CN211596762U - 伸缩式螺旋挤土钻头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种伸缩式螺旋挤土钻头装置。包括联接头、芯管和钻尖，所述芯管由芯管上端部和芯管下端部构成一体结构，芯管上端部与联接头同心地组成一体后外缘缠绕螺旋叶片Ⅰ，芯管下端部外缘缠绕螺旋叶片Ⅱ，芯管下端部与钻尖活动连接组成一体，螺旋叶片Ⅱ下端设切削齿，联接头和芯管内腔为混凝土通道，钻尖上端设堵板，堵板上端两侧对称设导向杆，钻尖、堵板和导向杆制成一体结构，芯管下端部内侧底端制有导向座，导向杆与导向座通过键槽配合滑动连接；设有定位装置，导向杆与定位装置连接并通过定位装置控制钻尖和堵板移动将芯管下端混凝土通道的出口打开至最大。本实用新型适应地层广、经久耐用，同时具有可直接复挤密桩孔内混凝土的功能。

Description

伸缩式螺旋挤土钻头装置

技术领域

本实用新型涉及建筑施工领域用钻头，特别涉及一种伸缩式螺旋挤土钻头装置。

背景技术

在现有的建筑桩基础施工中，螺旋挤土钻孔压灌桩具有很强的优势，它具有适应地层广，施工效率高，桩承载能力好，环保性好等特点越来越被建筑开发单位广泛认可，在施工中，通常采用单轴旋开、钻尖与堵板一体式的螺旋钻头。但对于复杂地质条件，特别是含卵石层等硬岩的桩基础施工中，会经常出现钻尖在旋转轴附近被扭曲变形，从而影响施工进度和成桩质量，增大了桩基础的建筑和施工成本。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种适应地层广、经久耐用的伸缩型螺旋挤土钻头装置，同时具有可直接复挤密桩孔内混凝土的功能。

本实用新型采用的技术方案是：一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，包括联接头、芯管和钻尖，所述芯管由芯管上端部和芯管下端部构成一体结构，芯管上端部与联接头同心地组成一体后外缘缠绕有螺旋叶片Ⅰ，芯管下端部外缘缠绕有螺旋叶片Ⅱ，芯管下端部与钻尖活动连接组成一体，螺旋叶片Ⅱ下端设有切削齿，联接头和芯管内腔为混凝土通道，钻尖上端设有堵板，堵板上端两侧对称设有导向杆，钻尖、堵板和导向杆制成一体结构，芯管下端部内侧底端制有导向座，导向杆与导向座通过键槽配合滑动连接；设有定位装置，导向杆与定位装置连接并通过定位装置控制钻尖和堵板移动将芯管下端混凝土通道的出口打开至最大位置。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，所述导向杆与导向座通过键槽配合滑动连接是：导向座侧壁上制有导向槽Ⅰ，导向杆侧端深入导向槽Ⅰ内并沿导向槽Ⅰ移动；或者，导向座侧壁上制有导向键，导向杆侧端制有导向槽Ⅱ，通过导向键和导向槽Ⅱ的配合，导向杆相对于导向座移动。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，所述定位装置为横板型定位装置，所述横板型定位装置由吊梁和横板构成，吊梁两端分别与导向杆上端固定为一体结构，横板两端分别固定在芯管内壁上，且横板贯穿于导向杆与吊梁组成的内腔中。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，所述定位装置为销型定位装置，所述销型定位装置由拉板和销构成，拉板固定在导向杆上端内侧，并与导向杆固定为一体结构，导向杆上端制有销孔，销贯穿销孔，销与导向座上端面接触。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，设有两个导流板，两个导流板底部固定在堵板上，顶端接触成人字状并设置在两个导向杆之间。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，两个导流板为弧形，两个导流板安装后，底部呈圆弧形，圆弧形的最大外径不大于芯管下端混凝土通道出口的内径。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，所述芯管上端部和芯管下端部制成整体的圆柱体。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，所述芯管上端部制成圆柱体，所述芯管下端部制成锥台体。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，所述螺旋叶片Ⅰ的端截面呈四边形，其外缘设置有挤土缺口或不设置挤土缺口。

进一步的，上述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，所述螺旋叶片Ⅱ的端截面呈四边形，其外缘设置有挤土缺口或不设置挤土缺口。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型，环保性好，残土排放少，无泥浆，无振动。

2、本实用新型，桩承载能力更高。利用伸缩式螺旋挤土钻头成孔，增强了桩孔壁岩土的密实性，特别是通过复挤压桩孔内混凝土来进一步挤压桩周土，将部分混凝土挤压进桩周土里，形成岩土与混凝土的高强度混合物层，凝固后，内部混凝土桩身与混合物层固结成一体，增大了桩身有效作用直径，同时通过力的传导，增加了此段处桩周土的挤压密实面积，极大地提高成桩侧阻，并增添了新的端阻值；复挤密桩底端，彻底地杜绝了桩端虚土的不良影响，内部混凝土桩底端被高强度混合物层的包裹，增大了桩底持力层的作用面积，所成的桩为异径现浇挤密压灌桩，抗拔能力极强。

3、实用新型，适应地质条件广，不受地下水位影响，对于提高复杂地质条件的螺旋挤土桩的承载能力提供了可靠的钻头装置。

4、本实用新型，施工收益性好。钻头使用寿命长，效率高，投入低，成桩质量好。

附图说明

图1是实施例1伸缩式螺旋挤土钻头装置(横板型定位装置)示意图(堵板关闭状态)。

图2是实施例1螺旋挤土钻头装置中钻尖、堵板、导向杆和定位装置连接示意图。

图3是实施例1导向座和导向杆的第一种键槽配合示意图。

图4是实施例1导向座和导向杆的第二种键槽配合示意图。

图5是实施例2伸缩式螺旋挤土钻头装置(销型定位装置)示意图(堵板关闭状态)。

图6是实施例2螺旋挤土钻头装置中钻尖、堵板、导向杆和定位装置连接示意图。

图7是实施例2导向座和导向杆的第一种键槽配合示意图。

图8是实施例2导向座和导向杆的第二种键槽配合示意图。

图9是弧形导流板组合后的俯视示意图。

图10是端截面为梯形无缺口的螺旋叶片Ⅰ示意图。

图11是端截面为梯形有缺口的螺旋叶片Ⅰ示意图。

图12是端截面为矩形有缺口的螺旋叶片Ⅰ示意图。

图13是端截面为梯形无缺口的螺旋叶片Ⅱ示意图。

图14是端截面为梯形有缺口的螺旋叶片Ⅱ示意图。

图15是端截面为矩形有缺口的螺旋叶片Ⅱ示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1-图4所示，一种伸缩式螺旋挤土钻头装置(横板型定位装置)，包括联接头(1)、芯管(2)、螺旋叶片Ⅰ(3)、螺旋叶片Ⅱ(4)、钻尖(5)、切削齿(6)、堵板(7)、导向杆(8)、横板型定位装置和导流板(10)。

如图1所示，一种伸缩式螺旋挤土钻头装置是由钻头上部和钻头下部构成，其内腔形成可供混凝土通过的通道。

如图1所示，所述芯管(2)由芯管上端部(2-1)和芯管下端部(2-2)构成一体结构。芯管上端部(2-1)与联接头(1)同心地端面相接组成一体后外缘缠绕有螺旋叶片Ⅰ(3)，芯管下端部(2-2)外缘缠绕有螺旋叶片Ⅱ(4)，且与钻尖(5)活动连接组成一体，螺旋叶片Ⅱ(4)下端设有切削齿(6)。由此，联接头(1)、芯管上端部(2-1)和螺旋叶片Ⅰ(3)构成钻头装置的钻头上部；芯管下端部(2-2)、螺旋叶片Ⅱ(4)和钻尖(5)构成钻头装置的钻头下部。

在一个实施例中，芯管上端部(2-1)为柱形，芯管下端部(2-2)为锥形，芯管(2)外缠绕螺旋叶片Ⅰ(3)和螺旋叶片Ⅱ(4)后，螺旋叶片Ⅰ(3)和螺旋叶片Ⅱ(4)的外缘构成柱形。

在一个实施例中，芯管上端部(2-1)为柱形，芯管下端部(2-2)为锥形，芯管(2)外缠绕螺旋叶片Ⅰ(3)和螺旋叶片Ⅱ(4)后，螺旋叶片Ⅰ(3)的外缘构成柱形和螺旋叶片Ⅱ(4)的外缘构成锥形。

在一个实施例中，芯管上端部(2-1)和芯管下端部(2-2)制成整体的柱形，芯管(2)外缠绕螺旋叶片Ⅰ(3)和螺旋叶片Ⅱ(4)后，螺旋叶片Ⅰ(3)和螺旋叶片Ⅱ(4)的外缘构成柱形。

在一个实施例中，芯管上端部(2-1)和芯管下端部(2-2)制成整体的柱形，芯管(2)外缠绕螺旋叶片Ⅰ(3)和螺旋叶片Ⅱ(4)后，螺旋叶片Ⅰ(3)的外缘构成柱形和螺旋叶片Ⅱ(4)的外缘构成锥形。

在一个实施例中，如图10所示，螺旋叶片Ⅰ(3)的端截面呈梯形，螺旋叶片Ⅰ(3)为无缺口的螺旋叶片。

在一个实施例中，如图11所示，螺旋叶片Ⅰ(3)的端截面呈梯形，螺旋叶片Ⅰ(3)为有缺口的螺旋叶片。

在一个实施例中，如图12所示，螺旋叶片Ⅰ(3)的端截面呈矩形，螺旋叶片Ⅰ(3)为有缺口的螺旋叶片。

在一个实施例中，如图13所示，螺旋叶片Ⅱ(4)的端截面呈梯形，螺旋叶片Ⅱ(4)为无缺口的螺旋叶片。

在一个实施例中，如图14所示，螺旋叶片Ⅱ(4)的端截面呈梯形，螺旋叶片Ⅱ(4)为有缺口的螺旋叶片。

在一个实施例中，如图15所示，螺旋叶片Ⅱ(4)的端截面呈矩形，螺旋叶片Ⅱ(4)为有缺口的螺旋叶片。

如图2所示，钻尖(5)上端设有堵板(7)，堵板(7)上端两侧对称设有导向杆(8)，钻尖(5)、堵板(7)和导向杆(8)制成一体结构，芯管下端部(2-2)内侧底端制有导向座(2-3)，导向杆(8)与导向座(2-3)通过键槽配合滑动连接。

在一个实施例中，如图3所示，所述导向杆(8)与导向座(2-3)通过键槽配合滑动连接是：导向座(2-3)侧壁上制有导向槽Ⅰ(2-4)，导向杆(8)侧端深入导向槽Ⅰ(2-4)内并沿导向槽Ⅰ(2-4)移动。在一个实施例中，如图4所示，所述导向杆(8)与导向座(2-3)通过键槽配合滑动连接是：导向座(2-3)侧壁上制有导向键(2-5)，导向杆(8)侧端制有导向槽Ⅱ(8-1)，通过导向键(2-5)和导向槽Ⅱ(8-1)的配合，导向杆(8)相对于导向座(2-3)移动。

设有定位装置，所述定位装置为横板型定位装置，所述横板定位装置由吊梁(9-1)和横板(9-2)构成。吊梁(9-1)两端分别与导向杆(8)上端固定为一体结构，横板(9-2)两端分别固定在芯管(2)内壁上，且横板(9-2)贯穿于导向杆(8)与吊梁(9-1)组成的内腔中。定位装置控制钻尖(5)和堵板(7)向下移动的最大位置，从而将芯管(2)下端混凝土通道的出口打开至最大。即，钻尖(5)与堵板(7)一同通过导向杆(8)和导向座(2-3)的配合上下移动，钻尖(5)与堵板(7)上移的最大位置是堵板(7)的上面与芯管(2)的下端面接触，密封芯管(2)内的混凝土通道出口，下移的最大位置是吊梁(9-1)的中部内腔面与横板(9-2)相接处，打开芯管(2)内的混凝土通道出口。

设有两个导流板(10)，在一个实施例中，如图3和图4所示，两个导流板(10)底部固定在堵板(7)上，顶端接触成人字状后，其顶端设置在两个导向杆(8)之间。在一个实施例中，如图9所示，两个导流板(10)为弧形，两个导流板(10)安装后，底部呈近似圆弧形，圆弧形的最大外径不大于芯管2下端混凝土通道出口的内径。

实施例2

如图5-图8所示，一种伸缩式螺旋挤土钻头装置(销型定位装置)，包括联接头(1)、芯管(2)、螺旋叶片Ⅰ(3)、螺旋叶片Ⅱ(4)、钻尖(5)、切削齿(6)、堵板(7)、导向杆(8)、销型定位装置和导流板(10)。

其他结构与实施例1完全相同，不同点在于，采用的定位装置不同，本实施例定位装置采用销型定位装置，所述销定位装置由拉板(9-3)和销(9-4)构成，拉板(9-3)固定在导向杆(8)上端内侧，并与导向杆(8)固定为一体结构，导向杆(8)上端制有销孔，销(9-4)贯穿销孔，销(9-4)与导向座(2-3)上端面接触。钻尖(5)与堵板(7)一同通过导向杆(8)和导向座(2-3)的配合上下移动，钻尖(5)与堵板(7)上移的最大位置是堵板(7)的上端面与芯管(2)的下端面接触，密封芯管(2)内的混凝土通道出口，下移的最大位置是销(9-4)的外表面与导向座(2-3)上端面相接处，打开芯管(2)内的混凝土通道出口。

本实用新型的工作原理是：

钻头下部各部件对桩孔底岩土(混凝土)都有径向下的挤压作用力，使岩土体(混凝土)径向向下移动。导向杆与导向座键槽配合，受力均匀，在卵石层施工中，钻具的上下跳动也改变不了钻尖(5)两侧的受力状况，始终保持均匀性，合理分配力的传导。

堵板(7)利用钻具的重量和钻进时桩底岩土对钻尖(5)的向上作用力来实现关闭钻头混凝土通道出口。堵板(7)的打开是利用提钻时钻头内腔混凝土的压力作用，钻尖下移到最大位置时的定位方式有两种：第一种，采用横板型定位装置，钻尖(5)与堵板(7)一同通过导向杆和导向座的配合上下移动，钻尖(5)与堵板(7)上移的最大位置是堵板(7)的上面与芯管(2)的下端面接触，密封芯管(2)内的混凝土通道出口，下移的最大位置是吊梁(9-1)的中部内腔面与横板(9-2)相接处，打开芯管(2)内的混凝土通道出口。第二种，采用销型定位装置，钻尖(5)与堵板(7)一同通过导向杆(8)和导向座(2-3)的配合上下移动，钻尖(5)与堵板(7)上移的最大位置是堵板(7)的上端面与芯管(2)的下端面接触，密封芯管(2)内的混凝土通道出口，下移的最大位置是销(9-4)的外表面与导向座(2-3)上端面相接处，打开芯管(2)内的混凝土通道出口。拉板(9-3)是用于提高钻尖5的整体刚性。

钻尖(5)中的导流板(10)的作用是灌注混凝土时，确保钻具内腔的混凝土沿导流板(10)的斜外表面顺利流入桩孔里，提高流速，防止堵塞混凝土通道口，提高灌注效率。下钻复挤压桩孔内混凝土过程中，随着钻具的向下移动，钻头的堵板(7)的下面在桩孔内压力混凝土的作用下开始关闭钻头内腔的混凝土通道口，限制了桩孔内混凝土流进钻头内腔，为通过挤压桩孔内混凝土来实现挤压相临桩孔周围岩土提供了压力保障。

Claims (10)

1.一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，包括联接头(1)、芯管(2)和钻尖(5)，所述芯管(2)由芯管上端部(2-1)和芯管下端部(2-2)构成一体结构，芯管上端部(2-1)与联接头(1)同心地组成一体后外缘缠绕有螺旋叶片Ⅰ(3)，芯管下端部(2-2)外缘缠绕有螺旋叶片Ⅱ(4)，芯管下端部(2-2)与钻尖(5)活动连接组成一体，螺旋叶片Ⅱ(4)下端设有切削齿(6)，联接头(1)和芯管(2)内腔为混凝土通道；其特征在于，钻尖(5)上端设有堵板(7)，堵板(7)上端两侧对称设有导向杆(8)，钻尖(5)、堵板(7)和导向杆(8)制成一体结构，芯管下端部(2-2)内侧底端制有导向座(2-3)，导向杆(8)与导向座(2-3)通过键槽配合滑动连接；设有定位装置，导向杆(8)与定位装置连接并通过定位装置控制钻尖(5)和堵板(7)移动将芯管(2)下端混凝土通道的出口打开至最大。

2.根据权利要求1所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，所述导向杆(8)与导向座(2-3)通过键槽配合滑动连接是：导向座(2-3)侧壁上制有导向槽Ⅰ(2-4)，导向杆(8)侧端深入导向槽Ⅰ(2-4)内并沿导向槽Ⅰ(2-4)移动；或者，导向座(2-3)侧壁上制有导向键(2-5)，导向杆(8)侧端制有导向槽Ⅱ(8-1)，通过导向键(2-5)和导向槽Ⅱ(8-1)的配合，导向杆(8)相对于导向座(2-3)移动。

3.根据权利要求1所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，所述定位装置为横板型定位装置，所述横板型定位装置由吊梁(9-1)和横板(9-2)构成，吊梁(9-1)两端分别与导向杆(8)上端固定为一体结构，横板(9-2)两端分别固定在芯管(2)内壁上，且横板(9-2)贯穿于导向杆(8)与吊梁(9-1)组成的内腔中。

4.根据权利要求1所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，所述定位装置为销型定位装置，所述销型定位装置由拉板(9-3)和销(9-4)构成，拉板(9-3)固定在导向杆(8)上端内侧，并与导向杆(8)固定为一体结构，导向杆(8)上端制有销孔，销(9-4)贯穿销孔，销(9-4)与导向座(2-3)上端面接触。

5.根据权利要求1所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，设有两个导流板(10)，两个导流板(10)底部固定在堵板(7)上，顶端接触成人字状并设置在两个导向杆(8)之间。

6.根据权利要求5所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，两个导流板(10)为弧形，两个导流板(10)安装后，底部呈圆弧形，圆弧形的最大外径不大于芯管(2)下端混凝土通道出口的内径。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，所述芯管上端部(2-1)和芯管下端部(2-2)制成整体的圆柱体。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，所述芯管上端部(2-1)制成圆柱体，所述芯管下端部(2-2)制成锥台体。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，所述螺旋叶片Ⅰ(3)的端截面呈四边形，其外缘设置有挤土缺口或不设置挤土缺口。

10.根据权利要求1-6任一项所述的一种伸缩式螺旋挤土钻头装置，其特征在于，所述螺旋叶片Ⅱ(4)的端截面呈四边形，其外缘设置有挤土缺口或不设置挤土缺口。

Images