CN116927666A - 一种钻头及钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻头及钻孔灌注桩施工方法，所述钻头包括：主轴、顺次套接于主轴外侧的第一套管、限位部件、弹簧及第二套管、至少三个削土钻臂、鱼尾钻头；其中，第一套管和鱼尾钻头均与主轴的同一端固定连接；限位部件位置可调的固定于主轴上；弹簧的一端抵靠于限位部件上，弹簧的另一端与第二套管连接；第二套管可沿主轴的轴向做反复的滑动；每个削土钻臂的第一端与第一套管铰接，每个削土钻臂的第二端与第二套管铰接；每个削土钻臂均包括上钻臂和与上钻臂铰接的下钻臂。通过对钻头的结构进行设计，使得钻头的直径可调，使用该钻头可适用于各种孔径钻孔灌注桩，无需更换钻头，大大提高了施工效率。

Description

一种钻头及钻孔灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种钻头及钻孔灌注桩施工方法。

背景技术

钻孔灌注桩是目前最为常用的一种地基基础，成孔质量好坏是桩基工程中最为重要的一环节，也是影响桩身质量及桩承载力的重要因素。

目前钻孔灌注桩施工过程中多采用固定直径的钻头，对于扩孔桩施工存在较大的局限性，如需改变钻孔孔径，则需要则施工中更换相应直径的钻头，由于钻头运输存储不方便，更换钻头，浪费大量的人力物力的同时，工作效率降低；此外，如若施工过程中多次换钻头对土体造成频繁扰动，容易发生塌孔现象，如若钻头顶部覆盖太多延时土体，还可能会出现卡钻、掉钻事故，因此无法确保成孔质量。

针对现有技术中钻孔灌注桩施工过程中存在的问题，本领域技术人员一直在寻找解决的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻头及钻孔灌注桩施工方法，以解决现有技术中钻孔灌注桩施工过程中采用固定直径的钻头进行施工，需要根据改变的钻孔孔径更换钻头，导致成孔质量难以保障，施工工作效率下降的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种钻头，所述钻头包括：一主轴、顺次套接于所述主轴外侧的一第一套管、一限位部件、一弹簧及一第二套管、至少三个削土钻臂、一鱼尾钻头；其中，所述第一套管和所述鱼尾钻头均与所述主轴的同一端固定连接；所述限位部件位置可调的固定于所述主轴上；所述弹簧的一端抵靠于所述限位部件上，所述弹簧的另一端与所述第二套管连接；所述第二套管可沿所述主轴的轴向做反复的滑动；每个削土钻臂的第一端与第一套管铰接，每个削土钻臂的第二端与第二套管铰接；每个削土钻臂均包括上钻臂和与所述上钻臂铰接的下钻臂。

可选的，在所述的钻头中，所述主轴包括：沿其轴向开设有多个限位通孔。

可选的，在所述的钻头中，相邻两个限位通孔之间的距离相同。

可选的，在所述的钻头中，所述限位通孔为螺栓孔。

可选的，在所述的钻头中，所述限位部件包括：限位垫片、螺栓及螺母，所述螺栓贯穿所述限位通孔与所述螺母配合后限制固定限位垫片的位置，进而限制抵靠于所述限位垫片上弹簧的位置。

可选的，在所述的钻头中，每个削土钻臂还包括：多个削土刀头，设置于下钻臂的外侧。

可选的，在所述的钻头中，所述多个削土刀头沿所述下钻臂的轴向均匀设置于下钻臂的外侧。

本发明还提供一种钻孔灌注桩施工方法，所述钻孔灌注桩施工方法包括：

进行测量放线、放出桩位、钻机和如上钻头准备就位；

根据钻孔灌注桩的设计孔径将限位部件调节并固定于所述主轴上的合适位置，并将所述钻头与所述钻机的钻杆连接；

钻孔施工过程中，所述钻头接收到来自钻机施加的压力时，第二套管承接所述压力，所述第二套管沿着主轴向下运动，与所述第二套管铰接的削土钻臂的上钻臂张开，所述钻头的直径调节到所述设计孔径；

成孔完成后，上提所述钻杆，所述钻头失去压力，与所述第二套管连接的弹簧由压缩状态恢复回弹，所述第二套管在所述弹簧的带动下沿主轴向上运动，与所述第二套管铰接的削土钻臂的上钻臂收拢，所述钻头的直径缩小，以移除所述钻头。

可选的，在所述的钻孔灌注桩施工方法中，在钻孔施工过程中，出现卡钻现象时，执行以下步骤：

上提所述钻杆，所述钻头失去压力，与所述第二套管连接的弹簧由压缩状态恢复回弹，所述第二套管在所述弹簧的带动下沿主轴向上运动，与所述第二套管铰接的削土钻臂的上钻臂收拢，所述钻头的直径缩小，以消除卡钻现象。

可选的，在所述的钻孔灌注桩施工方法中，所述根据钻孔灌注桩的设计孔径将限位部件调节并固定于所述主轴上的合适位置的过程包括以下步骤：

根据钻孔灌注桩的设计孔径，查询孔径与限位部件位置对应表中与所述设计位置对应的位置信息；其中，所述孔径与限位部件位置对应表存储有多个孔径与各个孔径对应的限位部件位置；

根据所述位置信息在主轴上找到与之对应的限位通孔，所述限位通孔的位置为合适位置；

在找到的所述限位通孔中插入螺栓后与螺母配合，以限制固定所述限位垫片的位置。

在本发明所提供的钻头及钻孔灌注桩施工方法中，所述钻头包括主轴、顺次套接于所述主轴外侧的第一套管、限位部件、弹簧及第二套管、至少三个削土钻臂、鱼尾钻头；其中，所述第一套管和所述鱼尾钻头均与所述主轴的同一端固定连接；所述限位部件位置可调的固定于所述主轴上；所述弹簧的一端抵靠于所述限位部件上，所述弹簧的另一端与所述第二套管连接；所述第二套管可沿所述主轴的轴向做反复的滑动；每个削土钻臂的第一端与第一套管铰接，每个削土钻臂的第二端与第二套管铰接；每个削土钻臂均包括上钻臂和与所述上钻臂铰接的下钻臂。通过对钻头的结构进行设计，使得钻头的直径可调，使用该钻头可适用于各种孔径钻孔灌注桩，无需更换钻头，大大提高了施工效率。

此外，因钻头直径可调节，可用于扩孔灌注桩施工，有效提升了桩基承载力，提升了成孔质量。

此外，在提钻过程中，可将钻头直径调小，有效减小塌孔风险。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本发明一实施例中钻头的示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的仰视图；

图4是本发明一实施例的钻头未受到来自钻机施加的压力时，钻头的侧视图；

图5是本发明一实施例的钻头受到来自钻机施加的压力时，钻头的侧视图。

图中：

1-主轴；13-限位通孔；2-第一套管；31-限位垫片；4-弹簧；5-第二套管；6-削土钻臂；61-上钻臂；62-下钻臂；601-削土钻臂的第一端；602-削土钻臂的第二端；63-削土刀头；7-鱼尾钻头。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的钻头及钻孔灌注桩施工方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在具体说明本发明之前，在此先说明本发明之主要原理与思想：

经过对现有钻头进行钻孔灌注桩施工过程研究发现，存在根据改变的钻孔孔径更换钻头、扩孔、卡钻等现象，针对如上情况，本发明通过对钻头的结构进行设计，使得钻头的直径可调，从而根据遇到的如上情况时，可根据情况进行钻头直径的适应性调节，以变(区别于现有技术钻头直径不可调)化解问题。

请参考图1至图3，图1是本发明一实施例中钻头的示意图；图2是图1的俯视图；图3是图1的仰视图。如图1、图2及图3所示，所述钻头包括：一主轴1、顺次套接于所述主轴1外侧的一第一套管2、一限位部件、一弹簧4及一第二套管5、至少三个削土钻臂6、一鱼尾钻头7；其中，所述第一套管2和所述鱼尾钻头7均与所述主轴1的同一端固定连接；所述限位部件位置可调的固定于所述主轴1上；所述弹簧4的一端抵靠于所述限位部件上，所述弹簧4的另一端与所述第二套管5连接；所述第二套管5可沿所述主轴1的轴向做反复的滑动；每个削土钻臂的第一端601与第一套管2铰接，每个削土钻臂的第一端602与第二套管5铰接；每个削土钻臂6均包括上钻臂61和与所述上钻臂61铰接的下钻臂62。优选的，所述弹簧4为高强弹簧；本实施例中削土钻臂6的数量优选为四个。

进一步地，所述主轴1包括：沿其轴向开设有多个限位通孔13。其中，相邻两个限位通孔13之间的距离相同或不同，本发明优选的，将多个相邻两个限位通孔13之间的距离相同；所述限位通孔13为螺栓孔，以便后续部件结构安装固定。具体的，多个限位通孔13在主轴1上开设的位置需要根据多次钻孔施工的测试实验结果数据进行统筹，以获得限制通孔与钻孔直径之间的对应关系，进而可根据该对应关系设计限位通孔13在主轴1上开设的位置。

请继续参考图1，所述限位部件包括：限位垫片31、螺栓及螺母，所述螺栓贯穿所述限位通孔13与所述螺母配合后限制固定限位垫片31的位置，进而限制抵靠于所述限位垫片31上弹簧4的位置(即弹簧4下端所在的最低位置即限位垫片31的位置，限位垫片31起到限制弹簧4的运动下限的作用)。可以理解的，本发明的限位部件不局限于如上结构，仅是一种优选方案的选择。

如图1所示，每个削土钻臂6还包括：多个削土刀头63，设置于下钻臂62的外侧；本实施例中，所述多个削土刀头63沿所述下钻臂62的轴向均匀设置于下钻臂62的外侧。

可以理解地，上述示例仅是为了更好地理解本申请实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本实施例的唯一限制。

相应的，本实施例还提供了一种钻孔灌注桩施工方法。下面参考图1、图4及图5，详细说明本实施例所述钻孔灌注桩施工方法。

首先，执行步骤S1，进行测量放线、放出桩位、钻机和上述实施例中钻头准备就位。

接着，请参考图4，执行步骤S2，根据钻孔灌注桩的设计孔径将限位部件调节并固定于所述主轴1上的合适位置，并将所述钻头与所述钻机的钻杆(图中未画)连接。

具体的，步骤S2包括以下步骤：

S21：根据钻孔灌注桩的设计孔径，查询孔径与限位部件位置对应表中与所述设计位置对应的位置信息；其中，所述孔径与限位部件位置对应表存储有多个孔径与各个孔径对应的限位部件位置。

在施工前期对钻头进行结构设计时，主要是在主轴1上开设限位通孔13的阶段，限位通孔13的开设位置就已考量钻头在多次反复钻孔施工中测试的数据结果。

可以理解的，孔径与限位部件位置对应表中存储的孔径和限位部件位置(即近似等同于限位通孔13的位置)的对应关系，是根据对本发明的钻头多次反复应用测试的数据整合后的结果。

S22：根据所述位置信息在主轴1上找到与之对应的限位通孔13，所述限位通孔13的位置为合适位置；

S23：在找到的所述限位通孔13中插入螺栓后与螺母配合，以限制固定所述限位垫片31的位置。

接着，请参考图5，执行步骤S3，钻孔施工过程中，所述钻头接收到来自钻机施加的压力时，第二套管5承接所述压力，所述第二套管5沿着主轴1向下运动，与所述第二套管5铰接的削土钻臂6的上钻臂61张开(相比初始状态，上钻臂61的张开幅度变大)，所述钻头的直径调节到所述设计孔径。

具体的，对于执行步骤S3过程中，如出现出现卡钻现象时，执行以下步骤：

上提所述钻杆，所述钻头失去压力，与所述第二套管5连接的弹簧4由压缩状态恢复回弹，所述第二套管5在所述弹簧4的带动下沿主轴1向上运动，与所述第二套管5铰接的削土钻臂6的上钻臂61收拢(即上钻臂61的张开幅度变小)，所述钻头的直径缩小，以消除卡钻现象。

接着，执行步骤S4，成孔完成后，上提所述钻杆，所述钻头失去压力，与所述第二套管5连接的弹簧4由压缩状态恢复回弹，所述第二套管5在所述弹簧4的带动下沿主轴1向上运动，与所述第二套管5铰接的削土钻臂6的上钻臂61收拢，所述钻头的直径缩小，以移除所述钻头。

对比图4和图5所示的钻头的侧视图可见，在钻头受到来自钻机施加的压力前后，钻头的直径发生了变化：未受压力前(零负压)的钻头的直径D1小于受压力后的钻头的直径D2。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对于实施例公开的方法而言，由于与实施例公开的结构相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见结构部分说明即可。

综上，在本发明所提供的钻头及钻孔灌注桩施工方法中，通过通过对钻头的结构进行设计，使得钻头的直径可调，使用该钻头可适用于各种孔径钻孔灌注桩，无需更换钻头，大大提高了施工效率。

此外，因钻头直径可调节，可用于扩孔灌注桩施工，有效提升了桩基承载力，提升了成孔质量。

此外，在提钻过程中，可将钻头直径调小，有效减小塌孔风险。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种钻头，其特征在于，包括：一主轴、顺次套接于所述主轴外侧的一第一套管、一限位部件、一弹簧及一第二套管、至少三个削土钻臂、一鱼尾钻头；其中，所述第一套管和所述鱼尾钻头均与所述主轴的同一端固定连接；所述限位部件位置可调的固定于所述主轴上；所述弹簧的一端抵靠于所述限位部件上，所述弹簧的另一端与所述第二套管连接；所述第二套管可沿所述主轴的轴向做反复的滑动；每个削土钻臂的第一端与第一套管铰接，每个削土钻臂的第二端与第二套管铰接；每个削土钻臂均包括上钻臂和与所述上钻臂铰接的下钻臂。

2.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述主轴包括：沿其轴向开设有多个限位通孔。

3.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，相邻两个限位通孔之间的距离相同。

4.如权利要求2或3所述的钻头，其特征在于，所述限位通孔为螺栓孔。

5.如权利要求4所述的钻头，其特征在于，所述限位部件包括：限位垫片、螺栓及螺母，所述螺栓贯穿所述限位通孔与所述螺母配合后限制固定限位垫片的位置，进而限制抵靠于所述限位垫片上弹簧的位置。

6.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，每个削土钻臂还包括：多个削土刀头，设置于下钻臂的外侧。

7.如权利要求6所述的钻头，其特征在于，所述多个削土刀头沿所述下钻臂的轴向均匀设置于下钻臂的外侧。

8.一种钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，包括：

进行测量放线、放出桩位、钻机和如权利要求1～7中任一项钻头准备就位；

根据钻孔灌注桩的设计孔径将限位部件调节并固定于所述主轴上的合适位置，并将所述钻头与所述钻机的钻杆连接；

钻孔施工过程中，所述钻头接收到来自钻机施加的压力时，第二套管承接所述压力，所述第二套管沿着主轴向下运动，与所述第二套管铰接的削土钻臂的上钻臂张开，所述钻头的直径调节到所述设计孔径；

成孔完成后，上提所述钻杆，所述钻头失去压力，与所述第二套管连接的弹簧由压缩状态恢复回弹，所述第二套管在所述弹簧的带动下沿主轴向上运动，与所述第二套管铰接的削土钻臂的上钻臂收拢，所述钻头的直径缩小，以移除所述钻头。

9.如权利要求8所述的钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，在钻孔施工过程中，出现卡钻现象时，执行以下步骤：

上提所述钻杆，所述钻头失去压力，与所述第二套管连接的弹簧由压缩状态恢复回弹，所述第二套管在所述弹簧的带动下沿主轴向上运动，与所述第二套管铰接的削土钻臂的上钻臂收拢，所述钻头的直径缩小，以消除卡钻现象。

10.如权利要求8所述的钻孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述根据钻孔灌注桩的设计孔径将限位部件调节并固定于所述主轴上的合适位置的过程包括以下步骤：

根据钻孔灌注桩的设计孔径，查询孔径与限位部件位置对应表中与所述设计位置对应的位置信息；其中，所述孔径与限位部件位置对应表存储有多个孔径与各个孔径对应的限位部件位置；

根据所述位置信息在主轴上找到与之对应的限位通孔，所述限位通孔的位置为合适位置；

在找到的所述限位通孔中插入螺栓后与螺母配合，以限制固定所述限位垫片的位置。