CN207553964U - 一种集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，包括钻轴、与钻轴可活动连接的连接杆、设于连接杆上的刀具以及第一伸缩杆；连接杆沿钻轴轴向设置有多个，第一伸缩杆设于钻轴与连接杆之间，通过第一伸缩杆的伸缩控制刀具向钻轴中心的收拢和扩散。本实用新型通过第一伸缩杆调整刀具之间的张开直径，可根据不同桩径调整刀具的张开直径，达到一钻多用的目的，提高施工效果，省时省力。并且本实用新型的装置改变传统的正、反循环排渣方式，以刀具收拢取土，方便快捷。

Description

一种集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置

技术领域

本实用新型涉及钻孔灌注桩钻孔施工技术的领域，具体涉及一种集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置。

背景技术

我国目前常用的桩基础施工方法有灌注法和沉入法，其中钻孔灌注法最为常见。目前，我国通常使用的技术成熟、经验丰富的成孔方式为旋转钻进成孔，冲击钻进成孔和冲抓钻进成孔，并采用相应钻头及施工方法进行成孔。

传统的旋转钻进成孔利用钻具的旋转切割土体钻进，并同时采用循环泥浆的方法护壁排渣。我国现有旋转钻机按泥浆循环的程序不同分为正循环和反循环两种。在原有基础上，我们制作了一种利用液压装置，在钻孔完成的同时可将钢系杆收拢进行取土工作，并可改变钻头直径以同时满足多种桩径施工要求的钻头。

目前利用传统的钻头进行钻进成孔时主要存在以下缺点：

一、国内市场上所广泛使用的旋转钻头其钻头直径都是固定不可调节的，对于同一场地多种桩径施工时需要频繁更换钻头，降低施工效率，拖延施工进度。

二、不同桩径要选用不同直径的钻头，提升了人力物力和运输成本以及和工作工序上的繁琐，不具有良好的经济效益。

三、无论是采用旋转钻进成孔中的正、反循环泥浆方式进行护壁排渣，都存在排渣能力弱，钻杆易堵塞，成孔效率低的缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，可以取代现有的正、反循环泥浆护壁排渣方式，也可根据需要调整钻头直径，提高施工效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，包括钻轴、连接杆、刀具和第一伸缩杆；所述的连接杆一端与钻轴活动连接，连接杆的另一端与刀具连接；所述的连接杆沿钻轴轴向设置有多个；所述的第一伸缩杆设于钻轴与连接杆之间，通过第一伸缩杆的伸缩控制刀具向钻轴中心的收拢和扩散。

本实用新型还具有如下区别技术特征：

所述的钻轴与连接杆之间还设有第二伸缩杆。

所述的第二伸缩杆与钻轴之间活动连接，所述的第二伸缩杆与连接杆之间活动连接。

所述的刀具包括支撑板和设于支撑板上的钻齿，所述的支撑板固定在连接杆底端。

所述的支撑板为锥形板，锥形板的板面为弧形，连接杆底端的支撑板向钻轴中心收缩后形成锥形体；所述的钻齿均匀分布在支撑板的外表面上。

所述的连接杆与支撑板之间设有角钢。

所述的支撑板的底部设有切割片。

所述的钻轴上套设有连接盘，所述的连接杆连接在连接盘的四周，所述的连接杆可绕连接盘转动。

所述的连接杆通过高强螺栓连接在连接盘上。

所述的连接盘上设有盖板，所述的盖板上设有挡板，所述的挡板为锥形台形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过第一伸缩杆调整刀具之间的张开直径，可根据不同桩径调整刀具的张开直径，达到一钻多用的目的，提高施工效果，省时省力。并且本实用新型的装置改变传统的正、反循环排渣方式，以刀具收拢取土，方便快捷。

对于其他附加结构的技术效果，将在具体实施方式进行说明。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构的正视图。

图2是图1中部分结构的轴测图。

图3是本实用新型的刀具合拢后的俯视图。

图4为连接杆和第一伸缩杆的连接点详图。

图5为连接杆和第二伸缩杆的连接点详图。

图6为本实用新型的钻轴与盖板和挡板的连接轴测图。

图中各标号表示为：1-钻轴，2-连接杆，3-刀具，4-第一伸缩杆，5-第二伸缩杆，6-角钢，7-切割片，8-连接盘，9-盖板，10-挡板，11-液压装置；

31-支撑板，32-钻齿。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施方式，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型公开了一种集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，包括钻轴1、连接杆2、刀具3和第一伸缩杆4；连接杆一端与钻轴1活动连接，连接杆的另一端与刀具3连接；连接杆2沿钻轴1轴向设置有多个，第一伸缩杆4设于钻轴1与连接杆2之间，通过第一伸缩杆4的伸缩控制刀具3向钻轴1中心的收拢和扩散。第一伸缩杆和第二伸缩杆通过设于钻轴中的液压装置11提供动力，采用高强度冷拉圆钢，在液压作用下产生拉伸和收缩，进而实现直径变化与取土功能。可根据不同桩径调整刀具的张开直径，达到一钻多用的目的，提高施工效果，省时省力。

其中，液压装置11为杆件实现伸缩的核心设备，为钻头的伸缩提供动力，在本实用新型的一个实施例中，可以使用传感器及操作系统控制液压装置11进出油量和方向，使伸缩杆件得以运动到指定位置，达到精确控制成孔直径的目的。

具体的，钻轴1采用高强度无缝钢管，尾部带有螺纹以方便接长。钻轴1用作连接钻头和钻机，依靠钻机提供的动力来高速旋转，提供钻头切削土体所需的扭矩和剪力。

进一步的，钻轴1与连接杆2之间还设有支撑连接杆2的第二伸缩杆5。具体的，第二伸缩杆5采用高强度冷拉圆钢，作用主要是连接连接杆2以及连接杆下端的刀具3，由于在第一伸缩杆4伸长和缩短的过程中，刀具3和连接杆3的相对位置会发生相对变化，使用第二支撑杆5可以实现整个系统的协调变形。同时，第二伸缩杆5可以显著增强整个系统的强度与刚度，可使钻头及刀具3部分在承受较大的阻力作用下正常工作，同时不致发生过大的变形，提高整体结构的耐久性。

另外，第二伸缩杆5与钻轴1、第二伸缩杆5与连接杆2之间均可活动连接。优选的，如图4所示，在连接杆2的杆体和钻轴1上均设有螺栓节点，第二伸缩杆5的两端通过螺栓连接在连接杆和钻轴上，使得第二伸缩杆即可伸缩也可转动。

进一步的，如图2、图3所示，刀具3包括支撑板31和设于支撑板31上的钻齿32，支撑板31固定在连接杆2底端。当第一伸缩杆回缩，使得连接杆带动刀具朝钻轴中心收缩，刀具收拢。优选的，支撑板31通过埋弧焊的方式焊接在连接杆2上，起到稳定连接杆2和固定钻齿32的作用。优选的，钻齿32采用高强度、耐磨损、耐腐蚀、高淬透性、高磁性的合金钢材料。在旋转钻进成孔过程中，底部钻齿32最先与土体或岩石体接触，进行切土或碎岩工作，随着刀盘的进深，上部钻齿逐渐参与工作。

具体的，支撑板31为锥形板，锥形板的板面为弧形，连接杆底端的支撑板31向钻轴中心收缩后形成锥形体；钻齿32均匀分布在支撑板31的外表面上。将支撑板设置为弧面、锥形结构，方便钻头插入土体中。具体的，本实施例中的连接杆和支撑板优选2个，如图2所示。

进一步的，如图5所示，连接杆2与支撑板31之间通过角钢6固定，连接杆2和支撑板31连接处采用焊接方式固定，同时在连接杆2后部与支撑板31背面均匀焊接角钢6，以保证连接杆2与支撑板31之间连接的强度，进而在切削土体时不致在巨大的土体阻力作用下发生断裂，影响正常使用。

进一步的，为解决正、反循环泥浆方式进行护壁排渣的缺陷，在支撑板31的底部焊接切割片7，切割片7为钢片，焊接在每个支撑板31的锥底，切割片合拢后为锥形。

进一步的，如图1、图6所示，钻轴1上套设有连接盘8，连接杆2连接在连接盘8的四周，连接杆2可绕连接盘8转动。连接盘为连接杆2固定端提供可转动式接口，起固定钢系杆位置，维持钢系杆与钻轴主体的整体稳定的作用。

具体的，如图1所示，连接杆2通过高强螺栓连接在连接盘8上，连接方便且强度高。

进一步的，如图6所示，连接盘8上设有钻头盖板9，以提供连接杆2固定端的可转动式接口，保证连接杆2固定端在有足够紧密性的情况下又可以绕连接盘8进行转动，方便连接杆2进行外扩，达到改变旋转钻径的效果。具体的，连接盘上也设有用于钻轴穿过的通孔。

进一步的，如图6所示，钻头盖板9上设有挡板10，在钻进过程中挡板10可以防止土块掉落堵塞钻头内部，损坏内部工作系统，同时提高钻头整体的稳定性。具体的，挡板10为锥形台形，防止钻头在旋转切土过程中，钻轴1与挡板10连接松动并在钻轴1运作扭矩下进一步引起钻头内部无法正常工作。具体的，挡板上设有用于钻轴穿过的通孔。

以下对本实用新型装置的工作过程进行说明：

将刀具3合拢对准桩位，启动钻机工作系统，钻轴1带动刀具3进行钻进切土。此时转动刀具3的旋转直径小于设计桩径。待钻进一定深度后，刀具3停止工作，并将刀具3提升至初始高度。液压装置11注油工作，伸长第一伸缩杆4，并带动第二伸缩杆5与连接杆2运动，使刀具3的外部直径达到设计桩径。

再次启动钻机工作系统旋转切削土体，待转动刀具3钻至一定深度，利用液压装置11将第一伸缩杆4回拢，此时在切割片7作用下，土体与碎石被抓入合拢后的转动刀具3内，达到取土效果并提升至初始高度。此时完成了一次钻进与取土过程。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，包括钻轴(1)、与钻轴(1)可活动连接的连接杆(2)、设于连接杆(2)上的刀具(3)以及第一伸缩杆(4)；所述的连接杆(2)沿钻轴(1)轴向设置有多个，所述的第一伸缩杆(4)设于钻轴(1)与连接杆(2)之间，通过第一伸缩杆(4)的伸缩控制刀具(3)向钻轴(1)中心的收拢和扩散。

2.如权利要求1所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的钻轴(1)与连接杆(2)之间还设有支撑连接杆(2)的第二伸缩杆(5)。

3.如权利要求2所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的第二伸缩杆(5)与钻轴(1)、连接杆(2)之间均可活动连接。

4.如权利要求1所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的刀具(3)包括支撑板(31)和设于支撑板(31)上的钻齿(32)，所述的支撑板(31)固定在连接杆(2)底端。

5.如权利要求4所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的支撑板(31)为锥形板，锥形板的板面为弧形，连接杆底端的支撑板(31)向钻轴中心收缩后形成锥形体；所述的钻齿(32)均匀分布在支撑板(31)的外表面上。

6.如权利要求5所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的连接杆(2)与支撑板(31)之间设有角钢(6)。

7.如权利要求4至6任一项所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的支撑板(31)的底部设有切割片(7)。

8.如权利要求1所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的钻轴(1)上套设有连接盘(8)，所述的连接杆(2)连接在连接盘(8)的四周，所述的连接杆(2)可绕连接盘(8)转动。

9.如权利要求8所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的连接杆(2)通过高强螺栓连接在连接盘(8)上。

10.如权利要求8所述的集扩孔与取土一体化的旋转钻进成孔装置，其特征在于，所述的连接盘(8)上设有盖板(9)，所述的盖板(9)上设有挡板(10)，所述的挡板(10)为锥形台形。