所述输土叶片（23）包括根部（28）、端部（29）、内缘部（30）和外缘部（31），所述扩孔装置（11）闭合状态时，根部（28）与螺旋叶片的下端面衔接，输土叶片（23）与螺旋叶片配合形成一体结构并沿螺旋叶片的螺旋方向向内弯弧直到其内缘部（30）与钻杆（2）的外壁贴合，且外缘部（31）与螺旋叶片的外螺旋线一致。

2.根据权利要求1所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述扩孔叶片（24）包括主扩孔叶片（241），所述主扩孔叶片（241）设在靠近输土叶片（23）外缘部（31）的位置。

3.根据根据权利要求2所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述扩孔叶片（24）还包括两个辅助扩孔叶片（242）。

4.根据权利要求3所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述输土叶片（23）上设有排浆孔（12），输土叶片（23）的上设有搅拌棍（14），所述主扩孔叶片（241）、辅助扩孔叶片（242）上也分别设有排浆孔（12）。

5.根据权利要求4所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述输土叶片（23）上靠近端部（29）的位置开设有凹槽（25），所述凹槽（25）内设有高压喷嘴（13）。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述螺旋叶片为两组，所述两组螺旋叶片一一对应连接有一组动力驱动装置，所述每组动力驱动装置分别连接有一组扩孔装置（11）。

7.根据权利要求6所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述钻杆（2）上与输土叶片（23）的下端部相对应的位置设有输土活页（16）。

8.根据权利要求7所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述输土活页（16）包括与钻杆（2）固定连接的固定叶片（22），所述固定叶片（22）通过第二铰链（21）转动连接有活动叶片（20）。

9.根据权利要求8所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述钻杆（2）上位于活动叶片（20）下部的位置固定连接有支座（15），所述活动叶片（20）可沿第二铰链（21）转动并可搭接在支座（15）上或脱离支座（15）向上翻转。

10.根据权利要求9所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述活动叶片（20）搭接在支座（15）上时，活动叶片（20）与固定叶片（22）形成的上表面呈内凹式的倾斜圆弧面。

11.根据权利要求10所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述输土叶片（23）闭合时活动叶片（20）远离第二铰链（21）的一端与其对应的输土叶片（23）的端部（29）衔接。

12.根据权利要求11所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述动力驱动装置包括油缸（8），所述油缸（8）的伸缩杆上传动连接有动板（9），所述动板（9）上转动连接有定板（10），所述动板（9）与定板（10）之间通过转轴（26）转动连接。

13.根据权利要求12所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述动板（9）包括两个平行设置的立板（901），所述两个立板（901）之间通过连接轴（902）固定连接，所述连接轴（902）的其中一端穿过立板（901）设在立板（901）外侧，所述其中一个立板（901）与输土叶片（23）固定连接。

14.根据权利要求13所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述钻杆（2）的下端靠近钻尖（17）的位置设有两个注浆口，所述每个注浆口上设有用来封堵或开启注浆口的堵板（18），所述堵板（18）通过第一铰链（19）与钻杆（2）转动连接。

15.根据权利要求14所述的建筑长螺旋桩机用扩孔钻头，其特征在于：所述钻杆（2）的上端设有两个接头座（4），所述接头座（4）上设有水管接头（6）和油管接头（5），所述钻杆（2）上位于两个接头座（4）下部的位置分别焊接有一个护管（7），所述水管接头（6）上连接有水管，所述水管穿过护管（7）与高压喷嘴（13）连通。