CN103306608B - 钻头和钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明地基施工设备的技术领域，公开了钻头以及包括该钻头的钻孔设备，钻头包括钻杆以及具有通腔的筒体，所述钻杆下端置于所述通腔中，上端向上延伸出所述通腔外，所述通腔中设有连接板件，所述连接板件上设有第一刮刀，所述第一刮刀上设有第一硬质合金块，所述筒体下端面设有第二硬质合金块，且所述第一硬质合金块置于所述第二硬质合金块上方。钻头在钻孔的过程中，第二硬质合金块可以先将地下障碍物磨断，被磨断的地下障碍物会随着土体进入筒体的通腔中，被第一刮刀上的第一硬质合金块再一次切割，从而达到清除地下障碍物的目的，操作简单，施工效率也高，并且施工工期短，且该钻头可简单的装在机械设备上，不需要复杂的结构，其造价低。

Description

钻头和钻孔设备

技术领域

本发明涉及地基施工设备的技术领域，尤其钻头以及包括该钻头的钻孔设备。

背景技术

目前，随着地基基础工程领域的不断扩大，在各种地下工程，如地铁工程，建筑工程，市政工程等工程中，施工底层中含有大量已经施工的钢筋锚杆或预应力钢绞线锚索等地下障碍物，这样，在进行施工钻孔灌注桩或冲孔桩的过程中，钻孔桩施工异常困难。

目前，在含有上述地下障碍物的地区中进行桩基施工，为了避免钻孔桩施工困难，一般采用以下几种方式施工，具体如下：

一、采用人工挖孔桩施工。其可以开挖至锚杆或锚索等地下障碍物的位置时，采用人工的办法切除地下障碍物，但在很多地区，尤其遇到较差的地层时，则无法采用人工挖孔桩施工，如砂层，淤泥等软地层；

二、采用冲孔桩施工。由于冲锤的冲击作用，可以破坏钢筋锚杆，但是对于柔性的钢绞线，始终无法冲断，且采用冲锤有着容易卡锤、吊锤的风险；

三、采用咬合桩施工。虽然可以采用咬合桩所带的套管将钢筋或钢绞线磨断，但是咬合桩成本偏高，令许多单位难以接受；

四、预先采取措施将钢筋或钢绞线挖除，再进行桩基施工的方法。该方法挖除钢筋或钢绞线然后再施工钻孔桩固然可行，但是对于较深的锚杆或锚索仍然无能为力。

综上所述，目前，施工单位无论上述中的某种办法在含有地下障碍物的底层中施工，要么造价高，要么工序复杂，施工步骤较多，导致工期较长。

发明内容

本发明的目的在于提供钻头，旨在解决现有技术中在含有地下障碍物的底层中施工，存在造价高、工序复杂、施工步骤较多以及工期长的问题。

本发明是这样实现的，钻头，包括钻杆以及具有贯穿其上下端的通腔的筒体，所述钻杆下端置于所述筒体的通腔中，上端向上延伸出所述通腔外，所述通腔中设有分别连接于所述钻杆下端外表面和所述通腔内表面的连接板件，所述连接板件上设有第一刮刀，所述第一刮刀上设有第一硬质合金块，所述筒体下端面设有第二硬质合金块，且所述第一硬质合金块置于所述第二硬质合金块上方。

进一步地，所述通腔中设有多层所述连接板件，包括位于最底层的底层连接板件，所述刮刀设于所述底层连接板件上。

进一步地，所述底层连接板件包括多个沿所述筒体径向设置的底层板条，多个所述底层板条均布于所述钻杆下端外表面和所述通腔内表面之间，且相邻的底层板条之间具有间隙。

进一步地，多层所述连接板件还包括顶层连接板件以及中层连接板件，所述顶层连接板件、中层连接板件、底层连接板件依序相间设置。

进一步地，所述顶层连接板件和所述中层连接板件结构一致，包括多个沿所述筒体径向设置的连接板条，多个所述连接板条均布于所述钻杆下端外表面和所述通腔内表面之间，且相邻的连接板条之间具有间隙。

进一步地，所述连接板条的横截面呈T形状。

进一步地，所述钻杆下端设有弧形板件，所述弧形板件的外弧表面设有第二刮刀，所述第二刮刀上设有第三硬质合金块，所述第三硬质合金块位于所述第二硬质合金块上方。

进一步地，所述弧形板件的内弧表面包裹于所述钻杆下端的外表面上，且所述外弧表面朝下设置。

进一步地，所述钻杆延伸出所述通腔的上端外表面设有加强板件，所述加强板件连接于所述筒体上端。

本发明还提供了钻孔设备，其包括上述的钻头以及可带动所述钻头转动的动力元件。

与现有技术相比，由于本发明中的筒体上的第二硬质合金块置于第一刮刀上的第一硬质合金块的下方，钻头在钻孔的过程中，第二硬质合金块可以先将地层中的地下障碍物磨断，进而，被磨断的地下障碍物会随着土体进入筒体的通腔中，被第一刮刀上的第一硬质合金块再一次切割，从而达到清除地下障碍物的目的，操作简单，施工效率也高，并且施工工期短，且该钻头可简单的装在机械设备上，不需要复杂的结构，其造价低。

附图说明

图1是本发明实施例提供的钻头的剖视示意图；

图2是图1中的A-A向剖视示意图；

图3是图1中的B-B向剖视示意图；

图4是图1中的C-C向剖视示意图；

图5是图1中的D-D向剖视示意图；

图6是图1中的E-E向剖视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了钻头，包括钻杆以及具有贯穿其上下端的通腔的筒体，所述钻杆下端置于所述通腔中，上端向上延伸出所述通腔外，所述通腔中设有分别连接于所述钻杆下端外表面和所述通腔内表面的连接板件，所述连接板件上设有第一刮刀，所述第一刮刀上设有第一硬质合金块，所述筒体下端面设有第二硬质合金块，且所述第一硬质合金块置于所述第二硬质合金块上方。

利用本发明中的钻头对含有地下障碍物的地层进行钻孔，可以轻易的将地下障碍物清理出来，操作简单，施工效率也高，并且施工工期短，且造价低。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

如图1～6所示，为本发明实施例提供的一较佳实施例。

本实施例提供的钻头1可用于在含有钢筋锚杆或预应力钢绞线锚索等地下障碍物的地层中进行钻孔，其包括外形呈圆筒状的筒体13、可以连接在外部动力元件上的钻杆11，筒体13中具有贯穿其上下端的通腔131，钻杆11的下端放置在该筒体13的通腔131中，其上端延伸至筒体13的通腔131外，从而可以和外部动力元件连接。

为了使得钻杆11和筒体13连接在一起，筒体13的通腔131中设有连接板件15，连接板件15连接分别连接在钻杆11伸进通腔131中的下端的外表面和筒体13的内表面上，从而使得钻杆11和筒体13稳固的连接在一起，且具有较好的整体性。

为了使得钻头1在具有地下障碍物的地层中钻孔，可以切断地层中的地下障碍物，通腔131中的连接板件15的下表面设有第一刮刀16，第一刮刀16上设有第一硬质合金块17，相对应地，筒体13的下端面上也设有第二硬质合金块14，且第一刮刀16上的第一硬质合金块17置于所述筒体13下端面的第二硬质合金块14上方，即第二硬质合金块14延伸至第一硬质合金块17的下方，从而，当该钻头1在含有地下障碍物的地层中钻孔时，是筒体13上的第二硬质合金块14先和地下障碍物接触的。

这样，当需要在含有地下障碍物的地层中进行钻孔时，可以在动力元件上连接上本实施例中的钻头1，在钻孔的过程中，当遇到锚杆或锚索等地下障碍物时，筒体13下端面上的第二硬质合金块14则会先和地下障碍物摩擦，直至磨断地下障碍物，接着，钻头1继续钻进，第一刮刀16则将已经被磨断的地下障碍物刮进筒体13的通腔131中，并且第一刮刀16上的第一硬质合金块17则会对通腔131中的已经被磨断地下障碍物继续切割，当筒体13内腔中的土体达到一定高度时，则可将钻头1提出，连同已经被破坏的地下障碍物一起提出地面，这样，则可到达在含有地下障碍物的地层中钻孔施工的目的，当然，当地层中不再含有地下障碍物时，则可将动力元件上的钻头1取下，换上常规的钻头。

上述中的钻头1可以顺利的在含有地下障碍物的地层中进行钻孔施工，其可轻易的清除地下障碍物，施工效率高，工期较短则可完成施工，操作工序简单、施工步骤也少，无需增加机械设备，无需较为复杂的结构，具有造价低等特点。

同时，在钻孔过程中，可以采用慢速磨断地下障碍物，避免了像常规钻头那样容易卡钻或是像冲孔桩那样存在卡锤、吊锤的风险。

为了加强钻杆11和筒体13之间的连接强度，增加整体性，钻杆11伸出筒体13通腔131的一端和筒体13上端之间设有加强板件12，该加强板件12的一端连接在钻杆11上端的外表面上，另一端则连接在筒体13的上端。

当然，加强板件12可以为多个，多个加强板件12均布在钻杆11和筒体13之间，且相邻的加强板件12之间具有间隙，这样，可以便于将置于筒体13通腔131中的土体和地下障碍物取出。本实施例中，加强板件12的数量为三个。

本实施例中，筒体13通腔131中设有多层上述中的连接板件15，多层连接板件15相间设置，这样，可保证钻头1的整体性。

具体地，本实施例中的筒体13通腔131中设有三层上述的连接板件15，包括处于最底层的底层连接板件153，上述中的第一刮刀16就是设置在底层连接板件153上，这样，可以保证被筒体13的第二硬质合金块14磨断的地下障碍物一进入筒体13的通腔131中，则会马上被第一刮刀16上的第一硬质合金块17切割。

底层连接板件153包括多个沿筒体13径向布置的底层板条，该多个底层板条均布在钻杆11伸进筒体13通腔131中的下端和筒体13的通腔131的内表面之间，且相邻的底层板条之间具有间隙，第一刮刀16则设置在底层板条侧面，且向下延伸。本实施例中的底层连接板件153包括三个底层板条，当然，根据实际需求，也可以设置三个以上的底层板条。

连接板件15还包括顶层连接板件151以及中层连接板件152，中层连接板件152处于顶层连接板件151和底层连接板件153之间，这样，顶层连接板件151、中层连接板件152以及底层连接板件153呈相间设置。

顶层连接板件151和中层连接板件152的结构相同，其包括多个沿筒体13径向布置的连接板条，并且多个连接板条均匀设置在钻杆11伸进筒体13通腔131中的下端和筒体13的通腔131的内表面之间，且相邻的连接板条之间具有间隙。

本实施例中，顶层连接板件151和中层连接板件152分别都包括了三个连接板条，当然，也可以是三个以上的连接板条，具体视实际需求而定。

为了使得了上述的连接板条具有更好的强度，从而将钻杆11和筒体13连接为稳固的整体，连接板条为T形板条，即其横截面呈T形状，当然，也可以设置为其它多种形状的板条。

为了可以对进入筒体13的土体和被磨断的地下障碍物继续充分切割，本实施例中，钻杆11的下端设有弧形板件10，且该弧形板件10的外弧表面上设有第二刮刀18，该第二刮刀18上设有可以用于对地下障碍物进行切割的第三硬质合金块19。

当然，上述中的第三硬质合金块19位于筒体13的第二硬质合金块14的上方，这样，可以保证钻头1在钻孔操作中，始终是筒体13上的第二硬质合金块14先与地层中的地下障碍物接触的。

上述中的弧形板件10的内弧表面包裹在钻杆11的下端表面上，且外弧表面朝下设置，这样，可以保证设置在弧形板件10外弧表面上的第二刮刀18可以直接对进入筒体13通腔131中的土体和地下障碍物进行切割。

本实施例中，钻孔中设有贯穿其上端的孔位111，可以利用该孔位111和外部的动力元件连接，从而实现动力元件带动钻头1的转动。

上述中的第一硬质合金块17、第二硬质合金块14以及第三硬质合金块19是颗粒状的块体，其更具体的形状则可根据实际需要而定。当然，第一刮刀16上则设有多个第一硬质合金块17，筒体13的下端面上也设置了多个第二硬质合金块14，第二刮刀18上也设置了多个第三硬质合金块19。

本发明还提供了钻孔设备，其包括上述中的钻头1以及用于带动钻头1转动的动力元件，该钻孔设备可以在含有地下障碍物的地层中进行钻孔操作，其上的钻头1可以将地下障碍物轻易的磨断，并带出地面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.钻头，包括钻杆以及具有贯穿其上下端的通腔的筒体，所述钻杆下端置于所述筒体的通腔中，上端向上延伸出所述通腔外，其特征在于，所述通腔中设有分别连接于所述钻杆下端外表面和所述通腔内表面的连接板件，所述连接板件上设有第一刮刀，所述第一刮刀上设有第一硬质合金块，所述筒体下端面设有第二硬质合金块，且所述第一硬质合金块置于所述第二硬质合金块上方；所述钻杆下端设有弧形板件，所述弧形板件的外弧表面设有第二刮刀，所述第二刮刀上设有第三硬质合金块，所述第三硬质合金块位于所述第二硬质合金块上方。

2.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述通腔中设有多层所述连接板件，包括位于最底层的底层连接板件，所述刮刀设于所述底层连接板件上。

3.如权利要求2所述的钻头，其特征在于，所述底层连接板件包括多个沿所述筒体径向设置的底层板条，多个所述底层板条均布于所述钻杆下端外表面和所述通腔内表面之间，且相邻的底层板条之间具有间隙。

4.如权利要求2所述的钻头，其特征在于，多层所述连接板件还包括顶层连接板件以及中层连接板件，所述顶层连接板件、中层连接板件、底层连接板件依序相间设置。

5.如权利要求4所述的钻头，其特征在于，所述顶层连接板件和所述中层连接板件结构一致，包括多个沿所述筒体径向设置的连接板条，多个所述连接板条均布于所述钻杆下端外表面和所述通腔内表面之间，且相邻的连接板条之间具有间隙。

6.如权利要求5所述的钻头，其特征在于，所述连接板条的横截面呈T形状。

7.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述弧形板件的内弧表面包裹于所述钻杆下端的外表面上，且所述外弧表面朝下设置。

8.如权利要求1至6任一项所述的钻头，其特征在于，所述钻杆延伸出所述通腔的上端外表面设有加强板件，所述加强板件连接于所述筒体上端。

9.钻孔设备，其特征在于，包括权利要求1～8所述的钻头以及可带动所述钻头转动的动力元件。