CN116044305A - 方桩钻头及核心部件 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程施工技术领域，具体涉及方桩钻头及核心部件。具体技术方案包括：用于方桩钻头的第一执行部件，安装在方桩钻头的箱体下方两侧，所述第一执行部件包括旋转轴体和第一挖掘执行元件，所述旋转轴体与箱体转动连接，所述旋转轴体外壁固定连接第一挖掘执行元。本发明提供了一种新的方桩钻头及核心部件，可以全程使用设备进行方桩施工，有效减少了劳务人员的井下作业，从源头上规避了项目安全生产风险，实现了方桩施工的全程机械化。

Description

方桩钻头及核心部件

技术领域

本发明属于工程施工技术领域，具体涉及方桩钻头及核心部件。

背景技术

随着我国社会经济的不断发展，国家基础设施建设投资目前更多地向中西部特别是云贵高原、攀西高原、青藏高原等高山险地区域倾斜。国家拟建或在建的多条高速(如四川沿江高速、乐西高速等)或高铁(如川藏铁路等)等基建项目地处多条地震带上，且山高路险，极易发生山体崩塌、泥石流等地质灾害，其临边支护要求较高，施工图设计也加入了更多的方形支护抗滑桩的设计元素。

方形支护桩设计孔径较大，目前多采用人工挖孔的形式成桩，极少采用机械式成孔，因相关机具及技术的局限，其施工质量和效率普遍不理想。而人工挖孔至少存在如下几大弊端：1、危险系数高，安全防护成本高；2、护壁材料损耗量大；3、施工效率严重低下，工效成本虚高；4、人工挖孔施工综合成本太高(含人工挖孔费、电费、护壁材料费、护壁模板费，安全措施费、人工效率低造成的工效成本等)。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋挖钻机方桩工法及设备。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种方桩钻头，所述方桩钻头包括箱体，所述箱体安装有动力驱动装置、动力传动机构和执行装置，所述动力驱动装置包括动力传动轴、第一连接方头、提拉压板和压力传导板，所述箱体中部安装有动力传动轴，所述动力传动轴与箱体转动连接，所述轴承数量为两个，两个所述轴承分别位于箱体上下两侧，所述轴承上下两侧分别设置有第一轴承压板和第二轴承压板，所述第一轴承压板、第二轴承压板与箱体之间通过螺钉连接，所述轴承安装于第一轴承压板和第二轴承压板之间，所述箱体上端通过螺钉连接有提拉压板，所述动力传动轴上侧外壁设置有挡肩，所述挡肩位于提拉压板内，所述挡肩下侧设置有压力传导板，所述压力传导板固定连接于箱体上侧，所述动力传动轴上侧固定连接有动力输入第一连接方头。

优选的，所述动力驱动装置连接有动力传动机构，所述动力传动机构包括第一主动链轮、第二主动链轮、动力输入链轮、第一链条、换向传动箱、传动轴、第一链轮、第二链轮和第二链条，所述动力传动轴中部连接有第一主动链轮和第二主动链轮，所述第一主动链轮位于第二主动链轮上侧，所述箱体内腔的左右两侧均连接有换向传动箱，所述换向传动箱输入轴上端连接有动力输入链轮，左侧的所述动力输入链轮与第一主动链轮之间、右侧的所述动力输入链轮与第二主动链轮之间均安装有第一链条，所述换向传动箱前后两侧均设置有输出轴，所述换向传动箱输出轴通过联轴器连接有传动轴。

优选的，所述动力传动机构连接有执行装置，所述执行装置包括第一执行部件和第二执行部件，所述箱体下方左右两侧均安装有第一执行部件，所述第一执行部件与传动轴之间通过第一链轮、第二链轮和第二链条传动连接，所述传动轴远离箱体的一端均安装有第二执行部件。

优选的，所述第一执行部件包括旋转轴体和第一挖掘执行元件，所述旋转轴体与箱转动连接，所述旋转轴体外壁固定连接有第一挖掘执行元件，所述旋转轴体前后两端均安装有第二链轮，所述传动轴连接有第一链轮，所述第一链轮与从第二链轮位置左右对应，所述第一链轮与第二链轮之间安装有第二链条。

优选的，所述第二执行部件包括履带式驱动轮、履带式从动轮、履带链轨、第二挖掘执行元件、动力板和从动轴，所述履带式驱动轮与传动轴远离箱体的一端连接，所述箱体下方左右两侧均转动连接有从动轴，所述从动轴前后两端均连接有履带式从动轮，所述履带式驱动轮和履带式从动轮位置左右对应，所述履带式驱动轮和履带式从动轮之间安装有履带链轨，所述履带链轨外壁固定连接有动力板，所述动力板前后两侧均连接有第二挖掘执行元件。

优选的，所述箱体下侧连接有提拉保护轴，所述提拉保护轴位于第一动力传动轴下侧。

一种方桩钻头，所述方桩钻头包括动力头部件、动力传动部件和第三执行部件，所述动力头部件包括机架、第二连接方头、第二动力传动轴、回转支承，所述机架中部上下两侧均安装有回转支承，所述机架通过回转支承转动连接有第二动力传动轴，所述第二动力传动轴上端固定连接有第二连接方头，所述机架外侧边缘均匀安装有第三执行部件。

优选的，所述执行部件包括传动轴、轴套和执行切削元件，所述轴套连接于机架外侧边缘，所述轴套内部通过轴承转动连接有传动轴。

优选的，所述执行切削元件包括第一执行切削元件和第二执行切削元件，所述第一执行切削元件和第二执行切削元件分别固定连接于相邻的两个传动轴下端，且所述第一执行切削元件和第二执行切削元件交错分布。

优选的，所述第三执行部件与动力头部件之间设置有动力传动部件，所述动力传动部件包括主动链轮、第一从动链轮、第二从动链轮、第一传动链条和第二传动链条，所述第二动力传动轴上端安装有两个主动链轮，两个所述主动链轮位置上下对应，左侧的所述传动轴上端连接有第一从动链轮，右侧的所述传动轴上端连接有第二从动链轮，上侧的所述主动链轮与第一从动链轮之间安装有第一传动链条，下侧的所述主动链轮与第二从动链轮之间安装有第二传动链条。

优选的，所述第二动力传动轴为台阶轴，且所述第二动力传动轴的台阶部分位于机架下侧。

优选的，所述主动链轮与第一从动链轮、第二从动链轮均适配，且所述第一从动链轮和第二从动链轮相同，所述主动链轮外径长度大于第一从动链轮和第二从动链轮的外径长度。

优选的，所述回转支承为无外齿式回转支承。

一种方桩钻头，所述方桩钻头包括箱体，所述箱体内部的边缘纵向设置有均匀排布的磨削轴套，均匀排布的所述磨削轴套的下端均贯穿箱体的下侧壁延伸至箱体的下端，固定设置有磨削头，所述磨削轴套的上端均贯穿箱体的上侧壁并延伸至箱体的上端，固定设置有液压马达，所述液压马达的侧壁固定设置有出油口，所述出油口的上端设置进油口，所述箱体的内部固定设置油箱，所述油箱设置至少2个，各所述油箱间固定设置电机和液压泵。

优选的，所述电机包括第一电机，所述第一电机的输出端固定设置第一液压泵，所述第一液压泵的侧壁固定设置第一进口和第一出口，所述第一电机的右端固定设置第二电机，所述第二电机的输出端固定设置第二液压泵，所述第二液压泵的侧壁固定设置有第二进口和第二出口。

优选的，所述箱体的上侧壁固定设置有防转板，所述防转板的内部纵向设置有第三连接方头，所述第三连接方头的下侧壁与所述箱体的上侧壁固定连接，所述第三连接方头的侧壁固定设置有对称的方头加强板，所述方头加强板远离第三连接方头的一侧与所述防转板的内壁固定连接。

优选的，所述磨削轴套的内部纵向设置有磨削头传动轴，所述磨削头传动轴的下端与所述磨削头固定连接，所述磨削头传动轴的上端贯穿磨削轴套的上侧壁并与所述液压马达的输出端固定连接，所述磨削头传动轴轴壁的上端与所述磨削轴套转动连接。

优选的，所述磨削头包括刀体和凸起部件，所述凸起部件均匀排布在刀体周围。

优选的，所述液压马达的出油口与油箱连接，所述第一液压泵的第一进口和第二液压泵的第二进口均与所述油箱连接，所述第一液压泵的第一出口和第二液压泵的第二出口均与液压马达连接。

一种方桩清孔钻，包括动力输入第四连接方头与安装机架板，所述动力输入第四连接方头底部连接安装板，所述安装板底部与带外齿回转支承外圈连接，所述带外齿回转支承内圈接在安装机架板顶部中间，所述安装机架板内顶部左右两侧均纵向开设有活动槽，所述活动槽内壁安装有轴承，所述轴承的内壁与连接柱外壁连接，所述连接柱的顶部与传动齿轮连接，所述带外齿回转支承的外圈与传动齿轮啮合，左右两侧所述连接柱的底部分别与绕线筒一、绕线筒二连接，所述安装机架板内中部纵向设有滑柱，所述滑柱正面顶部与底部分别设有连接轴一与连接轴五，所述滑柱的外壁套设有拉伸连接套，所述拉伸连接套正面上方、中部与下方分别设有连接轴二、连接轴三与连接轴四，所述绕线筒一与绕线筒二上分别缠绕有钢丝绳一与钢丝绳二，所述钢丝绳一的另一端通过连接轴一转换打结连接在连接轴二上，所述钢丝绳二的另一端通过连接轴五转换打结连接在连接轴四上，所述安装机架板顶部左右两侧均铰接有夹土板，所述连接轴三通过销轴与传递轴连接，所述传递轴的另一端与夹土板铰接。

本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种新的旋挖钻机方桩工法，可以全程使用设备进行方桩施工，有效减少了劳务人员的井下作业，从源头上规避了项目安全生产风险。本发明还配合该方桩施工工法提供了三种方桩钻头和一种方桩清孔钻，进一步实现了方桩施工的全程机械化。

附图说明

图1为本发明旋挖钻机方桩工法流程示意图；

图2为本发明一种实施方式下方桩钻头结构示意图；

图3为图2的A-A剖视结构示意图；

图4为图2的B-B剖视结构示意图；

图5为图2右视结构示意图；

图6为图2方桩钻头一种实施方式下第二执行部件结构示意图；

图7为图2俯视结构示意图；

图8为图2立体结构示意图；

图9为图2方桩钻头另一种实施方式下第一执行部件示意图；

图10为图2方桩钻头另一种实施方式下第二执行部件示意图；

图11为本发明第二种实施方式下方桩钻头结构示意图；

图12为图11仰视结构示意图；

图13为图11俯视结构示意图；

图14为图13的A-A结构示意图；

图15为图14的B-B结构示意图；

图16为图11的立体结构示意图；

图17为图11方桩钻头的两个执行部件结构示意图；

图18为第一执行切削元件立体结构示意图；

图19为第二执行切削元件立体结构示意图；

图20为本发明第三种实施方式下方桩钻头俯视结构示意图；

图21为图20的前视结构示意图；

图22为图20的A-A向剖视结构示意图；

图23为图21的B-B向剖视结构示意图；

图24为图20方桩钻头的磨削轴套剖视结构示意图；

图25为图20方桩钻头的磨削头结构示意图；

图26为本发明一种实施方式下旋挖方桩清孔钻结构示意图(关闭状态)；

图27为图26的左侧视图；

图28为图26的立体图；

图29为图26方桩清孔钻的夹土板展开结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的第一目的是提供一种旋挖钻机方桩工法，根据地质构造的不同和方形抗滑桩设计规格的不同，采取的施工机械、工艺、钻具等不尽相同，本发明实施例均以设计规格(2.0m×3.0m)的方桩为例。如图1所示，所示工法具体包括如下步骤：

S1：场地平整：预先对施工位置土地平整并压实。

S2：测量放线：在平整的场地上测量数据并对场地放线，标出需要施工钻挖位置。

S3：井口砼护壁：在需要施工钻挖位置通过混凝土浇筑护壁。

S4：钻机就位：钻机移动至护壁处，钻机就位前，压实地面，确保钻机的平稳，在钻进过程中不会因沉陷产生倾斜或位移。

S5：钻机调垂：为确保桩基成孔后的垂直度，根据钻机自带的水平仪调整好钻机钻杆的垂直度，使得钻机钻杆与护壁中心位置对应。

S6：引孔钻进：护壁内设置引孔，基于引孔进行钻进形成方桩钻孔。

根据地质构造的不同，步骤S6中的引孔钻进具体分为以下2种方式钻进：

A.引孔钻进方式1，四角引孔法：地勘报告揭示地层构造较稳定，不易塌孔的桩基，采用φ800mm圆形截齿捞砂钻头【以设计规格(2.0m×3.0m)的方桩为例】在该桩基4个角开梅花状引孔，每个引孔应钻至设计孔底标高。

B.引孔钻进方式2，单孔引孔法：地勘报告揭示地层构造不稳定，容易塌孔的桩基，采用φ1500mm圆形截齿捞砂钻或钻头【以设计规格(2.0m×3.0m)的方桩为例】，为防止桩孔偏位，根据地形地貌及场地条件在该桩基偏离钻机远端方向开引孔，并钻进至设计孔底标高；

S7：复孔钻进：在钻进引孔的基础上，继续钻进复孔，在引孔钻进和复孔钻进后形成预成孔。

根据地质构造的不同，所述复孔钻进具体包括以下两种成孔方式，分别与步骤S6的方式1、2对应：

A.复孔钻进方式1，四角引孔法：地质较稳定的梅花状引孔桩基，旋挖钻机采用φ2000mm圆形截齿捞砂钻在方桩中心钻进，直至钻进到设计桩底标高达到预成孔(对应步骤6的方式1：四角引孔法)。

B.复孔钻进方式2，单孔引孔法：地勘报告揭示地层构造不稳定，容易塌孔单引孔的桩基，采用φ1500mm或φ1800mm圆形截齿捞砂钻在方桩靠旋挖钻机近端钻进，直至钻进到设计桩底标高达到预成孔(对应步骤6的方式2：单孔引孔法)。

因单孔引孔法桩基地质构造较不稳定，在钻进过程中若遇塌孔较为严重时，应合理并及时采取泥浆护壁或深基方桩钢护筒护壁的方式跟进施工。

S8：方孔钻进：根据上述通过钻机的引孔钻进和复孔钻进达到预成孔后，进行方孔钻进，利用钻机的动能，经过动能传动部件机构转换，将横向旋转动能转换成纵向旋转动能，再通过方桩钻头执行部件机构进行掘进修边处理。在方孔钻进过程中，若遇塌孔严重需要埋设护筒时，应根据设计规格每边加大100mm并按与塌孔深度相应长度制作方形钢护筒下放至塌孔标高以下，以起到护壁防止塌孔的作用。因方孔钻进过程中孔壁有大量孔渣掉落至预成孔的孔底，而方桩钻头不具备捞渣功能，所以应在方孔钻进过程中多次重复进行圆形钻头捞渣及方孔钻进，直至方孔钻进到设计孔底标高。

S9：圆钻清孔：在步骤S8之后，进行孔底沉渣清理，先用φ800mm清孔钻清理四个角点沉渣，再用φ2000mm清孔钻清理整个孔底，从一端到另一端反复平扫孔底，直至基本将孔底沉渣清除干净。

S10：方钻清孔：用方形清孔钻头进行孔底沉渣清理，方形清孔的原理是利用活动连杆结合双活页夹渣板，在清孔器强大自重力作用下，慢速提拉中心活动连杆，双活页夹渣板自行闭合将孔底沉渣全部刮至孔底中心处并形成倒三角的夹渣空间，然后用旋挖钻机钻杆提拉方桩清孔器，此步骤可重复多次完成对孔底沉渣的清理，直至完全清除孔底沉渣。

S11：测量沉渣：方钻清孔完毕后利用沉渣盘测量孔底沉渣，合格后方可进行下一步工序；若不合格将进行二次或多次清孔，也可利用圆形清孔钻头反复清孔。

S12：钢筋笼制安：钢筋笼在专用加工厂区按设计要求备料、初加工；在施工现场进行绑扎及焊接成型。

步骤S12中钢筋笼制作安装的施工要点为：钢筋笼直径配筋规格按设计要求；钢筋笼保护层厚度50mm；焊接时不能使主筋断面受损；制作堆放场地应保持平整、清洁，上覆下垫、防雨防水。

钢筋吊装：钢筋笼经验收合格后方可进行吊装安放，检查内容为：笼长、笼径应符合要求；钢筋笼笼顶吊装骨架焊接是否满足安全吊装施工，支护桩纵筋锚入冠梁的长度是否符合设计要求，

方桩钢筋笼吊装应采用四角支撑吊装骨架平行吊装，吊装下放时应高吊慢放，同时在钢筋笼四方由专人扶正，尽量避免剐蹭方桩孔壁，避免造成孔壁渣土掉落形成孔底沉渣。

S13：砼浇注：砼灌注采用水下砼灌注法，方桩设计横断面较大，采用两组导管同时进行施工，其工艺流程包括：吊车就位、测量孔深、核算导管长度、下设导管、砼浇注。

其中，导管长度根据实测孔深确定，施工中导管下端距孔底按200mm～400mm控制孔底出料间隙。

初灌要求：初灌量是砼灌注的关键指标，初灌后应保证导管埋置深度不少于2.0m。

砼浇注：砼强度按设计要求采用水下砼，配合比由拌和站提供并严格执行。每次砼浇注后应及时测量砼面上升高度，计算导管埋深，并及时拆卸导管，导管埋置深度不宜大8.0m；每次拆卸导管后，导管埋置深度不得少于3.0m；当确认砼灌至桩顶时，应仔细探测砼面标高，确认合格后，方可提升导管。砼浇注过程中应组织好人力、物力，连续灌注，不得中间停顿，水下灌注砼应在最短时间内完成。控制最后一次浇筑量，桩顶不得偏低，混凝土上层存在一层与混凝土接触的浮浆层需要凿除，为此混凝土高度需超浇500mm，将设计标高以上的部分用人工或人工配合风镐剔凿，灌注过程中由灌注记录员做好灌注记录。

砼浇注进程中，若有埋设方形钢护筒的桩基，应根据护筒体积及护筒外部塌孔空洞情况核算适量的超灌系数并适量超灌，在砼浇注完成后实时利用吊车等机械将钢护筒拔出。在完成砼浇注48小时后，根据设计要求，将设计桩顶标高以上的部分用人工或人工配合风镐剔凿，完成桩头破除。再根据相关规范要求达到养护期后方可进行桩基检测完成养护成桩即可。

本发明的第二目的是配合上述工法提供一种全新的方桩钻头(主要用于上述工法的步骤S8。)。

所述方桩钻头的一种实施方式如图2-10所示的一种方形钻孔灌注桩基用方桩钻头。需要说明的是：此处的“灌注桩基用”所称的“灌注”并非具体指某一道工序，更不是指代上述工法中的S13，而是代表成桩的形式是“灌注成桩”；此处所用的方桩钻头主要用于上述工法步骤S8。所述方桩钻头包括箱体14，所述箱体14安装有动力驱动装置、动力传动机构和执行装置。箱体14呈长方体状。所述动力驱动装置包括第一动力传动轴18、动力输入第一连接方头11、提拉压板15和压力传导板12。所述箱体14中部安装有第一动力传动轴18，所述第一动力传动轴18通过轴承17与箱体14转动连接。所述轴承17数量为两个，两个所述轴承17分别位于箱体14上下壁板的圆孔内，所述轴承17上下两侧分别设置有第一轴承压板13和第二轴承压板16。所述第一轴承压板13、第二轴承压板16与箱体14之间通过螺钉连接。所述轴承17安装于第一轴承压板13和第二轴承压板16之间，通过第一轴承压板13和第二轴承压板16对轴承17进行固定，所述箱体14上端通过螺钉连接有提拉压板15，所述第一动力传动轴18上侧外壁设置有挡肩130，所述挡肩130位于提拉压板15内。所述挡肩130下侧设置有压力传导板12，所述压力传导板12固定连接于箱体14上侧。挡肩130与第一动力传动轴18为一体成型，结构稳固。

如图3、4所示，所述第一动力传动轴18上侧固定连接有动力输入第一连接方头11。在使用时，所述方桩钻头通过所述第一连接方头11连接于现有的旋挖钻机上，旋挖钻机驱动第一连接方头11旋转，实现动力输入。

所述动力驱动装置连接有动力传动机构，所述动力传动机构包括第一主动链轮19、第二主动链轮110、动力输入链轮127、第一链条128、换向传动箱123、传动轴122、第一链轮129、第二链轮121和第二链条126。所述第一动力传动轴18中部通过螺钉连接有第一主动链轮19和第二主动链轮110。所述第一主动链轮19位于第二主动链轮110上侧。所述箱体14内腔的左右两侧均通过螺栓连接有换向传动箱123，所述换向传动箱123为T形换向传动箱，例如T系列螺旋伞齿轮转向器，为成熟的现有技术。所述换向传动箱123的传动方式为降速传动，所述降速传动为成熟的现有技术，根据齿轮大小调整配合比(速比)即可。采用降速传动，可实现转速的可控降低。所述换向传动箱123输入轴上端通过螺钉连接有动力输入链轮127，左侧的动力输入链轮127与第一主动链轮19位于同一高度，右侧的动力输入链轮127与第二主动链轮110位于同一高度。需要说明的是，图4中，第一主动链轮19和第二主动链轮110重叠，图中只标出第一主动链轮19。左侧的所述动力输入链轮127与第一主动链轮19之间、右侧的所述动力输入链轮127与第二主动链轮110之间均安装有第一链条128。所述换向传动箱123前后两侧均设置有输出轴，所述换向传动箱123输出轴通过联轴器124连接有传动轴122。

所述动力传动机构连接有执行装置，所述执行装置包括第一执行部件118和第二执行部件112。所述箱体14下方左右两侧均安装有第一执行部件118，所述第一执行部件118与传动轴122之间通过第一链轮129、第二链轮121和第二链条126传动连接，所述传动轴122远离箱体14的一端均安装有第二执行部件112。

如图4、5所示，所述第一执行部件118包括旋转轴体120和第一挖掘执行元件119。所述第一挖掘执行原件119为坚硬的凸起结构。所述旋转轴体120与箱体14转动连接，所述旋转轴体120外壁固定连接有第一挖掘执行元件119。所述旋转轴体120前后两端均安装有第二链轮121。所述传动轴122通过螺钉连接有第一链轮129，所述第一链轮129与从第二链轮121位置左右对应，所述第一链轮129与第二链轮121之间安装有第二链条126，传动轴122通过第二链条126带动旋转轴体120转动。所述第一执行部件118布置的第一挖掘执行元件119为坚硬的凸起，优选为“子弹头”形状的凸起。第一挖掘执行元件119的排布方式可以如图4、5所示，均匀排布，与旋转轴体120平行；也可以如图9所示，在旋转轴体120表面呈螺旋状分布。优选的方案为：各第一挖掘执行元件119间的间隙为10-20mm。

如图4、6所示，所述第二执行部件112包括履带式驱动轮115、履带式从动轮113、履带链轨114、第二挖掘执行元件117、动力板116和从动轴125。所述履带式驱动轮115与传动轴122远离箱体14的一端通过螺钉连接。所述箱体14下方左右两侧均转动连接有从动轴125，所述从动轴125前后两端均通过螺栓连接有履带式从动轮113。所述履带式驱动轮115和履带式从动轮113位置左右对应，所述履带式驱动轮115和履带式从动轮113之间安装有履带链轨114。所述履带链轨114外壁固定连接有动力板116，所述动力板116前后两侧均焊接有第二挖掘执行元件117，传动轴122带动履带式驱动轮115转动，从而使履带链轨114转动，第二挖掘执行元件117跟随履带链轨114进行转动。每个第二执行部件112上可以设置一组所述第二挖掘执行元件117和动力板116，也可以如图10所示，设置多组第二挖掘执行元件117和动力板116。所述第二挖掘执行元件117优选为“子弹头”形状。优选的方案为：第二挖掘执行元件117的“子弹头”朝向方向与履带式驱动轮115旋转方向保持一致。

如图3所示，所述箱体14下侧通过螺钉连接有提拉保护轴111。所述提拉保护轴111位于第一动力传动轴18下侧，当提拉压板15出现故障时，由提拉保护轴111实现防掉保护，防止第一动力传动轴18掉落。

本实施方式的工作原理：当方桩钻头向下工作时，向下预压力通过动力输入第一连接方头11传递至第一动力传动轴18，第一动力传动轴18通过压力传导板12将预压力传递至箱体14。当方桩钻头向上运动时，第一动力传动轴18通过挡肩130与提拉压板15处于配合状态，进而将提拉作用力传递至箱体14。动力输入时，第一动力传动轴18处于旋转状态，箱体14静止不动，由旋挖钻机动力头驱动动力输入第一连接方头11，输入动力源。动力传动机构将动力驱动装置上的动力传递给执行装置，旋挖钻机动力头通过动力输入第一连接方头11带动第一动力传动轴18转动，通过第一链条128传动，第一动力传动轴18带动动力输入链轮127转动，动力输入链轮127带动换向传动箱123输出轴转动，通过换向传动箱123输出轴带动传动轴122转动，传动轴122带动第一执行部件118与第二执行部件112工作。传动轴122通过第二链条126带动旋转轴体120转动，第一挖掘执行元件119跟随旋转轴体120转动，传动轴122同时能够带动履带式驱动轮115转动，履带式驱动轮115带动履带链轨114转动，第二挖掘执行元件117跟随履带链轨114转动，用于向下掘进，方桩钻头在圆孔的基础上进行掘进，将孔壁切平整。

所述方桩钻头的另一种实施方式如图11-19所示，一种切削式方桩钻头，包括动力头部件21、动力传动部件27和第三执行部件211。所述动力头部件21包括机架22、第二连接方头24、第二动力传动轴25、回转支承26。所述机架22中部上下两侧均安装有回转支承26，所述机架22通过回转支承26转动连接有第二动力传动轴25，所述第二动力传动轴25上端固定连接有第二连接方头24，旋挖钻机通过第二连接方头24输入动力，带动第二动力传动轴25转动。

所述机架22外侧边缘均匀安装有第三执行部件211。如图17-19所示，所述第三执行部件211包括传动轴215、轴套216和执行切削元件212。所述轴套216通过螺钉连接于机架22外侧边缘，所述轴套216内部通过轴承转动连接有传动轴215。所述执行切削元件212包括第一执行切削元件217和第二执行切削元件218。所述第一执行切削元件217和第二执行切削元件218分别固定连接于相邻的两个传动轴215下端，且所述第一执行切削元件217和第二执行切削元件218交错分布。执行切削元件212自身结构切削部分高低交错分布，如图17所示，以此来实现切削位置让位和交叉切削。一种实施方式下，单个第一执行切削元件217包括对称设置的多个“二”字形结构，“二”字形结构上下两横等长，且横向结构上设置数个凸起。对应的，单个第二执行切削元件218包括对称设置的多个“一”字形结构，“一”字形结构的数量、形状、大小均与第一执行切削元件217的“二”字形结构对应，可刚好卡合到两个横向结构中间；同样的，“一”字形结构的横向结构上也设置数个凸起。当第一执行切削元件217和第二执行切削元件218卡合配合时，两者横向结构上的凸起间错设置。一种实施方式下(图示实施方式)，单个第一执行切削元件217上的“二”字形结构和单个第二执行切削元件218上的“一”字形结构分别设置为3个。如图12所示，多个执行切削元件212整体呈矩形排列，各执行切削元件212沿箱体内壁依次排布，彼此各不干涉，用于切削出方孔桩。

如图14、15所示，所述第三执行部件211与动力头部件21之间设置有动力传动部件27，所述动力传动部件27包括主动链轮23、第一从动链轮29、第二从动链轮210、第一传动链条213和第二传动链条214。所述第二动力传动轴25上端安装有两个主动链轮23，两个所述主动链轮23位置上下对应。左侧的所述传动轴215上端通过螺钉连接有第一从动链轮29，右侧的所述传动轴215上端通过螺钉连接有第二从动链轮210。第一从动链轮29与上侧的主动链轮23位于同一平面，第二从动链轮210与下侧的主动链轮23位于同一平面。上侧的所述主动链轮23与第一从动链轮29之间安装有第一传动链条213，下侧的所述主动链23与第二从动链轮210之间安装有第二传动链条214，通过主动链轮23带动第一从动链轮29、第二从动链轮210转动，进而带动执行切削元件212转动，进行切削(为避免线条过多影响整洁，图14中未示意出第一传动链条213和第二传动链条214)。

所述主动链轮23与第一从动链轮29、第二从动链轮210均适配，且所述第一从动链轮29和第二从动链轮210外径长度相同。所述主动链轮23外径长度大于第一从动链轮29和第二从动链轮210的外径长度，即通过大链轮带动小链轮转动，以此来实现传动增速的目的。

所述第二动力传动轴25为台阶轴，且所述第二动力传动轴25的台阶部分位于机架22下侧，实现第二动力传动轴25动力输入转动，机架22处于静止不动状态，同时可实现当回转支承26出现故障时，第二动力传动轴25台阶部分可对机架22实现支承和保护功能。所述回转支承26为无外齿式回转支承。所述机架22上侧通过螺钉连接有防护罩28。

本实施方式的工作原理：旋挖钻机通过第二连接方头24输入动力，带动第二动力传动轴25转动，第二动力传动轴25同时带动上下两个主动链轮23转动。由于上侧的主动链轮23通过第一传动链条213与第一从动链轮29传动连接，下侧的主动链轮23通过第二传动链条214与第二从动链轮210传动连接，从而带动传动轴215转动，进而带动执行切削元件212转动，进行切削，在圆孔桩的基础上钻出方孔桩。

所述方桩钻头的第三种实施方式如图20-25所示，液压式磨削方桩钻头，包括箱体31，箱体31内部的边缘纵向设置有均匀排布的磨削轴套32。均匀排布的磨削轴套32的下端均贯穿箱体31的下侧壁延伸至箱体31的下侧外端并固定设置有磨削头33。磨削轴套32的上端均贯穿箱体31的上侧壁并延伸至箱体31的上侧外端并固定设置有液压马达34。液压马达34的侧壁固定设置有出油口，出油口的上端固定设置有进油口。箱体31的内部固定设置有对称的油箱35，出油口和进油口分别通过管线与各对应的油箱35连接，实现进出油；具体进出油方向如图22中的箭头方向所示。油箱35可以根据实际需要设置多个，图示为设置2个的情况。两个油箱35之间固定设置有第一电机36，第一电机36的输出端固定设置有第一液压泵37。第一液压泵37的侧壁固定设置有第一进口和第一出口，第一电机36的右端固定设置有第二电机38，第二电机38的输出端固定设置有第二液压泵39，第二液压泵39的侧壁固定设置有第二进口和第二出口。液压马达34的出油口与油箱35连接固定，第一液压泵37的第一进口和第二液压泵39的第二进口均与油箱35固定连接，第一液压泵37的第一出口和第二液压泵39的第二出口均与液压马达34固定连接。

箱体31的上侧壁固定设置有防转板310，防转板310的内部纵向设置有第三连接方头311。第三连接方头311的下侧壁与箱体31的上侧壁固定连接，第三连接方头311的侧壁固定设置有对称的方头加强板312，方头加强板312远离第三连接方头311的一侧与防转板310的内壁固定连接。

如图24所示，磨削轴套32的内部纵向设置有磨削头传动轴313，磨削头传动轴313与磨削轴套32之间设置轴承隔圈318，磨削头传动轴313的下端通过轴承319与磨削头33固定连接。磨削头传动轴313的上端贯穿磨削轴套32的上侧壁并与液压马达34的输出端固定连接。磨削头传动轴313轴壁的上端通过锁紧螺母314与磨削轴套32转动连接。液压马达34的下端固定设置有夹子315。夹子315是液压马达34和磨削头传动轴313的连接部件，具体为键和夹子组成的结构。磨削头传动轴313上设置有孔和键，液压马达34的输出轴上对应设置轴和键。夹子315将两处锁紧夹紧实现连接，这是成熟的现有技术，也可以通过其他现有技术实现液压马达34和磨削头传动轴313的连接。如图25所示，磨削头33包括刀体316和坚硬的合金材质的凸起部件317，凸起部件317均匀排布的设置在刀体316的周围；图中顶部方形凸起部分为磨削头33刀体316部分上设置的一个方形定位止口。

本实施方式的工作原理：将旋挖钻机的第三连接方头311直接硬性连接(刚性连接)于方桩钻头的箱体31之上，并在第三连接方头311与箱体31之间设置方头加强板312，对其连接强度进行加强。本实施方式下，方桩钻头的磨削头33的动力由液压系统进行驱动，液压系统的动力由独立电机驱动。当第一电机36和第二电机38接通电源转动后，带动第一液压泵37和第二液压泵39工作，第一液压泵37和第二液压泵39分别由第一进口和第二进口从油箱35吸入液压油，液压油分别由第一出口和第二出口经液压系统通过各出油口和进油口传递至各个液压马达34，进而带动液压马达34转动。液压马达34安装于方桩钻头箱体31上，其液压马达34的输出轴与磨削头33的传动轴313相连接，从而实现磨削头33的转动。磨削头33的轴沿方桩钻头箱体31四壁规则分布，并根据工况实际情况，进行液压系统的串联或者并联连接，以此来实现方桩钻头箱体31四壁的所有磨削头33的转动。

本发明的第三目的是配合上述工法提供一种全新的方形清孔钻头(主要用于上述工法的步骤S10)。具体如图26-29所示，一种旋挖方桩清孔钻，包括用于输入动力的第四连接方头41与安装机架板44。所述第四连接方头41底部焊接有安装板，所述安装板底部与带外齿回转支承42外圈连接；所述带外齿回转支承42内圈通过螺钉螺接在安装机架板44顶部中间。回转支承42类似轴承结构，其内外圈分别有安装止口和安装螺钉孔，内外圈可分别独立旋转；带外齿回转支承42指在其外圈部分有渐开线的齿形结构。此处的与回转支承42外圈连接具体指安装板通过定位止口和螺钉与回转支承42的外圈部分进行连接，当动力输入的第四连接方头41回转运动时，可带动回转支承42的外圈部分转动以传递动力，而回转支承42内圈部分与安装机架板44连接，保持安装机架板44的静止不动。所述安装机架板44内顶部左右两侧均纵向开设有活动槽，所述活动槽内壁安装有轴承，所述轴承的内壁与连接柱外壁连接。所述连接柱的顶部延伸至安装机架板44外部，与传动齿轮43连接。所述带外齿回转支承42的外圈分别与各传动齿轮43啮合。左右两侧所述连接柱的底部分别与绕线筒一45、绕线筒二46连接。动力通过输入第四连接方头41输入，带动外齿回转支承42作回转运动，并将回转运动通过传动齿轮43分别传递至绕线筒一45和绕线筒二46，带动绕线筒一45和绕线筒二46转动。

所述安装机架板44内中部纵向设有滑柱，所述滑柱正面顶部与底部分别设有连接轴一47与连接轴五412。所述滑柱的外壁套设有拉伸连接套410，所述拉伸连接套410正面上方、中部与下方分别设有连接轴二49、连接轴三414与连接轴四413。所述绕线筒一45与绕线筒二46上分别缠绕有钢丝绳一48与钢丝绳二411。所述钢丝绳一48的另一端通过连接轴一47转换打结连接在连接轴二49上；所述钢丝绳二411的另一端通过连接轴五412转换打结连接在连接轴四413上。绕线筒一45和绕线筒二46上的钢丝绳一48与钢丝绳二411为一个绕线筒收线、一个绕线筒放线，绕线筒一45和绕线筒二46外径、转动角速度完全一致，从而实现绕线和放线的长度相等。所述安装机架板44顶部左右两侧均铰接有夹土板416，所述连接轴三414通过销轴与传递轴415连接，所述传递轴415的另一端与夹土板416铰接。传递轴415对称设置，数量与夹土板416数量相等。绕线筒一45旋转且钢丝绳一48向上运动收短时，带动拉伸连接套410向上运动，各传递轴415之间的夹角收小(由于视图关系，图26只示意出1个传递轴415)，带动夹土板416向中合拢进行夹土操作；同时，绕线筒二46上的钢丝绳二411同长度放长。如图27所示，动力输入第四连接方头41带动绕线筒二46反向旋转(旋转方向与图26中箭头旋转方向相反，即与夹土时的旋转方向相反。需要说明的是：图示方向仅为示意，实践中可以根据实际情况、线的缠绕方向实现顺时针旋转打开或逆时针旋转打开)，且其上钢丝绳二411向下运动收短，夹土板416在自重作用下有向下打开趋势，拉伸连接套410向下运动，两传递轴415之间的夹角变大，实现夹土板416的打开；同时，绕线筒一45转动使钢丝绳一48同长度放长。

所述夹土板416的外壁设有耐磨防腐蚀层，耐磨防腐蚀层为耐磨防腐蚀涂料，延长了使用寿命，提高了耐磨、防腐蚀性能。所述带外齿回转支承42外壁与传动齿轮43的外壁均设有润滑层，润滑层为润滑油，提高了传动性。

本实施方式工作原理：动力通过第四连接方头41输入，带动外齿回转支承42作回转运动，回转运动通过传动齿轮43分别传递至绕线筒一45和绕线筒二46，进而带动绕线筒一45和绕线筒二46转动。绕线筒一45上缠绕的钢丝绳一48与绕线筒二46上缠绕的钢丝绳二411分别进行正反方向的缠绕。绕线筒一45和绕线筒二46作相同方向旋转，绕线筒一45和绕线筒二46上的钢丝绳一48与钢丝绳二411为一个绕线筒收线、一个绕线筒放线，绕线筒一45和绕线筒二46外径、转动角速度完全一致，这样就实现了绕线和放线的长度相等。夹土板416通过销轴连接于安装机架板44上，夹土板416可绕着各自的转动中心作转动。这样当动力输入第四连接方头41正向旋转时，绕线筒一45旋转且钢丝绳一48向上运动收短，带动拉伸连接套410向上运动，两传递轴415之间的夹角收小，带动夹土板416向中合拢进行夹土操作，同时绕线筒二46上的钢丝绳二411同长度放长。当动力输入第四连接方头41反向旋转时，绕线筒二46反向旋转，其上钢丝绳二411向下运动收短，夹土板416在自重作用下有向下打开趋势，拉伸连接套410向下运动，两传递轴415之间的夹角变大，实现夹土板416的打开，同时绕线筒一45转动使钢丝绳一48同长度放长。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.用于方桩钻头的第一执行部件(118)，其特征在于：安装在方桩钻头的箱体(14)下方两侧，所述第一执行部件(118)包括旋转轴体(120)和第一挖掘执行元件(19)，所述旋转轴体(120)与箱体(4)转动连接，所述旋转轴体(120)外壁固定连接第一挖掘执行元件(119)。

2.根据权利要求1所述的用于方桩钻头的第一执行部件(118)，其特征在于：所述第一挖掘执行元件(119)在旋转轴体(120)上均匀排布，与旋转轴体(120)平行；或；所述第一挖掘执行元件(119)在旋转轴体(120)表面呈螺旋状分布。

3.根据权利要求1或2所述的用于方桩钻头的第一执行部件(118)，其特征在于：所述第一挖掘执行元件(119)为坚硬的“子弹头”形状的凸起结构，各第一挖掘执行元件(119)间的间隙为10-20mm。

4.用于方桩钻头的第二执行部件(112)，其特征在于：包括履带式驱动轮(115)、履带式从动轮(113)、履带链轨(114)、第二挖掘执行元件(117)、动力板(116)和从动轴(125)，所述履带式驱动轮(115)和履带式从动轮(113)之间安装有履带链轨(114)，所述履带链轨(114)外壁固定连接有动力板(116)，所述动力板(116)前后两侧均连接有第二挖掘执行元件(117)。

5.根据权利要求4所述用于方桩钻头的第二执行部件(112)，其特征在于：所述履带式驱动轮(115)与传动轴(122)远离箱体(14)的一端连接，所述箱体(14)下方左右两侧均转动连接有从动轴(125)，所述从动轴(125)前后两端均连接有履带式从动轮(113)，所述履带式驱动轮(115)和履带式从动轮(113)位置左右对应。

6.一种用于方桩钻头的执行装置，其特征在于：所述执行装置包括权利要求1-3任意一项所述的第一执行部件(118)，还包括第二执行部件(112)；所述第一执行部件(118)安装在方桩钻头的箱体(14)下方两侧，与传动轴(122)之间通过第一链轮(129)、第二链轮(121)和第二链条(126)传动连接，所述传动轴(122)远离箱体(14)的一端均安装第二执行部件(112)。

7.根据权利要求6所述的用于方桩钻头的执行装置，其特征在于：所述第二执行部件(112)结构如权利要求4或5所述。

8.一种方桩钻头，其特征在于：包括权利要求1～7任意一项所述执行装置或执行部件，还包括箱体(14)，所述箱体(14)安装有动力驱动装置，所述动力驱动装置连接有动力传动机构；所述动力传动机构包括第一主动链轮(19)、第二主动链轮(110)、动力输入链轮(127)、第一链条(128)、换向传动箱(123)、第一传动轴(122)、第一链轮(129)、第二链轮(121)和第二链条(126)，第一动力传动轴(18)中部连接有第一主动链轮(19)和第二主动链轮(110)，所述第一主动链轮(19)位于第二主动链(110)上侧，所述箱体(14)内腔的左右两侧均连接有换向传动箱(123)，所述换向传动箱(123)输入轴上端连接有动力输入链轮(127)，左侧的所述动力输入链轮(127)与第一主动链轮(19)之间、右侧的所述动力输入链轮(127)与第二主动链轮(110)之间均安装有第一链条(128)，所述换向传动箱(123)前后两侧均设置有输出轴，所述换向传动箱(123)输出轴通过联轴器(124)连接有第一传动轴(122)。

9.根据权利要求8所述的一种方桩钻头，其特征在于：所述动力驱动装置包括第一动力传动轴(18)、第一连接方头(11)、提拉压板(15)和压力传导板(12)，所述箱体(14)中部安装有第一动力传动轴(18)，所述第一动力传动轴(18)通过轴承(17)与箱体(14)转动连接，所述轴承(17)上下两侧分别设置有第一轴承压板(13)和第二轴承压板(16)，所述第一轴承压板(13)、第二轴承压板(16)与箱体(14)固定连接，所述箱体(14)上端连接有提拉压板(15)，所述第一动力传动轴(18)上侧外壁设置有挡肩(130)，所述挡肩(130)位于提拉压板(15)内，所述挡肩(130)下侧设置有压力传导板(12)，所述压力传导板(12)固定连接于箱体(14)上侧，所述第一动力传动轴(18)上侧固定连接有动力输入第一连接方头(11)；

和/或；

所述箱体(14)下侧连接有提拉保护轴(111)，所述提拉保护轴(111)位于第一动力传动轴(18)下侧。

10.一种方形清孔钻头的安装机架板，其特征在于：所述安装机架板(44)内中部纵向设有滑柱，所述滑柱正面顶部与底部分别设有连接轴一(47)与连接轴五(412)，所述滑柱的外壁套设有拉伸连接套(410)，所述拉伸连接套(410)正面上方、中部与下方分别设有连接轴二(49)、连接轴三(414)与连接轴四(413)，所述绕线筒一(45)与绕线筒二(46)上分别缠绕有钢丝绳一(48)与钢丝绳二(411)，所述钢丝绳一(48)的另一端通过连接轴一(47)转换打结连接在连接轴二(49)上，所述钢丝绳二(411)的另一端通过连接轴五(412)转换打结连接在连接轴四(413)上，所述安装机架板(44)顶部左右两侧均铰接有夹土板(416)，所述连接轴三(414)通过销轴与传递轴(415)连接，所述传递轴(415)的另一端与夹土板(416)铰接。

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