CN209457865U - 一种实现方形成孔的方桩旋挖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，包括转动件一、随所述转动件一进行转动的若干转动件二，所述转动件一、转动件二的转轴相互平行，所述转动件一驱动主钻头进行转动，每个转动件二驱动一个副钻头进行转动，所有副钻头均位于主钻头的上方；所述副钻头在主钻头转动平面内的投影，与主钻头局部重合；还包括位于所述副钻头上方的方形刮削件。本实用新型的目的在于提供一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，以解决现有技术中旋挖机无法直接成型方孔，导致方桩施工效率低、不安全的问题，实现能够直接通过旋挖机成型方孔，高效进行现浇方桩施工的目的。

Description

一种实现方形成孔的方桩旋挖装置

技术领域

本实用新型涉及桩基领域，具体涉及一种实现方形成孔的方桩旋挖装置。

背景技术

旋挖钻机是一种适用于各种高速公路、铁路等交通设施桥梁的桥桩、大型建筑、港口码头承重结构桩、城市内高架桥桥桩等成孔作业的施工机械。主要在砂土、粘性土、粉质土等土层施工中得到广泛应用。该类钻机一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测调整、孔深数码显示等，整机操纵一般采用液压先导控制、负荷传感，具有操作轻便、舒适等特点，但由于机械底盘旋转成形为圆形孔，无法实现方桩施工。

对于道路高危陡峭边坡、覆盖层较厚滑坡推力较大、边坡稳定性较差时需设置方形锚索桩或抗滑桩地段，或者建筑结构采用方桩基础形式的施工现场而言，时常会面临方桩施工需求。因为上述工况都属于风险较大的施工环境，而相较于常规圆柱桩基而言，方桩明显具有更好的受力性能。但是，由于现有的旋挖钻无法实现方桩的旋挖成型，因此现有的方桩施工主要采取以下两种方法：对于截面较小的预制方桩而言，采用打桩机将预制方桩打入、压入或振入土中；对于截面较大的现浇方桩而言，则采用人工挖孔的施工形式，导致效率低、成本高，施工不安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，以解决现有技术中旋挖机无法直接成型方孔，导致方桩施工效率低、不安全的问题，实现能够直接通过旋挖机成型方孔，高效进行现浇方桩施工的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，包括转动件一、随所述转动件一进行转动的若干转动件二，所述转动件一、转动件二的转轴相互平行，所述转动件一驱动主钻头进行转动，每个转动件二驱动一个副钻头进行转动，所有副钻头均位于主钻头的上方；所述副钻头在主钻头转动平面内的投影，与主钻头局部重合；还包括位于所述副钻头上方的方形刮削件。

针对现有技术中旋挖机无法直接成型方孔，导致方桩施工效率低、不安全的问题，本实用新型首先提出一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，转动件一同时带动若干个转动件二进行转动，转动件一驱动主钻头进行转动，每个转动件二驱动一个副钻头进行转动，由于副钻头均位于主钻头的上方，因此在钻孔施工时，必然是主钻头首先接触土层形成对应的主孔，之后副钻头才随着不断下降接触到土层，由于副钻头在主钻头转动平面内的投影与主钻头局部重合，因此若干的副钻头必然从外部对主钻头所形成的主孔进行扩大，将其边缘扩开成若干圆弧状的结构，随着主孔深度不断加深，副钻头上方的方形刮削件也接触到土层，方形刮削件不转动直接向下移动，其外壁对预先形成的通孔的圆弧状外侧进行刮削与修正，将多余土质向下刮落从而形成完整的方形结构。本实用新型结构简单，通过旋挖机即可实现方形成孔，解决了目前土木工程领域现浇方桩只能通过人工成孔的问题，实现了快速成孔，缩短工期的目的，可在路基高危边坡设置抗滑桩、建筑工程桩基地基、桥台桩基等工况下实现快速施工，大大减短工程工期、降低成本、降低了工人的劳动强度并规避了人工挖方孔的作业风险。

所述转动件一、转动件二均位于方形刮削件的上方。确保主钻头、副钻头、方形刮削件自下而上依次排布构成钻头组件依次接触土层，使得方孔逐渐成型，避免转动件一、转动件二对方孔成型过程造成干扰。

优选的，所述转动件一为主齿轮，所述转动件二为与所述主齿轮相啮合的副齿轮，所述主齿轮、副齿轮均通过贯穿方形刮削件的连杆与对应的主钻头、副钻头相连，方形刮削件不随所述连杆进行转动。通过齿轮啮合的方式能够确保转动件一与转动件二之间的传动稳定，连杆穿过方形刮削件随转动件一、转动件二进行转动，带动对应的主钻头、副钻头即可。其中，方形刮削件不随所述连杆进行转动，即是方形刮削件不在周向上进行转动，只随旋挖装置整体进行上下的移动。

优选的，所述方形刮削件上设置用于所述连杆穿过的通孔，连杆外套设轴承，所述轴承固定在通孔内壁。通过轴承的设置来确保连杆的稳定转动，同时实现方形刮削件不转动的效果，具体的连杆与轴承内圈相连，方形刮削件与轴承外圈相连即可。除此之外，本领域技术人员根据现有技术所能够直接实现的其他连接方式也能够替换本方案。

优选的，所述副钻头共四个，四个副钻头的中心共面，且四个副钻头的中心为长方形的四个顶点。即是四个副钻头相对于主钻头的高度距离完全相等，当主钻头竖直向下开孔时，四个副钻头能够同时接触水平的土层，同时开始工作。四个副钻头的中心为长方形的四个顶点，能够使得四个副钻头所形成的孔呈四方分布，从而为方形刮削件提供近似方形的预成型孔，以此极大的减少需要方形刮削件进行刮削的土体厚度，降低方形刮削件的工作负荷，提高本装置的使用寿命。

优选的，所述主钻头的中心在四个副钻头的中心所处平面内的投影，与四个副钻头的中心所围绕形成的长方形的中心重合。即是四个副钻头所形成的近似方形的预成型孔相较于主钻头的中心正好在外侧按照方形排布，使得每个副钻头都只需钻开局部土体与主钻头的钻开孔连通即可，避免各副钻头之间负荷不均、土层对不同方位的副钻头所施加的反作用力不同进而导致钻孔方向自动倾斜的问题，使得本装置能够防斜打直，降低井眼歪斜的风险。

优选的，当钻孔方向竖直时，所述主钻头、副钻头在水平面内的投影均位于方形刮削件的投影范围内部。本方案能够确保方形刮削件最终刮削后，成型的孔洞完全呈方形，没有一点多余部分的孔洞出现，避免后续浇筑时水泥浆的浪费。

优选的，所述方形刮削件在水平面内的投影也呈方形，任意一个副钻头在水平面内的投影均与方形刮削件方形投影的相邻两边同时相切。本方案能够使得需要方形刮削件进行刮削的土体都属于相邻两个副钻头所形成的孔洞之间的多余部分，该部分土体位于边角位置，已经被主钻头和副钻头所松动，属于容易被刮落的部分，因此本方案方形刮削件的负荷低，方孔成型效率极高。

实现方形成孔的方桩旋挖装置的旋挖方法，包括以下步骤：

(a)将所述旋挖装置连接在钻杆上，使主钻头、副钻头、方形刮削件从下往上分布；

(b)转动钻杆带动主钻头、副钻头进行转动，同时保持方形刮削件不随钻杆转动；

(c)主钻头率先接触土体旋转成孔，之后副钻头也进入土体开始工作，与主钻头形成的圆孔合成相交圆孔，最后由方形刮削件对相交圆孔的侧壁进行刮削，形成截面为方形的桩孔。

本方法中若干的副钻头从外部对主钻头所形成的主孔进行扩大，将其边缘扩开成若干圆弧状的结构，随着主孔深度不断加深，副钻头上方的方形刮削件也接触到土层，方形刮削件不转动直接向下移动，其外壁对预先形成的通孔的圆弧状外侧进行刮削与修正，将多余土质向下刮落从而形成完整的方形结构。本方法通过旋挖机即可实现方形成孔，解决了目前土木工程领域现浇方桩只能通过人工成孔的问题，实现了快速成孔，缩短工期的目的，可在路基高危边坡设置抗滑桩、建筑工程桩基地基、桥台桩基等工况下实现快速施工，大大减短工程工期、降低成本、降低了工人的劳动强度并规避了人工挖方孔的作业风险。

优选的，所述方形刮削件的外表面为刀口朝下的刮刀或刮片。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，通过旋挖机即可实现方形成孔，解决了目前土木工程领域现浇方桩只能通过人工成孔的问题，实现了快速成孔，缩短工期的目的，可在路基高危边坡设置抗滑桩、建筑工程桩基地基、桥台桩基等工况下实现快速施工，大大减短工程工期、降低成本、降低了工人的劳动强度并规避了人工挖方孔的作业风险。

2、本实用新型一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，通过调整主钻头、副钻头尺寸大小即可实现成型任意尺寸方孔的效果。灵活调整钻头组合与方形刮削件的匹配大小，即可达到任意尺寸形状的方形成孔目的

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型具体实施例1的剖视图；

图2为本实用新型具体实施例1的仰视图；

图3为本实用新型具体实施例2的仰视图；

图4为本实用新型具体实施例2的俯视图；

图5为本实用新型具体实施例2方孔成型过程中的示意图；

图6为本实用新型具体实施例3的仰视图；

图7为本实用新型具体实施例用于旋挖机时的示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-转动件一，2-转动件二，3-连杆，4-副钻头，5-主钻头，6-方形刮削件，601-通孔，602-轴承，7-底盘，8-变幅机构，9-桅杆总成，10-随动架，11-动力头，12-钻杆，13-方桩旋挖装置，14-主卷扬，15-辅卷扬。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1与图2所示的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，包括转动件一1、随所述转动件一1进行转动的若干转动件二2，所述转动件一1、转动件二2的转轴相互平行，所述转动件一1驱动主钻头5进行转动，每个转动件二2驱动一个副钻头4进行转动，所有副钻头4均位于主钻头5的上方；所述副钻头4在主钻头5转动平面内的投影，与主钻头5局部重合；还包括位于所述副钻头4上方的方形刮削件6。本实施例在钻孔施工时，必然是主钻头首先接触土层形成对应的主孔，之后副钻头才随着不断下降接触到土层，由于副钻头在主钻头转动平面内的投影与主钻头局部重合，因此若干的副钻头必然从外部对主钻头所形成的主孔进行扩大，将其边缘扩开成若干圆弧状的结构，随着主孔深度不断加深，副钻头上方的方形刮削件也接触到土层，方形刮削件不转动直接向下移动，其外壁对预先形成的通孔的圆弧状外侧进行刮削与修正，将多余土质向下刮落从而形成完整的方形结构。

本实施例中的旋挖装置即为图7中的方桩旋挖装置13，本实施例的旋挖方法为：

(a)将所述旋挖装置连接在钻杆上，使主钻头5、副钻头4、方形刮削件6从下往上分布；

(b)转动钻杆带动主钻头5、副钻头4进行转动，同时保持方形刮削件6不随钻杆转动；

(c)主钻头5率先接触土体旋转成孔，之后副钻头4也进入土体开始工作，与主钻头形成的圆孔合成相交圆孔，最后由方形刮削件6对相交圆孔的侧壁进行刮削，形成截面为方形的桩孔。

实施例2：

如图3至图5所示的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，在实施例1的基础上，所述转动件一1、转动件二2均位于方形刮削件6的上方。所述转动件一1为主齿轮，所述转动件二2为与所述主齿轮相啮合的副齿轮，所述主齿轮、副齿轮均通过贯穿方形刮削件6的连杆3与对应的主钻头5、副钻头4相连，方形刮削件6不随所述连杆3进行转动。所述方形刮削件6上设置用于所述连杆3穿过的通孔601，连杆3外套设轴承602，所述轴承602固定在通孔601内壁。所述副钻头4共四个，四个副钻头4的中心共面，且四个副钻头4的中心为长方形的四个顶点。所述主钻头5的中心在四个副钻头4的中心所处平面内的投影，与四个副钻头4的中心所围绕形成的长方形的中心重合。当钻孔方向竖直时，所述方形刮削件6在水平面内的投影也呈方形，任意一个副钻头4在水平面内的投影均与方形刮削件6方形投影的相邻两边同时相切。本实施例使得需要方形刮削件进行刮削的土体都属于相邻两个副钻头所形成的孔洞之间的多余部分，如附图5中阴影部分所示，该部分土体位于边角位置，已经被主钻头和副钻头所松动，属于容易被刮落的部分，因此本方案方形刮削件的负荷低，方孔成型效率极高。

实施例3：

如图6所示，本实施例中主钻头5所形成的主孔内切于方形刮削件6所投影形成的方形的相对两侧，通过本实施例所形成的孔不是一个完全规则的方形孔，而是近似方形的现浇孔，方形刮削件6主要起到对孔壁的整平与修整作用。这种结构虽然形成的方形不规则，但是相较于常规圆柱桩基而言，近似方形的现浇桩基依然能够提高更好的强化地基的效果，能够适应更为复杂危险的地质环境，同时也实现了旋挖机的直接作业，依然克服了人力挖孔的诸多弊端。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，其特征在于，包括转动件一(1)、随所述转动件一(1)进行转动的若干转动件二(2)，所述转动件一(1)、转动件二(2)的转轴相互平行，所述转动件一(1)驱动主钻头(5)进行转动，每个转动件二(2)驱动一个副钻头(4)进行转动，所有副钻头(4)均位于主钻头(5)的上方；所述副钻头(4)在主钻头(5)转动平面内的投影，与主钻头(5)局部重合；还包括位于所述副钻头(4)上方的方形刮削件(6)。

2.根据权利要求1所述的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，其特征在于，所述转动件一(1)、转动件二(2)均位于方形刮削件(6)的上方。

3.根据权利要求1所述的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，其特征在于，所述转动件一(1)为主齿轮，所述转动件二(2)为与所述主齿轮相啮合的副齿轮，所述主齿轮、副齿轮均通过贯穿方形刮削件(6)的连杆(3)与对应的主钻头(5)、副钻头(4)相连，方形刮削件(6)不随所述连杆(3)进行转动。

4.根据权利要求3所述的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，其特征在于，所述方形刮削件(6)上设置用于所述连杆(3)穿过的通孔(601)，连杆(3)外套设轴承(602)，所述轴承(602)固定在通孔(601)内壁。

5.根据权利要求3所述的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，其特征在于，所述副钻头(4)共四个，四个副钻头(4)的中心共面，且四个副钻头(4)的中心为长方形的四个顶点。

6.根据权利要求5所述的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，其特征在于，所述主钻头(5)的中心在四个副钻头(4)的中心所处平面内的投影，与四个副钻头(4)的中心所围绕形成的长方形的中心重合。

7.根据权利要求1所述的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，其特征在于，当钻孔方向竖直时，所述主钻头(5)、副钻头(4)在水平面内的投影均位于方形刮削件(6)的投影范围内部。

8.根据权利要求7所述的一种实现方形成孔的方桩旋挖装置，其特征在于，所述方形刮削件(6)在水平面内的投影也呈方形，任意一个副钻头(4)在水平面内的投影均与方形刮削件(6)方形投影的相邻两边同时相切。