CN211422533U - 一种旋挖钻扩径钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型旋挖钻扩径钻头，包括上部结构和下部结构，上部结构的上方为连接部，上部结构下方的中轴套筒与下部结构的中轴套筒相互套接；套筒中空部设置压簧，上部结构的侧部铰接上部连杆端部，上部连杆另一端铰接齿座；下部结构的侧部铰接下部连杆端部，下部连杆另一端铰接齿座；齿座的外侧布置若干钻齿。本实用新型可以实现钻头到达桩孔底部，侧面的扩孔机构张开对桩孔侧壁进行旋挖，桩孔扩径呈圆柱形态；由此，在复杂易坍塌的地基桩孔施工时，使用此旋挖钻扩径钻头，可以实现钢护筒全程跟进于旋挖钻头进入桩孔深处，防止桩孔坍塌。

Description

一种旋挖钻扩径钻头

技术领域

本实用新型涉及桩基施工技术领域，具体为一种旋挖钻扩径钻头及其钢护筒全程跟进成桩的施工应用。

背景技术

旋挖钻是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工工艺，广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程，配合不同钻具，适应于各种地基类型的成孔作业，在旋挖好的桩孔放入钢护筒或钢筋笼，并灌注混凝土，即可实现桩基的施工制造。旋挖钻作业使用钻孔机成孔，钻孔机底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土清渣，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。

扩径旋挖钻施工是当使用普通桶式钻头钻至设计深度后，钻孔机更换专用的扩径钻头，再进入桩孔，扩径钻头接触到桩孔底部后，给扩径钻头一个加持的下压力，钻头侧部扩径机构在压力下从收缩状态张开，机构上的钻齿旋挖桩孔侧部，将桩孔端部扩径成直径较原来钻孔较大的扩底结构，扩径钻头解除下压力后，扩径钻头恢复收缩状态，从桩孔抽出，即完成钻孔和扩孔径的施工。扩孔后的桩孔桩基成型后更稳固，且具有更强的单桩承载力。

现有的扩径旋挖钻头，侧部的扩径机构主要通过弹簧、中轴、侧部扩径机构和钻齿等部件实现扩径，当旋挖钻头下沉并克服弹簧弹力施加下压力后，扩径机构扩张形成三角形态，然后旋挖钻头旋转，钻齿旋挖桩孔侧壁，最终形成锥形的扩孔形状。

护筒是在进行挖孔桩的过程中，由于土质不稳定，施工钢筋混凝土护壁存在较大难度所以采用木质、钢质或混凝土的圆筒护壁对孔桩进行保护，防止塌孔避免影响施工进度及安全。热别在地质条件比较差的，例如灰岩、喀斯特溶岩发育地质等，更需要在桩基施工时采用护筒成孔施工。在旋挖桩孔的施工中，也常常会使用到钢护筒，通常，需要旋挖桶式钻头的直径大于钢护筒的外径，旋挖到预定高度后，抽出旋挖钻头，清渣，然后将钢护筒放入桩孔中；但是遇到容易塌方陷落的特殊地质，当旋挖到底，抽出钻头后，桩孔内容易发生塌方陷落，钢护筒还未能来得及放下，塌方的岩石泥土重新将桩孔堵死，造成施工的延误和失败。

发明内容

本实用新型提供一种旋挖钻扩径钻头及其钢护筒全程跟进成桩的施工应用，新型的旋挖扩径钻头，可以实现钻头到达桩孔底部，侧面的扩孔机构张开对桩孔侧壁进行旋挖，桩孔扩径呈圆柱形态；由此，在复杂易坍塌的地基桩孔施工时，使用此旋挖钻扩径钻头，可以实现钢护筒全程跟进于旋挖钻头进入桩孔深处，防止桩孔坍塌。

为了实现上述本实用新型目的，采用的技术方案为：

一种旋挖钻扩径钻头，包括上部结构和下部结构，上部结构的上方为连接部，上部结构下方的中轴套筒与下部结构的中轴套筒相互套接；套筒中空部设置压簧，上部结构的侧部铰接上部连杆端部，上部连杆另一端铰接齿座梁；下部结构的侧部铰接下部连杆端部，下部连杆另一端铰接齿座梁；齿座梁的外侧布置若干齿座，齿座上固定钻齿。

最上部的连接部，连接钻孔机钻臂，钻头上下部的中轴套筒之间套接自由滑动，使钻头上下部之间可压缩或拉长；套筒中空设置的压簧，使钻头在不受到外界压力的情况下，使钻头上下部保持拉长状态；上部连杆、下部连杆和齿座之间形成类平行四边形结构，其平行四边形结构平行边可以变化形状，使齿座伸出或收缩。

所述上部结构的外圆周设置扇形肋条，多层扇形肋条可增加钻头整体环向刚度，防止其在强大的扭力发生变形。

所述上部连杆、下部连杆、齿座梁、齿座和钻齿组成的扩径机构均布在圆周上，扩径机构的数量为2个以上；当钻头直径的增大，设计的扩径机构可相应增加。

所述上部连杆为两组，下部连杆为一组；多组的连杆结构可以增加扩径机构的稳定性和刚度，使扩径机构有较强的支撑力，不易变形。

旋挖钻扩径钻头可应用在各种桩孔旋挖桩孔施工现场。

所述旋挖钻扩径钻头，在桩孔旋挖施工中，钢护筒全程跟进成桩的步骤包括：

（1）使用比钢护筒外径直径大的普通钻头，旋挖钻入地面深度至土层和石层的交界处；

（2）将旋挖钻抽出，更换清渣筒进入桩孔清渣；

（3）清渣完成后，将第一节钢护筒插入桩孔中；

（4）更换比钢护筒内径较小的普通钻头，由钢护筒内径进入桩孔中继续向下旋挖1.5m；

（5）将旋挖钻抽出，更换清渣筒进入桩孔清渣；

（6）更换旋挖扩孔钻头，由钢护筒内径进入桩孔底部进行扩径，扩径至桩孔直径较钢护筒外径大20-80mm；

（7）将扩孔钻抽出，更换清渣筒进入桩孔底部清渣；

（8）清渣完成后，下沉钢护筒至桩孔底部，如钢护筒将没入地平以下，则焊接新一节钢护筒续接继续下沉；

（9）重复步骤（4）至步骤（8）的步骤，直至钢护筒到达预定深度，放入钢筋笼，浇筑混凝土，即完成钢护筒全程跟进成桩的施工。

本实用新型相对于现有技术所具有的实质性特点和进步是：

1、本实用新型改变了传统扩径旋挖钻头的锥形扩径形态，扩径机构的平行四边形结构可以形成圆柱体的扩径形态，其结构稳固，维护便利。

2、利用本实用新型的扩径旋挖钻头，从而在复杂易塌方陷落的桩孔施工中，可以实现钢护筒全程跟进于旋挖钻头进入桩孔底部，在桩孔向下施工的任何阶段，钢护筒都能全程对桩孔进行保护，特别在西南地区喀斯特溶岩地貌多发的地区，这一施工方式有极大的意义。在以往的施工阶段中，桩孔向下施工过程中如果发生钻探到地下河流、地下溶洞的地形，脆弱的多孔地貌受到震动，地下水流对破碎的石灰岩有冲击作用，造成桩孔侧壁崩塌。

附图说明

图1为本实用新型扩径旋挖钻头部分剖切结构示意图（扩径机构收缩非工作状态）；

图2为本实用新型扩径旋挖钻头部分剖切结构示意图（扩径机构张开工作状态）；

图3为本实用新型扩径旋挖钻头外观结构示意图（扩径机构收缩非工作状态）；

图4为本实用新型中钢护筒全程跟进成桩的施工的结构示意图；

图中的标注序号为：1、连接部；2、上部结构；3、下部结构；4、压簧；5、上部连杆；6、下部连杆；7、齿座梁；8、钻齿；9、扇形肋条；10、钢护筒。

具体实施方式

实施例1

一种旋挖钻扩径钻头，包括上部结构2和下部结构3，上部结构2的上方为连接部1，上部结构2下方的中轴套筒与下部结构的中轴套筒相互套接；套筒中空部设置压簧4，上部结构2的侧部铰接上部连杆5端部，上部连杆5另一端铰接齿座梁7；下部结构3的侧部铰接下部连杆6端部，下部连杆6另一端铰接齿座梁7；齿座梁7的外侧布置若干齿座，齿座上固定钻齿8。

所述上部结构2的外圆周设置扇形肋条9。

所述上部连杆5、下部结构3、齿座梁7、齿座和钻齿8组成的扩径机构均布在圆周上，扩径机构的数量为4个。

所述上部连杆5为两组，下部连杆6为一组。

所述旋挖钻扩径钻头，在桩孔旋挖施工中，钢护筒全程跟进成桩的步骤包括：

（1）使用比钢护筒外径直径大的普通钻头，旋挖钻入地面深度至土层和石层的交界处；（2）将旋挖钻抽出，更换清渣筒进入桩孔清渣；

（3）清渣完成后，将第一节钢护筒插入桩孔中；

（4）更换比钢护筒内径较小的普通钻头，由钢护筒内径进入桩孔中继续向下旋挖1.5m；

（5）将旋挖钻抽出，更换清渣筒进入桩孔清渣；

（6）更换旋挖扩孔钻头，由钢护筒内径进入桩孔底部进行扩径，扩径至桩孔直径较钢护筒外径大50mm；

（7）将扩孔钻抽出，更换清渣筒进入桩孔底部清渣；

（8）清渣完成后，下沉钢护筒至桩孔底部，如钢护筒将没入地平以下，则焊接新一节钢护筒续接继续下沉；

（9）重复步骤（4）至步骤（8）的步骤，直至钢护筒到达预定深度，放入钢筋笼，浇筑混凝土，即完成钢护筒全程跟进成桩的施工。

实施例2

所述旋挖钻扩径钻头可以用于桩基的扩底，可扩出圆柱形的桩根，圆柱形桩根较锥形桩根具有更强的承载力，并可以满足特殊的设计要求。

Claims (4)

1.一种旋挖钻扩径钻头，其特征在于：包括上部结构（2）和下部结构（3），上部结构（2）的上方为连接部（1），上部结构（2）下方的中轴套筒与下部结构的中轴套筒相互套接；套筒中空部设置压簧（4），上部结构（2）的侧部铰接上部连杆（5）端部，上部连杆（5）另一端铰接齿座梁（7）；下部结构（3）的侧部铰接下部连杆（6）端部，下部连杆（6）另一端铰接齿座梁（7）；齿座梁（7）的外侧布置若干齿座，齿座上固定钻齿（8）。

2.根据权利要求1所述旋挖钻扩径钻头，其特征在于：所述上部结构（2）的外圆周设置扇形肋条（9）。

3.根据权利要求1所述旋挖钻扩径钻头，其特征在于：所述上部连杆（5）、下部连杆（6）、齿座梁（7）、齿座和钻齿（8）组成的扩径机构均布在圆周上，扩径机构的数量为2个以上。

4.根据权利要求1所述旋挖钻扩径钻头，其特征在于：所述上部连杆（5）为两组，下部连杆（6）为一组。

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