CN112814572A - 一种挤土桩复合地基施工用钻头 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种挤土桩复合地基施工用钻头，涉及桩基施工设备的领域，其包括挤压柱和正向钻杆，正向钻杆同轴固定连接于挤压柱一端，还包括压料组件，所述压料组件包括导向杆、压料环和驱动缸，所述导向杆固定连接于所述挤压柱远离所述正向钻杆的一端，所述压料环沿挤压柱的轴线方向与所述导向杆滑动连接，所述驱动缸用于驱动所述压料环运动，所述压料环和所述挤压柱之间形成挤压腔室。本申请具有提高对泥土的挤密程度的效果。

Description

一种挤土桩复合地基施工用钻头

技术领域

本申请涉及桩基施工设备的领域，尤其是涉及一种挤土桩复合地基施工用钻头。

背景技术

在软土地区进行地基施工时，若直接对地基进行钻孔，软土地基的地质缺陷容易造成桩孔孔壁塌落的情况发生，因此，为了改善软土地基钻孔时容易出现塌落的问题，通常采用边钻孔，边将钻出的泥土向桩孔内壁挤压的施工方法。

相关技术中，进行挤密作业的钻头包括圆柱段和锥形螺旋段，圆柱段竖直设置，锥形螺旋段同轴固定连接于圆柱段底壁，锥形螺旋段的直径朝向远离圆柱段的一侧逐渐减小；使用时，锥形螺旋段对土壤进行旋钻，旋钻的土壤被圆柱段挤压，从而达到对桩孔进行挤密的效果。

针对上述中的相关技术，发明人认为，挤压泥土时，旋转的圆柱段将泥土朝向孔壁挤压，但仍有部分泥土被挤出至圆柱段上方，该部分泥土不能被挤压，导致存在挤密程度降低的缺陷。

发明内容

为了提高对泥土的挤密程度，本申请提供一种挤土桩复合地基施工用钻头。

本申请提供的一种挤土桩复合地基施工用钻头采用如下的技术方案：

一种挤土桩复合地基施工用钻头，包括挤压柱和正向钻杆，正向钻杆同轴固定连接于挤压柱一端，还包括压料组件，所述压料组件包括导向杆、压料环和驱动缸，所述导向杆固定连接于所述挤压柱远离所述正向钻杆的一端，所述压料环沿挤压柱的轴线方向与所述导向杆滑动连接，所述驱动缸用于驱动所述压料环运动，所述压料环和所述挤压柱之间形成挤压腔室。

通过采用上述技术方案，作业时，钻头整体转动，转动过程中，驱动缸带动压料环沿导向杆滑动，压料环在朝向挤压柱运动的过程中，由于压料环自身也随着钻杆整体的转动而转动，因此压料环会对泥土有朝向挤压柱一端旋转向下的力，且泥土会由于离心力的作用朝向孔壁一侧运动，从而可将泥土朝向挤压柱一侧旋转挤压，泥土运动至挤压柱外侧时，挤压柱将泥土朝向孔壁一侧进一步挤压，从而可提高对泥土的挤密程度。

可选的，还包括侧压装置，所述侧压装置包括驱动组件和多个圆弧板，所述圆弧板的轴线与所述挤压柱的轴线重合，所述圆弧板沿所述挤压柱周向分布与所述挤压柱外周，驱动组件用于驱动所述圆弧板沿所述挤压柱的直径方向滑动，相邻两个圆弧板的侧壁接触时，侧压装置为非挤压状态，相邻两个圆弧板的侧壁形成侧压间隙时，侧压装置为挤压状态。

通过采用上述技术方案，钻头整体转动的过程中，驱动组件带动多个圆弧板分别沿挤压柱的直径方向往返运动，当泥土运动至圆弧板外侧时，圆弧板沿挤压柱的直径方向运动的过程中，会进一步将泥土朝向孔壁一侧推动，从而可进一步提高对泥土的挤密程度。

可选的，所述挤压柱外壁同轴固接有两个限位环，一个所述限位环一一对应的设于所述挤压柱一端，所述挤压柱外壁和两个所述限位环之间形成限位区，所述侧压装置设于所述限位区内，所述圆弧板一端一一对应的与一个所述限位环接触。

通过采用上述技术方案，将圆弧板一端与一个限位环接触，可减少泥土从限位环和圆弧板的间隙处掉落至圆弧板和挤压柱之间。

可选的，所述驱动组件包括转动驱动件、第一外齿环、多个从动齿轮和多个连杆，所述第一外齿环与所述挤压柱同轴转动连接，所述转动驱动件用于驱动所述第一外齿环转动，所述从动齿轮与所述第一外齿环啮合，所述从动齿轮、连杆和所述圆弧板一一对应设置，所述连杆一端与所述从动齿轮偏心固接另一端与所述圆弧板滑动连接，所述连杆沿所述圆弧板的轴线滑动。

通过采用上述技术方案，驱动组件驱动圆弧板运动时，转动驱动件驱动第一外齿环转动，第一外齿环带动多个从动齿轮同步转动，每一从动齿轮转动时带动连杆沿从动齿轮周向转动，从而改变连杆与圆弧板的铰接点距离挤压柱轴线之间的间距，便可调节圆弧板距离挤压柱轴线的间距，使得圆弧板沿挤压柱的直径方向运动；此种驱动方式可一次性带动多个从动齿轮同步转动，从而便可带动多个圆弧板同步滑动，可使得钻头整体转动的过程中孔壁均匀受力。

可选的，所述转动驱动件包括第二外齿环、主动齿轮和电机，所述第二外齿环与所述第一外齿环同轴固定连接，所述主动齿轮和所述第二外齿环啮合，所述电机用于驱动所述主动齿轮转动。

通过采用上述技术方案，转动驱动件带动第一外齿环运动时，电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动第二外齿环转动，第二外齿环带动第一外齿环转动；此种驱动方式结构简单，作业稳定。

可选的，还包括反向钻杆，所述反向钻杆的螺旋旋向和所述正向钻杆的螺旋旋向相反，所述反向钻杆同轴固定连接于所述挤压柱远离所述正向钻杆的一端。

通过采用上述技术方案，钻头整体转动的过程中，正向钻杆将泥土向上输送，而反向钻杆和正向钻杆的旋向相反，因此反向钻杆可将泥土向下挤压，从而便可将泥土挤压至挤压柱外侧，由挤压柱将泥土朝向孔壁一侧挤压，从而可将泥土挤压的更加密实。

可选的，所述侧压装置还包括多个连接组件，所述连接组件一一对应的设于侧压间隙处，所述连接组件包括两个挤压条，一个所述挤压条一一对应的与一个所述圆弧板铰接，两个所述挤压条远离所述圆弧板的一端铰接连接，所述挤压条远离所述圆弧板的一端沿挤压柱的直径方向与所述限位环弹性滑动连接。

通过采用上述技术方案，两个圆弧板分开时，两个挤压条朝向圆弧板外侧转动，从而便可将侧压间隙封堵，可减少泥土进入圆弧板和挤压柱之间；由于挤压条与限位环弹性连接，因此两个圆弧板靠近时，挤压条便可收回至圆弧板和挤压柱之间。

可选的，所述反向钻杆的直径朝向靠近挤压柱的方向逐渐减小。

通过采用上述技术方案，由于反向钻杆的直径朝向靠近挤压柱的方向逐渐减小，因此反向钻杆的外壁为倾斜状，因此钻头整体转动时，反向钻杆的侧壁可将泥土朝向挤压柱一侧推进，可进一步提高对泥土的挤密程度。

可选的，所述压料环的直径朝向靠近所述挤压柱的方向逐渐减小。

通过采用上述技术方案，由于压料环的直径朝向靠近挤压柱的方向逐渐减小，因此压料环的外壁为倾斜状，因此钻头整体转动时，压料环的侧壁可将泥土朝向挤压柱一侧推进，可进一步提高对泥土的挤密程度。

可选的，所述正向钻杆的直径朝向远离挤压柱的方向逐渐减小。

通过采用上述技术方案，可使得正向钻杆远离挤压柱的一端直径小于靠近挤压柱一端的直径，正向钻杆远离挤压柱的一端直径较小时，便于对泥土进行钻设。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置压料组件将泥土朝向挤压柱一侧挤压，可将泥土挤压的更加密实；

2.通过设置侧压装置将泥土朝向孔壁推进，可进一步提高对泥土挤压的密实程度；

3.通过设置连接组件可减少泥土进入圆弧板和挤压柱之间。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例中驱动组件的结构示意图；

图3是本申请实施例中连接组件的结构示意图；

图4是本申请实施例中压料组件的结构示意图。

附图标记说明：1、正向钻杆；2、挤压柱；21、限位环；211、导向条；212、滑槽；3、驱动组件；31、转动驱动件；311、安装座；312、第一电池；313、电机；314、主动齿轮；315、第二外齿环；32、第一外齿环；33、连接座；34、从动齿轮；35、连杆；351、活动柱；4、圆弧板；41、滑动槽；42、导向槽；5、连接组件；51、挤压条；511、滑动座；52、压缩弹簧；6、反向钻杆；7、压料组件；71、导向杆；72、压料环；721、导向孔；73、驱动缸；74、第二电池。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种挤土桩复合地基施工用钻头。参照图1和图2，一种挤土桩复合地基施工用钻头包括由下至上依次设置的正向钻杆1、挤压柱2、侧压装置、反向钻杆6和压料组件7。

参照图1，正向钻杆1的轴线沿竖直方向设置，且正向钻杆1的直径由上至下逐渐减小，即为正向钻杆1底部为尖头。

参照图1和图2，挤压柱2为轴线竖直的圆柱状，挤压柱2同轴焊接于正向钻杆1顶壁，且挤压柱2的外径小于正向钻杆1顶壁的外径。挤压柱2外壁同轴焊接有两个限位环21，限位环21外径和正向钻杆1顶壁的外径相等，一个限位环21一一对应的设于挤压柱2一端，挤压柱2外壁和两个限位环21之间形成限位区。

参照图2和图3，侧压装置设于限位区内，侧压装置包括驱动组件3、3个圆弧板4和3个连接组件5；驱动组件3包括转动驱动件31、第一外齿环32、3个连接座33、3个从动齿轮34和3个连杆35；转动驱动件31包括安装座311、第一电池312、电机313、主动齿轮314和第二外齿环315；连接座33、从动齿轮34、连杆35和圆弧板4一一对应设置。

参照图2和图3，安装座311焊接于挤压柱2外壁，第一电池312通过螺丝固定连接于挤压柱2外壁，电机313与第一电池312电性连接，电机313为伺服电机313，电机313的机壳与安装座311通过螺丝固定连接，电机313的输出轴通过螺丝与主动齿轮314通过键连接的方式同轴固定连接，第二外齿环315同轴转动连接于挤压柱2外壁，主动齿轮314与第二外齿环315啮合。

参照图2和图3，第一外齿环32与第二外齿环315同轴焊接，3个连接座33沿挤压柱2周向均匀分布，连接座33与挤压柱2外壁焊接，从动齿轮34转动连接于连接座33顶壁，从动齿轮34与第一外齿环32啮合，连杆35一端偏心焊接于从动齿轮34顶壁另一端与圆弧板4滑动连接；圆弧板4内壁沿周向开设有滑动槽41，滑动槽41为T型滑槽，连杆35远离从动齿轮34的一端焊接有活动柱351，活动柱351沿圆弧板4周向滑动连接于滑动槽41内。

参照图2和图3，3个圆弧板4沿挤压柱2的周向均匀分布，圆弧板4的开口朝向挤压柱2一侧设置，且圆弧板4的轴线与挤压柱2的轴线重合；驱动组件3驱动圆弧板4沿挤压柱2的直径方向滑动，限位环21靠近圆弧板4的一端焊接有3个导向条211，导向条211沿限位环21的直径方向设置，圆弧板4端部开设有导向槽42，导向条211设于导向槽42内；相邻两个圆弧板4的侧壁接触时，侧压装置为非挤压状态，此时圆弧板4的外壁和圆弧板4外壁共面；圆弧板4朝向远离挤压柱2的方向运动时，相邻两个圆弧板4的侧壁形成侧压间隙，此时侧压装置为挤压状态。

参照图2和图3，连接组件5一一对应的设于侧压间隙处，连接组件5包括两个挤压条51和一个压缩弹簧52，挤压条51外壁呈与圆弧板4弧度相同的圆弧形，一个挤压条51一一对应的与一个圆弧板4铰接，任一挤压条51远离圆弧板4的一端焊接有竖直的滑动座511，另一挤压条51远离圆弧板4的一端与滑动座511铰接，两个挤压条51远离圆弧板4的一端铰接连接。限位环21靠近挤压条51的一侧开设有滑槽212，滑槽212平行于限位环21的直径方向设置，挤压条51沿滑槽212的走向滑动连接于滑槽212内，压缩弹簧52一端与滑槽212内壁焊接另一端与滑动座511焊接。

参照图2和图3，反向钻杆6同轴焊接于挤压柱2顶壁，反向钻杆6的螺旋旋向和正向钻杆1的螺旋旋向相反，且反向钻杆6的直径朝向靠近挤压柱2的方向逐渐减小，反向钻杆6的最大外径小于限位环21的外径。

参照图2和图4，压料组件7包括导向杆71、压料环72、驱动缸73和第二电池74，导向杆71同轴焊接于反向钻杆6顶壁，压料环72与导向杆71同轴设置，压料环72顶壁沿竖直方向贯穿开设有导向孔721，导向杆71同轴设于导向孔721内，压料环72和挤压柱2之间形成挤压腔室，压料环72侧壁朝向靠近挤压柱2的方向逐渐减小，压料环72的最大直径与限位环21的直径相等；本实施例中驱动缸73为电缸，驱动缸73的缸体通过螺丝与导向杆71外壁固定连接，驱动缸73的活塞杆与压料环72通过螺丝固定连接，第二电池74通过螺丝与导向杆71外壁同轴固定连接，驱动缸73与第二电池74电性连接。

本申请实施例一种挤土桩复合地基施工用钻头的实施原理为：钻孔时，驱动导向杆71转动，导向杆71带动钻头整体转动；钻头转动的过程中，正向钻杆1将泥土向上推动，反向钻杆6将泥土向下推动，与此同时，压料组件7将泥土向下压动，泥土运动至圆弧板4外侧时，圆弧板4将泥土朝向孔壁一侧运动。

压料组件7作业时，驱动缸73驱动压料环72向下运动，从而便可推动泥土运动。

钻头整体转动的过程中，驱动组件3驱动圆弧板4沿挤压柱2的直径方向往返运动，当侧压装置由非挤压状态运动至挤压状态时，圆弧板4推动泥土朝向孔壁一侧运动，在此过程中两个挤压条51朝向圆弧板4外侧转动，压缩弹簧52被拉伸；当侧压装置由挤压状态运动至挤压状态时，压缩弹簧52将滑动座511朝向圆弧板4内侧拉动，两个挤压条51朝向圆弧板4内侧转动。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挤土桩复合地基施工用钻头，包括挤压柱2和正向钻杆1，正向钻杆1同轴固定连接于挤压柱2一端，其特征在于：还包括压料组件7，所述压料组件7包括导向杆71、压料环72和驱动缸73，所述导向杆71固定连接于所述挤压柱2远离所述正向钻杆1的一端，所述压料环72沿挤压柱2的轴线方向与所述导向杆71滑动连接，所述驱动缸73用于驱动所述压料环72运动，所述压料环72和所述挤压柱2之间形成挤压腔室。

2.根据权利要求1所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：还包括侧压装置，所述侧压装置包括驱动组件3和多个圆弧板4，所述圆弧板4的轴线与所述挤压柱2的轴线重合，所述圆弧板4沿所述挤压柱2周向分布与所述挤压柱2外周，驱动组件3用于驱动所述圆弧板4沿所述挤压柱2的直径方向滑动，相邻两个圆弧板4的侧壁接触时，侧压装置为非挤压状态，相邻两个圆弧板4的侧壁形成侧压间隙时，侧压装置为挤压状态。

3.根据权利要求2所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：所述挤压柱2外壁同轴固接有两个限位环21，一个所述限位环21一一对应的设于所述挤压柱2一端，所述挤压柱2外壁和两个所述限位环21之间形成限位区，所述侧压装置设于限位区内，所述圆弧板4一端一一对应的与一个所述限位环21接触。

4.根据权利要求2所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：所述驱动组件3包括转动驱动件31、第一外齿环32、多个从动齿轮34和多个连杆35，所述第一外齿环32与所述挤压柱2同轴转动连接，所述转动驱动件31用于驱动所述第一外齿环32转动，所述从动齿轮34与所述第一外齿环32啮合，所述从动齿轮34、连杆35和所述圆弧板4一一对应设置，所述连杆35一端与所述从动齿轮34偏心固接另一端与所述圆弧板4滑动连接，所述连杆35沿所述圆弧板4的轴线滑动。

5.根据权利要求4所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：所述转动驱动件31包括第二外齿环315、主动齿轮314和电机313，所述第二外齿环315与所述第一外齿环32同轴固定连接，所述主动齿轮314和所述第二外齿环315啮合，所述电机313用于驱动所述主动齿轮314转动。

6.根据权利要求1所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：还包括反向钻杆6，所述反向钻杆6的螺旋旋向和所述正向钻杆1的螺旋旋向相反，所述反向钻杆6同轴固定连接于所述挤压柱2远离所述正向钻杆1的一端。

7.根据权利要求3所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：所述侧压装置还包括多个连接组件5，所述连接组件5一一对应的设于侧压间隙处，所述连接组件5包括两个挤压条51，一个所述挤压条51一一对应的与一个所述圆弧板4铰接，两个所述挤压条51远离所述圆弧板4的一端铰接连接，所述挤压条51远离所述圆弧板4的一端沿挤压柱2的直径方向与所述限位环21弹性滑动连接。

8.根据权利要求6所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：所述反向钻杆6的直径朝向靠近挤压柱2的方向逐渐减小。

9.根据权利要求1所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：所述压料环72的直径朝向靠近所述挤压柱2的方向逐渐减小。

10.根据权利要求1所述的一种挤土桩复合地基施工用钻头，其特征在于：所述正向钻杆1的直径朝向远离挤压柱2的方向逐渐减小。

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