CN206246063U - 适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头 - Google Patents

Abstract

一种适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，它包括呈中空圆筒状且内置气路和浆路的钻头本体，在钻头本体的外壁上相对布置有两个第一搅拌翅和两个第二搅拌翅；在钻头本体的外壁下部位于第二搅拌翅的下方设置有第二喷嘴；在钻尖的下表面设置有第三出气孔和第三喷嘴；在第一搅拌翅上远离钻头本体的一端设置有两块固定板、浆路软管和气路软管，在两块固定板之间设置有喷嘴转向座，在两块固定板上设置有定位螺栓孔、滚动轴承安装孔，喷嘴转向座呈扁圆柱状，在喷嘴转向座两端面的中央设有安装孔，在喷嘴转向座的曲面上设置有凸起、浆孔和气孔，在安装孔中固定设置有转轴，转轴的两端插入到滚动轴承中并与滚动轴承的内孔紧配合实现喷嘴转向座枢转。

Description

适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头

技术领域

本实用新型涉及建筑工程中高喷搅拌水泥土桩施工技术领域，具体涉及一种适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头及其使用方法。

背景技术

高喷搅拌水泥土桩既可用于加固淤泥质土、饱和黄土、黏性土等软土地基，又可与管桩、钢桩等刚性桩配合使用，用于复合桩中。高喷搅拌水泥土桩以其适用范围广、工艺简单、造价低等优点被广泛应用于地基基础中并快速发展起来。随着高喷搅拌水泥土桩的快速发展与应用，如何快速高效、保质保量的完成高喷搅拌水泥土桩施工成为了大家关注的焦点，而决定高喷搅拌水泥土桩施工速度与质量的一个重要因素是钻头。因此钻头的发展日益引起了人们的重视。目前，相关桩基础施工所用钻头的研究现状如下：

（1）申请号为201520780742.0的中国专利公开了一种用于双管高压旋喷工艺的钻具，它包括进浆总成、钻杆、钻头，所述进浆总成包括进浆通道、第一高压进浆芯管、进气通道、第一气管，在钻杆内设置有第二进浆芯管、第二气管，在钻杆下端设有钻套，在钻套内设置有三通接头，三通接头的下端两出口处均设置高压喷浆嘴，在钻套的下端设有出气孔。该钻具无搅拌翅，喷嘴固定，无组合功能，喷浆嘴未呈阶梯状沿桩径外伸，桩的横截面内喷浆不均匀，搅拌效果较差。

（2）申请号为201520195048.2的中国专利公开了一种用于四重高压旋喷的钻头，包括钻头体、芯管，芯管的右端连接刀头，刀头中部开有阶梯孔，阶梯孔内安装有固定座，固定座中部开孔中安装弹簧，弹簧头部与钢球抵接，钻头体和刀头的圆周壁上开有孔，孔内固定有底座，底座上安装有喷嘴组件。该钻具无搅拌翅，喷嘴固定，无组合功能，喷浆嘴未呈阶梯状沿桩径外伸，桩的横截面内喷浆不均匀，搅拌效果较差。

（3）申请号为201520499770.5的中国专利公开了一种高压旋喷桩钻头，包括钻身和钻头，在钻身内设置有内管和外管，其中内管延伸至钻头内，在钻身的圆周方向上均分设置有与水平面夹角为-20°的俯视喷头，与水平面夹角为20°的仰视喷头和水平喷头。该钻头无搅拌翅，喷嘴固定，无组合功能，俯视喷头、仰视喷头和水平喷头未呈阶梯状沿桩径外伸，桩的横截面内喷浆不均匀，搅拌效果差。

（4）申请号为201320862022.X的中国专利公开了一种用于大直径组合截面水泥土桩的旋喷、搅拌复合施工钻头，包括搅拌桩钻杆，所述搅拌桩钻杆的头部设有搅拌桩钻头，搅拌桩钻头上设有第一喷嘴，搅拌桩钻杆上设有第二喷嘴。该钻头无组合功能，喷嘴固定，钻头中心无下喷嘴，喷浆范围无法沿桩径相互衔接，可能导致桩的横截面内喷浆不均匀。

（5）申请号为200520032327.3的中国专利公开了一种高压旋喷桩钻头，包括钻头体、喷浆孔，在喷浆孔上方的钻头体上设有两个相对称的钻叶，钻叶的上下表面与水平面成一夹角，钻叶两端间的距离与桩径相匹配，钻叶的上下表面与水平面的夹角为15°。该钻头无组合功能，喷嘴固定，喷浆孔未呈阶梯状沿桩径外伸，桩的横截面内喷浆不均匀。

（6）申请号为95216200.8的中国专利公开了一种喷搅注浆处理地基装置，钻头上设置2个高压长喷嘴；2个搅拌叶片，叶片背面均布出浆孔（水平），也可以在钻头上竖直向下。采用TY-201型导流器、注浆管，杆径不大于75mm。该钻头喷嘴固定，无组合功能，喷嘴外伸长度无法调整。在济南市天桥区某工地实测综合钻进速度为0.28m/min，钻进速度较慢，钻孔取芯芯样局部夹泥。

（7）申请号为00260160.5的中国专利公开了一种能同时完成钻孔、喷射、搅拌功能的桩工设备。钻杆内设置输送气体、水和浆液的至少3根耐压管。钻杆底端由下至上依次设置钻头、喷射器、搅拌器。该钻头喷嘴固定，无组合功能，喷嘴外伸长度无法调整。

（8）申请号为03130665.9的中国专利公开了一种具有喷射和搅拌功能的水泥土桩工法、专用钻头。搅拌轴下端设置搅拌轴喷嘴，喷浆压力1MPa~5MPa，搅拌叶片外缘设置叶片喷嘴，喷浆压力3MPa~15MPa，在搅拌叶片之间或上方设置反切削叶片。该钻头喷嘴固定，无组合功能，不能根据地层条件调整钻头形式，适应性差，喷嘴外伸长度无法调整。

（9）申请号为200710013698.0的中国专利公开了一种带有喷射搅拌管（外端设置喷嘴）、搅拌杆的钻具形式，搅拌杆在喷射搅拌杆上方。底端设置钻头。采用二重管法，一下一上全程喷搅成桩工艺。该钻具喷嘴固定，无组合功能，不能根据地层条件调整钻头形式，适应性差，喷嘴外伸长度无法调整。

（10）申请号为2009100859553.8的中国专利公开了一种水、浆两次高压喷射、外加搅拌叶片搅拌的钻具。钻杆可采用无叶片钻杆或长螺旋钻杆。钻头底部和侧面焊有搅拌叶片，钻头侧面上下两层喷嘴，上层喷水、下层喷浆，喷嘴采用K、X、—型布置。该钻具喷嘴固定，无组合功能，不能根据地层条件调整钻头形式，适应性差，喷嘴未呈阶梯状沿桩径外伸，桩的横截面内喷浆不均匀。

综合分析以上桩基础施工钻头，主要存在以下不足：（1）钻具喷嘴固定，喷射角度不可调，无组合功能，地层适应性差；（2）不能根据桩径调整搅拌翅和喷嘴外伸长度，成桩直径不能保证；（3）钻头喷嘴未沿桩径呈阶梯状布置，桩身横截面内喷浆不均匀，可能出现夹泥现象；（4）没有设置检修孔，钻头检查维修不便。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于建筑工程高喷搅拌水泥土桩施工的钻头，具体提供一种结构简单、喷浆搅拌均匀、地层适用范围广、便于维修、易于安装的适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头。本实用新型的另外一个目的是提供一种适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头使用方法。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，它包括呈中空圆筒状且内置气路和浆路的钻头本体，在钻头本体的外壁上相对布置有两个第一搅拌翅和两个第二搅拌翅，第一搅拌翅位于第二搅拌翅的上方，第一搅拌翅和第二搅拌翅在水平面上的投影相互垂直；在钻头本体的外壁下部位于第二搅拌翅的下方设置有第二喷嘴，其特征是在钻头本体的顶部设置有钻杆螺栓孔、进气孔和进浆孔，在钻头本体的外壁上设置有第一搅拌翅安装板和第二搅拌翅安装板，在第一搅拌翅安装板和第二搅拌翅安装板上均设置有螺栓孔，第一、二搅拌翅通过螺栓与钻头本体连接，在第一搅拌翅安装板的中部设置有与进气孔连通的第二外丝钢管和与进浆孔连通的快插母接头，第二外丝钢管外径大于快插母接头，第二外丝钢管与快插母接头同心，且快插母接头长于第二外丝钢管；在钻头本体表面位于第二搅拌翅安装板下方设置有第二出气孔和第二喷嘴安装孔；

在钻头本体底部设置有钻尖卡槽和钻尖螺栓孔，在钻尖卡槽中设置有钻尖，钻尖通过钻尖螺栓固定于钻头本体上。

在钻尖的下表面设置有第三出气孔和第三喷嘴；

在第一搅拌翅上靠近钻头本体的一端设置有快插公接头和第一外丝钢管，第一外丝钢管内径大于快插公接头外径，快插公接头与第一外丝钢管同心，且快插公接头长于第一外丝钢管。

在第一搅拌翅上远离钻头本体的一端设置有两块固定板、浆路软管和气路软管，在两块固定板之间设置有喷嘴转向座，在两块固定板上设置有定位螺栓孔、滚动轴承安装孔，在滚动轴承安装孔中固定安装滚动轴承，在滚动轴承安装孔中固定安装滚动轴承，快插公接头通过浆路软管与喷嘴转向座上的浆孔连通，第一外丝钢管通过气路软管与喷嘴转向座上的气孔连通。

喷嘴转向座呈扁圆柱状，在喷嘴转向座两端面的中央设有安装孔，在喷嘴转向座的两端面上靠近边缘还设置有若干定位孔，在喷嘴转向座的曲面上设置有凸起、浆孔和气孔，在凸起上设置有第一喷嘴安装孔和第一出气孔，在安装孔中固定设置有转轴，转轴的两端插入到滚动轴承中并与滚动轴承的内孔紧配合实现喷嘴转向座枢转。浆孔与第一喷嘴安装孔连通、气孔与第一出气孔连通。

定位孔数量为5或7个，任一定位孔与定位螺栓孔同轴线对中后插入定位螺栓固定，变换不同的定位孔与定位螺栓孔对中，可实现第一喷嘴以水平线为基准-45°～45°之间的变化，使第一喷嘴的喷射方向可调。钻头钻进时，可将第一喷嘴调至向下喷射，使钻进更加容易；复喷复搅时，可将第一喷嘴调至向上喷射，使搅拌更加均匀；不更换搅拌翅的情况下，可将第一喷嘴调至水平喷射，使成桩直径更大。

所述的钻头本体由Q235或Q345钢材加工制作而成，直径22cm～35cm，壁厚2.0cm～3.0cm。

第一搅拌翅和第二搅拌翅为叶片式搅拌翅，可根据不同的桩径选用不同尺寸搅拌翅。第一搅拌翅和第二搅拌翅由板厚为30mm～50mm的钢板加工制作而成，它们与钻头本体中轴线的垂直夹角为20°～60°，在空间上分上、下两层，层间距30cm～50cm，相邻两层搅拌翅呈90°分布，可通过搅拌翅螺栓与钻头本体连接。第一搅拌翅与钻头本体连接后的钻头外径比水泥土桩直径小0cm～10cm，第二搅拌翅与钻头本体连接后的钻头外径比水泥土桩直径小10cm～20cm，其值由土质确定，土质较硬时取小值，土质较软时取大值。第一搅拌翅的外径、第二搅拌翅的外径与钻头本体的外径由上到下阶梯减小，减小钻进阻力。对于黏性土可采用叶片式搅拌翅，对于粉、砂质类土可采用耙齿式搅拌翅。

在钻头本体的外壁的下部设置有带内螺纹的检修孔，检修孔盖上设有外螺纹，能够通过检修孔上的内螺纹将检修孔盖与检修孔紧密的连接在一起。当钻头喷浆或喷气出现故障时，可打开检修孔盖，通过检修孔对钻头本体内部管路进行检修。

第二外丝钢管与第一外丝钢管连接，快插母接头与快插公接头连接，其中先将内丝外六角螺栓通过丝扣与第一外丝钢管或第二外丝钢管连接，并将内丝外六角螺栓拧到底，使快插母接头或快插公接头凸出于内丝外六角螺栓，其次将快插母接头与快插公接头快速插接，最后反拧内丝外六角螺栓，使第一外丝钢管与第二外丝钢管均与内丝外六角螺栓密封连接。

所述的第一喷嘴安装孔、第二喷嘴安装孔、第三喷嘴安装孔内侧面有内螺纹。所述的第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴直径为1.5mm～3.5mm，各喷嘴交错布置，通过螺纹与第一喷嘴安装孔、第二喷嘴安装孔和第三喷嘴安装孔连接，其水平投影等效为同心圆结构，浆液喷射范围相互衔接，覆盖整个桩身横截面。第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴通过管路与进浆孔连通，其中第一喷嘴固定在第一搅拌翅上，可通过更换第一搅拌翅来改变其外伸长度，适应不同桩径成桩需求。

所述的第一出气孔环绕在第一喷嘴周围。第二出气孔环绕在第二喷嘴周围。第三出气孔环绕在第三喷嘴周围。

检修孔直径为10cm～13cm，位于钻头本体下部，其内侧面有内螺纹。

所述的钻尖能够通过钻尖卡槽与钻头本体组合在一起，由钻尖螺栓固定连接，钻尖底边长22cm～35cm，高20cm～30cm，厚20mm～30mm，有三角锥形和双三角锥形两种结构形式，三角锥形钻尖适用于黏性土，双三角锥形钻尖适用于粉砂质类土。钻尖由高强耐磨金属加工制作而成。

第一搅拌翅和第二搅拌翅的基本结构均采用耙齿式结构，第一搅拌翅包括一根中空且横向布置的中心钢棒，在中心钢棒上布置有若干纵向长钢棒，纵向长钢棒的中部与中心钢棒垂直相交，纵向长钢棒的两端设置有锥形尖端，在最外侧的一根纵向长钢棒上设置有两个横向短钢棒，横向短钢棒一端与纵向长钢棒连接在一起，另一端设置有锥形尖端，在横向短钢棒上设置有与纵向长钢棒平行的纵向短钢棒，在两个横向短钢棒之间设置有两块固定板，在两块固定板之间设置有喷嘴转向座，在两块固定板上设置有定位螺栓孔、滚动轴承安装孔、浆路软管和气路软管，在滚动轴承安装孔中固定安装滚动轴承，快插公接头通过浆路软管与喷嘴转向座上的浆孔连通，第一外丝钢管通过气路软管与喷嘴转向座上的气孔连通。

喷嘴转向座呈扁圆柱状，在喷嘴转向座两端面的中央设有安装孔，在喷嘴转向座的两端面上靠近边缘还设置有若干定位孔，在喷嘴转向座的曲面上设置有凸起、浆孔和气孔，在凸起上设置有第一喷嘴安装孔和第一出气孔，在安装孔中固定设置有转轴，转轴的两端插入到滚动轴承中并与滚动轴承的内孔紧配合实现喷嘴转向座枢转。浆孔与第一喷嘴安装孔连通、气孔与第一出气孔连通。

中心钢棒，纵向长钢棒，纵向短钢棒和横向短钢棒均由直径为30mm～50mm的钢棒加工制作而成；

采用双三角锥形钻尖，由高强耐磨金属加工制作而成。另外，可以将叶片式搅拌翅、耙齿式搅拌翅和三角锥形钻尖、双三角锥形钻尖排列组合与钻头本体组装以适应不同地层施工需求。

适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头的使用方法，其特征是包括如下步骤：

（1）根据设计文件确定钻头直径，若有与钻头本体连接后直径满足要求的搅拌翅，则直接选用。若没有合适尺寸搅拌翅可供选用，则加工制作满足要求的搅拌翅，无需将整个钻头重新加工制作。

（2）根据勘察报告判断当地地层软硬程度。若地层较软，可将第一喷嘴调整为向上喷射；若地层软硬适中，可将第一喷嘴调整为水平喷射；若地层较硬，可将第一喷嘴调整为向下喷射。

（3）将钻杆与钻头本体通过螺栓连接在一起，并连接好注浆泵、空压机等设备，在空地上进行试运转，检查各管路连接密封情况，确保无漏浆漏气后，在桩位上进行正式钻进下沉。

（4）可根据实际钻进效果灵活调整喷嘴喷射方向。若第一喷嘴向下喷射，成桩直径不满足要求时，则将喷嘴调整为水平喷射；若第一喷嘴水平喷射或向上喷射，钻进下沉困难时，则将喷嘴调整为向下喷射。

本方案的有益效果是：1.原有高喷搅拌水泥土桩施工用钻头（申请号为95216200.8的中国专利）钻进阻力大，施工效率低，检修与维修不便，综合钻进速度为0.28m/min，本申请的钻头综合钻进速度为0.76m/min，效率提高近三倍；2.钻头第一喷嘴角度可调，可对地层较硬区域重点喷射；3.钻头整体上呈锥形布置，外径由上到下阶梯减小，减小钻进阻力，提高施工效率；4.各层搅拌翅和喷嘴交错布置，搅拌翅、喷射流共同搅拌，搅拌均匀；5.钻头为可拆卸组合式，地层适应性强、检修方便；6.钻头使用方法简便、科学、合理。

附图说明

图1是适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头结构示意图。图2是图1的右视图。图3是图2的仰视图。图4是适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头的第一搅拌翅结构示意图。图5是图4的右视图。

图6是钻头本体的立体结构示意图；图7是图6的仰视图。

图8是喷嘴转向器的结构示意图；图9是图8的后视图。

图10是喷嘴转向器处于水平喷射状态时的结构示意图。

图11是耙齿式钻头结构示意图。

图12是叶片式钻头与钻杆的连接示意图。图13是耙齿式钻头与钻杆的连接示意图。

图14是呈三角锥形的钻尖结构示意图。图15是呈双三角锥形的钻尖结构示意图。

图16是本实用新型三个喷嘴的喷浆范围示意图。

图中，1-钻头本体；2-第一搅拌翅；3-第二搅拌翅；4-第二喷嘴；5-检修孔盖；6-定位螺栓；7-第一喷嘴；8-钻尖；9-搅拌翅螺栓；10-第一出气孔；11-钻尖螺栓；12-滚动轴承；13-第三出气孔；14-第三喷嘴；15-快插公接头；16-第一外丝钢管；17-定位螺栓孔；18-滚动轴承安装孔；19-气路软管；20-浆路软管；21-钻杆螺栓孔；22-进气孔；23-进浆孔；24-第二外丝钢管；25-快插母接头；26-第二搅拌翅安装板；27-检修孔；28-第二出气孔；29-第二喷嘴安装孔；30-第一搅拌翅安装板；31-钻尖螺栓孔；32-钻尖卡槽；33-第三喷嘴安装孔；34-定位孔；35-安装孔；36-第一喷嘴安装孔；37-气孔；38-浆孔；39-喷嘴转向座；40-转轴；41-中心钢棒；42-纵向长钢棒；43-横向短钢棒；44-纵向短钢棒；45-固定板；46-钻杆；47-螺栓；48-凸起；49-桩径；50-第三喷嘴喷浆范围；51-第二喷嘴喷浆范围；52-第一喷嘴喷浆范围。

具体实施方式

下面结合附图对本方案作进一步说明。

实施例1：如图1、2、3所示，一种适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，它包括呈中空圆筒状且内置气路和浆路的钻头本体1，在钻头本体1的外壁上相对布置有两个第一搅拌翅2和两个第二搅拌翅3，第一搅拌翅2位于第二搅拌翅3的上方，第一搅拌翅2和第二搅拌翅3在水平面上的投影相互垂直；在钻头本体1的外壁下部位于第二搅拌翅3的下方设置有第二喷嘴4。

如图6所示，在钻头本体1的顶部设置有钻杆螺栓孔21、进气孔22和进浆孔23，在钻头本体1的外壁上设置有第一搅拌翅安装板30和第二搅拌翅安装板26，在第一搅拌翅安装板30和第二搅拌翅安装板26上均设置有螺栓孔，第一、二搅拌翅（2,3）通过螺栓与钻头本体1连接，在第一搅拌翅安装板30的中部设置有与进气孔22连通的第二外丝钢管24和与进浆孔23连通的快插母接头25，第二外丝钢管24外径大于快插母接头25，第二外丝钢管24与快插母接头25同心，且快插母接头25长于第二外丝钢管24；在钻头本体1表面位于第二搅拌翅安装板26下方设置有第二出气孔28和第二喷嘴安装孔29。

在钻头本体1底部设置有钻尖卡槽32和钻尖螺栓孔31，在钻尖卡槽32中设置有钻尖8，钻尖8通过钻尖螺栓11固定于钻头本体1上。

如图7所示，在钻尖的下表面设置有第三出气孔13和第三喷嘴14；

如图4、5、9所示，在第一搅拌翅2上靠近钻头本体1的一端设置有快插公接头15和第一外丝钢管16，第一外丝钢管16内径大于快插公接头15外径，快插公接头15与第一外丝钢管16同心，且快插公接头15长于第一外丝钢管16。

在第一搅拌翅2上远离钻头本体1的一端设置有两块固定板45、浆路软管20和气路软管19，在两块固定板45之间设置有喷嘴转向座39，在两块固定板45上设置有定位螺栓孔17、滚动轴承安装孔18，在滚动轴承安装孔18中固定安装滚动轴承12，快插公接头15通过浆路软管20与喷嘴转向座39上的浆孔38连通，第一外丝钢管16通过气路软管19与喷嘴转向座39上的气孔37连通。

如图8、9、10所示，喷嘴转向座39呈扁圆柱状，在喷嘴转向座39两端面的中央设有安装孔35，在喷嘴转向座39的两端面上靠近边缘还设置有若干定位孔34，在喷嘴转向座39的曲面上设置有凸起48、浆孔38和气孔37，在凸起48上设置有第一喷嘴安装孔36和第一出气孔10，在安装孔35中固定设置有转轴40，转轴40的两端插入到滚动轴承12中并与滚动轴承12的内孔紧配合实现喷嘴转向座39枢转。浆孔38与第一喷嘴安装孔36连通、气孔37与第一出气孔10连通。

定位孔34数量为5或7个，任一定位孔34与定位螺栓孔17同轴线对中后插入定位螺栓6固定，变换不同的定位孔34与定位螺栓孔17对中，可实现第一喷嘴7以水平线为基准-45°～45°之间的变化，使第一喷嘴7的喷射方向可调。钻头钻进时，可将第一喷嘴7调至向下喷射，使钻进更加容易；复喷复搅时，可将第一喷嘴7调至向上喷射，使搅拌更加均匀；不更换搅拌翅的情况下，可将第一喷嘴7调至水平喷射，使成桩直径更大。

如图6、7所示，所述的钻头本体1由Q235或Q345钢材加工制作而成，直径22cm～35cm，壁厚2.0cm～3.0cm。

如图1、2、3所示，第一搅拌翅2和第二搅拌翅3为叶片式搅拌翅，可根据不同的桩径选用不同尺寸搅拌翅。第一搅拌翅2和第二搅拌翅3由板厚为30mm～50mm的钢板加工制作而成，它们与钻头本体1中轴线的垂直夹角为20°～60°，在空间上分上、下两层，层间距30cm～50cm，相邻两层搅拌翅呈90°分布，可通过搅拌翅螺栓9与钻头本体1连接。第一搅拌翅2与钻头本体1连接后的钻头外径比水泥土桩直径小0cm～10cm，第二搅拌翅3与钻头本体1连接后的钻头外径比水泥土桩直径小10cm～20cm，其值由土质确定，土质较硬时取小值，土质较软时取大值。第一搅拌翅的外径、第二搅拌翅的外径与钻头本体的外径由上到下阶梯减小，减小钻进阻力。对于黏性土可采用叶片式搅拌翅，对于粉、砂质类土可采用耙齿式搅拌翅。

如图2、6所示，在钻头本体的外壁的下部设置有带内螺纹的检修孔27，检修孔盖5上设有外螺纹，能够通过检修孔27上的内螺纹将检修孔盖5与检修孔27紧密的连接在一起。当钻头喷浆或喷气出现故障时，可打开检修孔盖5，通过检修孔27对钻头本体1内部管路进行检修。

如图4、6、7所示，所述的第二外丝钢管24与第一外丝钢管16连接，快插母接头25与快插公接头15连接，其中先将内丝外六角螺栓通过丝扣与第一外丝钢管或第二外丝钢管连接，并将内丝外六角螺栓拧到底，使快插母接头或快插公接头凸出于内丝外六角螺栓，其次将快插母接头25与快插公接头15快速插接，最后反拧内丝外六角螺栓，使第一外丝钢管16与第二外丝钢管24均与内丝外六角螺栓密封连接。

如图6、7、8所述的第一喷嘴安装孔36、第二喷嘴安装孔29、第三喷嘴安装孔33内侧面有内螺纹。如图1、3、6、7、8所示，所述的第一喷嘴7、第二喷嘴4和第三喷嘴14直径为1.5mm～3.5mm，各喷嘴交错布置，通过螺纹与第一喷嘴安装孔36、第二喷嘴安装孔29和第三喷嘴安装孔33连接，其水平投影等效为同心圆结构，浆液喷射范围相互衔接，覆盖整个桩身横截面。第一喷嘴7、第二喷嘴4和第三喷嘴14通过管路与进浆孔23连通，其中第一喷嘴7固定在第一搅拌翅2上，可通过更换第一搅拌翅2来改变其外伸长度，适应不同桩径成桩需求。

如图1和8所示，所述的第一出气孔10环绕在第一喷嘴7周围。如图1、6所示，第二出气孔28环绕在第二喷嘴4周围。如图3所示，第三出气孔13环绕在第三喷嘴14周围。

如图1、6所示，检修孔27直径为10cm～13cm，位于钻头本体1下部，其内侧面有内螺纹。

如图1、2、7所示，所述的钻尖8能够通过钻尖卡槽32与钻头本体1组合在一起，由钻尖螺栓11固定连接，钻尖8底边长22cm～35cm，高20cm～30cm，厚20mm～30mm，有三角锥形和双三角锥形两种结构形式，三角锥形钻尖适用于黏性土，双三角锥形钻尖适用于粉砂质类土。钻尖8由高强耐磨金属加工制作而成。

实施例2：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：

如图11、13、15所示，第一搅拌翅2和第二搅拌翅3的基本结构均采用耙齿式结构，第一搅拌翅2包括一根中空且横向布置的中心钢棒41，在中心钢棒41上布置有若干纵向长钢棒42，纵向长钢棒42的中部与中心钢棒41垂直相交，纵向长钢棒42的两端设置有锥形尖端，在最外侧的一根纵向长钢棒42上设置有两个横向短钢棒43，横向短钢棒43一端与纵向长钢棒42连接在一起，另一端设置有锥形尖端，在横向短钢棒43上设置有与纵向长钢棒42平行的纵向短钢棒44，在两个横向短钢棒43之间设置有两块固定板45，在两块固定板45之间设置有喷嘴转向座39，在两块固定板45上设置有定位螺栓孔17、滚动轴承安装孔18、浆路软管20和气路软管19，在滚动轴承安装孔18中固定安装滚动轴承12，快插公接头15通过浆路软管与喷嘴转向座39上的浆孔38连通，第一外丝钢管16通过气路软管19与喷嘴转向座39上的气孔37连通。

喷嘴转向座39呈扁圆柱状，在喷嘴转向座39两端面的中央设有安装孔35，在喷嘴转向座39的两端面上靠近边缘还设置有若干定位孔34，在喷嘴转向座39的曲面上设置有凸起、浆孔38和气孔37，在凸起上设置有第一喷嘴安装孔36和第一出气孔10，在安装孔35中固定设置有转轴40，转轴40的两端插入到滚动轴承12中并与滚动轴承12的内孔紧配合实现喷嘴转向座39枢转。浆孔38与第一喷嘴安装孔36连通、气孔37与第一出气孔10连通。

中心钢棒41，纵向长钢棒42，纵向短钢棒44和横向短钢棒43均由直径为30mm～50mm的钢棒加工制作而成；

采用双三角锥形钻尖，由高强耐磨金属加工制作而成。另外，可以将叶片式搅拌翅、耙齿式搅拌翅和三角锥形钻尖、双三角锥形钻尖排列组合与钻头本体1组装以适应不同地层施工需求。

实施例3：

一种适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头的使用方法，它包括如下步骤：

（1）根据设计文件确定钻头直径，若有与钻头本体1连接后直径满足要求的搅拌翅，则直接选用。若没有合适尺寸搅拌翅可供选用，则加工制作满足要求的搅拌翅，无需将整个钻头重新加工制作。

（2）根据勘察报告判断当地地层软硬程度。若地层较软，可将第一喷嘴7调整为向上喷射；若地层软硬适中，可将第一喷嘴7调整为水平喷射；若地层较硬，可将第一喷嘴7调整为向下喷射。

（3）将钻杆46与钻头本体通过螺栓47连接在一起，并连接好注浆泵、空压机等设备，在空地上进行试运转，检查各管路连接密封情况，确保无漏浆漏气后，在桩位上进行正式钻进下沉。

（4）可根据实际钻进效果灵活调整喷嘴喷射方向。若第一喷嘴向下喷射，成桩直径不满足要求时，则将喷嘴调整为水平喷射；若第一喷嘴水平喷射或向上喷射，钻进下沉困难时，则将喷嘴调整为向下喷射。

实际应用中，当喷嘴向下喷射时，钻进速度是现有钻头（申请号为95216200.8的中国专利）的2.8倍；当喷嘴向上喷射时，水泥土搅拌更加均匀，低应变检测桩身质量较现有钻头施工的水泥土桩更好，钻孔取芯芯样的单轴抗压强度是现有钻头施工水泥土桩芯样的1.4倍；当喷嘴水平喷射时，成桩直径较喷嘴向上或向下喷射提高约1.2倍。由于采用组合式构造，钻头维修速度比现有钻头提高3倍。

Claims (8)

1.一种适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，它包括呈中空圆筒状且内置气路和浆路的钻头本体，在钻头本体的外壁上相对布置有两个第一搅拌翅和两个第二搅拌翅，第一搅拌翅位于第二搅拌翅的上方，第一搅拌翅和第二搅拌翅在水平面上的投影相互垂直；在钻头本体的外壁下部位于第二搅拌翅的下方设置有第二喷嘴，其特征是在钻头本体的顶部设置有钻杆螺栓孔、进气孔和进浆孔，在钻头本体的外壁上设置有第一搅拌翅安装板和第二搅拌翅安装板，在第一搅拌翅安装板和第二搅拌翅安装板上均设置有螺栓孔，第一、二搅拌翅通过螺栓与钻头本体连接，在第一搅拌翅安装板的中部设置有与进气孔连通的第二外丝钢管和与进浆孔连通的快插母接头，第二外丝钢管外径大于快插母接头，第二外丝钢管与快插母接头同心，且快插母接头长于第二外丝钢管；在钻头本体表面位于第二搅拌翅安装板下方设置有第二出气孔和第二喷嘴安装孔；

在钻头本体底部设置有钻尖卡槽和钻尖螺栓孔，在钻尖卡槽中设置有钻尖，钻尖通过钻尖螺栓固定于钻头本体上；在钻尖的下表面设置有第三出气孔和第三喷嘴；

在第一搅拌翅上靠近钻头本体的一端设置有快插公接头和第一外丝钢管，第一外丝钢管内径大于快插公接头外径，快插公接头与第一外丝钢管同心，且快插公接头长于第一外丝钢管；

在第一搅拌翅上远离钻头本体的一端设置有两块固定板、浆路软管和气路软管，在两块固定板之间设置有喷嘴转向座，在两块固定板上设置有定位螺栓孔、滚动轴承安装孔，在滚动轴承安装孔中固定安装滚动轴承，快插公接头通过浆路软管与喷嘴转向座上的浆孔连通，第一外丝钢管通过气路软管与喷嘴转向座上的气孔连通；

喷嘴转向座呈扁圆柱状，在喷嘴转向座两端面的中央设有安装孔，在喷嘴转向座的两端面上靠近边缘还设置有若干定位孔，在喷嘴转向座的曲面上设置有凸起、浆孔和气孔，在凸起上设置有第一喷嘴安装孔和第一出气孔，在安装孔中固定设置有转轴，转轴的两端插入到滚动轴承中并与滚动轴承的内孔紧配合实现喷嘴转向座枢转；浆孔与第一喷嘴安装孔连通、气孔与第一出气孔连通。

2.根据权利要求1所述的适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，其特征是定位孔数量为5或7个。

3.根据权利要求1所述的适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，其特征是所述的钻头本体由Q235或Q345钢材加工制作而成，直径22cm～35cm，壁厚2.0cm～3.0cm。

4.根据权利要求1所述的适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，其特征是第一搅拌翅和第二搅拌翅为叶片式搅拌翅，第一搅拌翅和第二搅拌翅由板厚为30mm～50mm的钢板加工制作而成，间距30cm～50cm，第一搅拌翅与钻头本体连接后的钻头外径比水泥土桩直径小0cm～10cm，第二搅拌翅与钻头本体连接后的钻头外径比水泥土桩直径小10cm～20cm。

5.根据权利要求1所述的适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，其特征是在钻头本体的外壁的下部设置有带内螺纹的检修孔，检修孔盖上设有外螺纹；检修孔直径为10cm～13cm，位于钻头本体下部，其内侧面有内螺纹。

6.根据权利要求1所述的适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，其特征是第一搅拌翅和第二搅拌翅的基本结构均采用耙齿式结构，第一搅拌翅包括一根中空且横向布置的中心钢棒，在中心钢棒上布置有若干纵向长钢棒，纵向长钢棒的中部与中心钢棒垂直相交，纵向长钢棒的两端设置有锥形尖端，在最外侧的一根纵向长钢棒上设置有两个横向短钢棒，横向短钢棒一端与纵向长钢棒连接在一起，另一端设置有锥形尖端，在横向短钢棒上设置有与纵向长钢棒平行的纵向短钢棒。

7.根据权利要求6所述的适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，其特征是在两个横向短钢棒之间设置有两块固定板、浆路软管和气路软管，在两块固定板之间设置有喷嘴转向座。

8.根据权利要求1所述的适用于高喷搅拌水泥土桩的组合式钻头，其特征是中心钢棒，纵向长钢棒，纵向短钢棒和横向短钢棒均由直径为30mm～50mm的钢棒加工制作而成。