CN209369731U - 用于破除废旧管桩的钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于破除废旧管桩的钻头，该钻头包括芯轴，芯轴外圆周设有螺旋叶片，芯轴顶部设有用于与钻机钻杆对接的连接部，螺旋叶片至少中部以下设有多个截齿，芯轴底部设有由多根短钢筋焊接成的竖向钢筋束，钢筋束与芯轴同轴线且钢筋束的外径小于或等于欲破碎的废旧管桩的内径。该钻头能有效破除深度超过20米的废旧管桩、且旧桩破除和新桩孔成孔能同步进行，使得施工效率加快、施工成本降低。

Description

用于破除废旧管桩的钻头

技术领域

本实用新型涉及建筑基础施工技术领域，具体讲是一种用于破除废旧管桩的钻头。

背景技术

在市政建设中，经常需要将低矮老破的建筑物拆除，然后在旧地基上建筑更高更新的建筑物。这就涉及到旧桩的拆除及新桩浇筑施工的问题。而本申请针对的，是废旧管桩的拆除，当然，这里的管桩应作广义的理解，即指桩内部空心而外围为混凝土的桩型，它既包括空心的圆管桩如高强度的PHC管桩，又包括空心方桩。

现有技术的废旧桩改造的施工过程为：利用带拔桩套管的拔桩机将地基上的废旧管桩拔出，然后对拔桩后残留的桩孔进行扩孔并加深，使其形成更大更深的桩孔，再进行清孔，放入钢筋笼，浇注混凝土，使之形成新的钻孔灌注桩。这样，将旧的、承载力小的管桩拔出，浇注好新的，桩径更大、更深的、承载力更强的钻孔灌注桩。

现有技术的施工过程存在以下缺陷：首先，拔桩机的拔桩套管的长度是有限的，一般不超过20米，故只能拔出20米深度以内的管桩，超过20米，则现有的拔桩设备无能为力；而且，对施工单位来说，专门配备一套拔桩设备也是一个不小的成本，若购置，则使用率低不划算，若租用，其租金又很高，而且还必须承担设备转场的费用，经济上也很不划算，而且，设备转场费时费力且容易不及时而延误工期；况且，上述旧桩拔除和钻取更大更深的钻孔的过程是分步进行的，施工效率不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能有效破除深度超过20米的废旧管桩、且旧桩破除和新桩孔成孔能同步进行，使得施工效率加快、施工成本降低的用于破除废旧管桩的钻头。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种用于破除废旧管桩的钻头，它包括芯轴，芯轴外圆周设有螺旋叶片，芯轴顶部设有用于与钻机钻杆对接的连接部，螺旋叶片至少中部以下设有多个截齿，芯轴底部设有由多根短钢筋焊接成的竖向钢筋束，钢筋束与芯轴同轴线且钢筋束的外径小于或等于欲破碎的废旧管桩的内径。

采用以上结构后，本实用新型用于破除废旧管桩的钻头具有以下优点：该装置将旧桩破碎和新桩成孔两个步骤合二为一，使得两个步骤同步进行，加快了施工效率；且旧桩破碎的深度不再受到拔桩机的拔桩套管的约束，可以根据需要下钻不同深度，以破碎深度超过20米的废旧管桩；而且，上述旧桩拆除设备是与钻头整合在一起的，故无需另外配备专用的拔桩设备，降低了拔桩设备的持有成本、租赁费用和转场费用，且随用随取，无需像现有技术一样等待专用拔桩设备转场，故避免延误工期；况且，由于螺旋叶片对旧桩周围土体的破碎，使得新桩的孔径远大于旧桩径，并且带截齿的螺旋叶片甚至能在砂岩、泥岩、中风化灰岩等较软岩层中直接钻进，而废旧管桩靠振动机震动下沉，肯定无法入岩，故有效增大了新桩的深度和桩径，即使得新桩更粗更深，以获得更大的承载力，满足现代化高楼的需求；况且，截齿除了破碎混凝土外，还能钩挂住旧桩钢筋，并将其铰断带出地面，实现了混凝土及钢筋的完美破碎；最后，由多根短钢筋焊接成的钢丝束，能针对性的先一步插入废旧管桩中较软的中心区域，而叶片及截齿再跟进破碎混凝土，也就是说，在叶片和截齿破碎混凝土及钢筋时，钢丝束已经先一步插入废旧管桩中心，对其提供导向支承，确保整个成孔过程中的垂直下钻；况且，且尽管本实用新型钻头的导向柱为易磨损件，但钢筋束可随时增补焊接，如外圈磨损后加焊一圈，再磨损后再加焊一圈，增补钢筋的过程方便快捷，且成本也低，故维护方便，皮实耐用，易于推广。

进一步地，芯轴沿轴线设有用于与中空钻杆连通的芯管，芯管的下开口设有内螺纹，芯管下开口旋合有带外螺纹的螺柱，螺柱下端焊接有连接头，竖向钢筋束的全部短钢筋上端与连接头焊接；螺柱旋紧的方向与钻头下钻的方向一致；这样，首先，下钻时，由于螺柱旋紧的方向与钻头下钻方向相同，故成功避免了下钻过程中螺柱、连接头及钢丝束的松脱；而且，成孔后需要清孔时，只需要将钻头下部的螺柱旋松，就可以拆下连接头及钢筋束，使钻头空心，便于后续清孔泥浆循环。

进一步地，连接头侧壁对称设有两个盲孔，每个盲孔内滑动配合有一个顶块，顶块与盲孔的孔底之间连接有压簧；该钻头还设有用于更换连接头的辅助装置，该辅助装置包括两个位于孔口的驱动缸，每个驱动缸的活塞杆固定一个用于抱紧连接头的抱箍，每个抱箍的弧形内壁设有一个用于卡住顶块的扇环缺口；需要拆掉钻头下部结构时，只需要驱动两抱箍夹住连接头，正常状况下，连接头的两顶块会被抱箍的弧形内壁抵住并内缩回盲孔，将钻头旋转一定角度，使得顶块正对抱箍的扇环缺口，顶块在压簧作用下弹出，卡死在扇环缺口的一端，这样就实现了连接头及螺杆的周向限位，继续旋转钻头，就可以快速方便的将连接头及钢筋束旋下，使得钻头芯管下部开口，便于后续清孔。

附图说明

图1为本实用新型用于破除废旧管桩的钻头的主视结构示意图。

图2为本实用新型用于破除废旧管桩的钻头的芯管与螺柱对接处的剖视放大结构示意图。

图3为本实用新型用于破除废旧管桩的钻头的连接头被抱箍抱紧后的俯剖视结构示意图。

图中所示1、芯轴，2、螺旋叶片，3、连接部，4、截齿，5、钢筋束，6、芯管，7、螺柱，8、连接头，9、盲孔，10、顶块，11、压簧，12、驱动缸，13、抱箍，14、弧形内壁，15、扇环缺口。

具体实施方式

如图所示，本实用新型用于破除废旧管桩的钻头，它包括芯轴1，芯轴1外圆周设有螺旋叶片2，芯轴1顶部设有用于与钻机钻杆对接的连接部3。螺旋叶片2至少中部以下设有多个截齿4，当然，也可以是在螺旋叶片2从上到下全部设有截齿4。而且，甚至，可以用牙轮齿来替代截齿4，以获得更好的破岩效果。

芯轴1底部设有由多根短钢筋焊接成的竖向钢筋束5，钢筋束5与芯轴1同轴线且钢筋束5的外径小于或等于欲破碎的废旧管桩的内径。上述的全部短钢筋彼此紧靠焊接成整体，以加强其强度和支承性能。

具体的说，芯轴1沿轴线设有用于与中空钻杆连通的芯管6，芯管6的下开口设有内螺纹，芯管6下开口旋合有带外螺纹的螺柱7，螺柱7下端焊接有连接头8，竖向钢筋束5的全部短钢筋上端均与连接头8焊接；螺柱7旋紧的方向与钻头下钻的方向一致。如螺柱7旋紧的方向是逆时针，而钻头下钻的方向也是逆时针。短钢筋是一个相对概念，是针对正常钢筋来说的，一般长度为一个叶片间距到两个叶片间距之间，即12～36cm。

连接头8侧壁对称设有两个盲孔9，每个盲孔9内滑动配合有一个顶块10，顶块10与盲孔9的孔底之间连接有压簧11；该压簧11两端分别与盲孔9底端和顶块10内端固定。

该钻头还设有用于更换连接头8的辅助装置，该辅助装置与钻头的连接头8搭配使用。具体的说，该辅助装置包括两个位于钻孔的孔口的驱动缸12，每个驱动缸12的活塞杆固定一个用于抱紧连接头8的抱箍13，每个抱箍13的弧形内壁14设有一个用于卡住顶块10的扇环缺口15。当然，上述的两个驱动缸12均可以安装固定在一个小车上，而小车滑动配合于轨道上，便于连接头8拆掉后，挪开抱箍13，让开钻孔孔口，以便钻头再次沉入孔底进行清孔。

如图所示，利用本实用新型的钻头破除废旧管桩并灌注新桩的方法，其步骤如下。

a、根据勘察获得的废旧管桩内径的尺寸，在连接头8上焊接多根短钢筋，使之形成的钢筋束5的外径小于或等于欲破碎的废旧管桩的内径；并将连接头8及钢筋束5旋装入钻头。

b、驱动钻杆下钻，最先与旧桩接触的钢筋束5插入废旧管桩的中心孔内，起导向作用，确保垂直下钻；钻进时，螺旋叶片2上的截齿4能破碎废旧管桩的混凝土，并附带着破碎废旧管桩周围的土体，混凝土碎渣及周边碎土由螺旋叶片2旋转带出地面；且截齿4在钻进过程中会将废旧管桩的钢筋缠绕铰断，使钢筋与废旧管桩的钢筋笼脱离；下钻一定深度后将钻杆上提，并用气割法切掉缠绕在钻头截齿4上的钢筋，待钻头截齿4上的钢筋清干净后则继续下钻一定深度如一般下钻2米，再上拔清理，如此往复，直至将废旧管桩完全破碎。然后继续下钻到新桩的设计深度；此时，旧桩破碎和新桩成孔完成。

该步骤中，正常状况下仍然是采用带截齿4的钻头，遇到较软的岩层如砂岩、泥岩、中风化灰岩时，可直接钻进。但遭遇到较硬的岩层如花岗岩、玄武岩时，则可更换带牙轮齿的钻头，以获得更强的破岩能力。

c、清孔、沉入钢筋笼并浇筑新桩混凝土。

而该步骤中，在清孔前，将钻头上拔至钻孔的孔口，驱动两个驱动缸12，使两抱箍13将钻头的连接头8抱紧，旋转钻头使得连接头8的两顶块10顶出并卡死在对应的扇环缺口15，继续旋转钻头，使得钻头芯管6与连接头8上的螺柱7旋开，两者脱离；再移走抱箍13、驱动缸12及连接头8，将卸掉连接头8、下部开口的钻头插入孔底，利用钻头中空的芯管6进行泥浆循环以清孔。

Claims (3)

1.一种用于破除废旧管桩的钻头，它包括芯轴(1)，芯轴(1)外圆周设有螺旋叶片(2)，芯轴(1)顶部设有用于与钻机钻杆对接的连接部(3)，其特征在于：螺旋叶片(2)至少中部以下设有多个截齿(4)，芯轴(1)底部设有由多根短钢筋焊接成的竖向的钢筋束(5)，钢筋束(5)与芯轴(1)同轴线且钢筋束(5)的外径小于或等于欲破碎的废旧管桩的内径。

2.根据权利要求1所述的用于破除废旧管桩的钻头，其特征在于：芯轴(1)沿轴线设有用于与中空钻杆连通的芯管(6)，芯管(6)的下开口设有内螺纹，芯管(6)下开口旋合有带外螺纹的螺柱(7)，螺柱(7)下端焊接有连接头(8)，竖向的钢筋束(5)的全部短钢筋上端与连接头(8)焊接；螺柱(7)旋紧的方向与钻头下钻的方向一致。

3.根据权利要求2所述的用于破除废旧管桩的钻头，其特征在于：连接头(8)侧壁对称设有两个盲孔(9)，每个盲孔(9)内滑动配合有一个顶块(10)，顶块(10)与盲孔(9)的孔底之间连接有压簧(11)；

该钻头还设有用于更换连接头(8)的辅助装置，该辅助装置包括两个位于孔口的驱动缸(12)，每个驱动缸(12)的活塞杆固定一个用于抱紧连接头(8)的抱箍(13)，每个抱箍(13)的弧形内壁(14)设有一个用于卡住顶块(10)的扇环缺口(15)。