CN213234956U - 一种应用于桩机的钻具及桩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于桩机的钻具及桩机，包括：钻杆和两个以上周向间隔环绕设置在钻杆下端部的掘进叶片，掘进叶片自连接端至悬伸端依次排列有两个以上的第一掘进齿，第一掘进齿的齿尖低于钻杆的钻尖。本实用新型通过将第一掘进齿的齿尖设置为低于钻杆的钻尖，能够保证钻具在入钻时稳定，且入钻后钻杆不易倾斜。

Description

一种应用于桩机的钻具及桩机

技术领域

本实用新型涉及桩工设备领域，尤其涉及一种应用于桩机的钻具。

背景技术

水泥土搅拌桩机是用于地基处理的一种建筑用桩工机械设备，搅拌桩机在地基现场向地下一定深度进行钻进，同时在钻头处喷出固化剂与地基原状土反复混合搅拌，使固化剂与地基原状土混合均匀搅拌的桩体来加固地基。

现有技术公开了一种三轴搅拌桩机复合型钻头装置，包括钻杆、至少一个搅拌叶片、旋挖截齿钻头，所述搅拌叶片沿着钻杆径向均匀分布，所述旋挖截齿钻头设置在所述搅拌叶片底部；在所述搅拌叶片端部还设置将搅拌叶片端部固定的加强箍，所述加强箍为封闭的环形。

采用上述技术方案，当在钻孔过程中，位于钻杆中间的旋挖截齿钻头与土层内的较大硬质岩石碰撞后，会发生打滑，容易使钻杆倾斜，从而导致所形成的钻孔的直线度和垂直度无法得到保证。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种能保证入钻后钻杆不易倾斜的钻具。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供了一种应用于桩机的钻具，包括：钻杆和两个以上周向间隔环绕设置在钻杆下端部的掘进叶片，掘进叶片自连接端至悬伸端依次排列有两个以上的第一掘进齿，第一掘进齿的齿尖低于钻杆的钻尖。

进一步的，在由所述连接端至所述悬伸端的方向上，至少两个相邻第一掘进齿的齿尖逐渐下降；

可选的，在由所述连接端至所述悬伸端的方向上，各第一掘进齿的齿尖逐渐下降。

进一步的，其中一掘进叶片上的部分第一掘进齿和另一掘进叶片上的部分第一掘进齿在掘进叶片的回转半径上交错布置。

进一步的，所述钻尖包含两个以上安装在钻杆下端的第二掘进齿，第二掘进齿的齿尖高于第一掘进齿的齿尖。

进一步的，各所述第二掘进齿的齿尖在所述钻杆的回转半径上交错布置。

可选的，同一掘进叶片上相邻两个所述第二掘进齿的间距小于第二掘进齿的宽度。

进一步的，所述掘进叶片沿钻杆的径向延展，且掘进叶片的上叶面和/或下叶面倾斜于所述钻杆的中轴线。

进一步的，所述钻杆沿轴向方向间隔设置有若干搅拌叶片组，所述搅拌叶片组包括若干个周向间隔布置的搅拌叶片，所述搅拌叶片沿钻杆的径向延展；

可选的，所述搅拌叶片的上叶面和/或下叶面倾斜于所述钻杆的中轴线；

可选的，掘进叶片的切削半径大于等于搅拌叶片组的最大搅拌半径。

进一步的，相邻的搅拌叶片组中的至少部分搅拌叶片在轴向上交错布置；

可选的，在同一搅拌叶片组中，相邻的搅拌叶片的中轴线之间的夹角范围为90°～180°。

进一步的，所述钻杆内沿轴向形成有输送通道，且钻杆的外侧壁上设有至少一个与输送通道连通的喷管；

可选的，喷管由钻杆的外侧壁径向延伸且喷嘴朝下。

进一步的，一种桩机，所述钻具的顶部可拆卸安装于桩机的动力头。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：(1)在掘进叶片上设置依次排列的第一掘进齿，可以使钻具在入钻时，更容易搅碎土层，尤其是遇到硬质地面，掘进齿的破碎效果更好；

(2)将第一掘进齿的齿尖设置成低于钻杆的钻尖，在垂直入钻时，各个掘进叶片上至少有部分第一掘进齿的齿尖先与地面接触，形成多个支撑点，可以具有稳定定位以及扶持导正作用，防止入钻时钻具倾斜。除此之外，在钻孔过程中，各个掘进叶片上至少有部分第一掘进齿的齿尖先与尚未破碎的土层接触，当钻尖与土层内的较大硬质岩石发生碰撞后，易发生震动或者打滑，从而导致钻杆倾斜或者平移，而此时各个掘进叶片上的第一掘进齿此时与尚未破碎的土层之间具有较大的阻力，而该阻力即成为阻止钻杆震动或者打滑的辅助作用力，从而防止钻杆倾斜或者平移，因此可以保证钻孔的直线度和垂直度。

附图说明

图1为本实用新型中钻具的主视图；

图2为图1中a的局部放大示意图；

图3为本实用新型钻具中掘进齿的示意图；

图4为本实用新型中钻头掘进路径示意图；

图5为本实用新型中钻具的仰视图；

图6为本实用新型中钻具的俯视图；

图7为本实用新型实施例一中钻具的剖视图；

图8为图7中b的局部放大示意图；

图9为本实用新型实施例二的中钻具的剖视图；

图10为图9中c的局部放大图；

图11为本实用新型实施例二中钻具的爆炸主视图；

图12为本实用新型实施例二中钻具的爆炸立体视图；

图13为本实用新型实施例二中钻具另一视角的爆炸立体视图。

附图中：

1、钻杆；11、输送通道；12、安装部；121、第一连通机构； 122、第二连通机构；13、搅拌部；131、管路；14、钻头部；141、第三连通机构；15、O形密封圈；

2、喷管；21、喷嘴；22、喷浆法兰

3、搅拌叶片；

4、掘进叶片；

5、第一掘进齿；51、截齿座；52、截齿钻头；

6、第二掘进齿；

7、掘进路径；

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

＜实施例一＞

如图1所示，本实施例提供的钻具主要用于对水泥土搅拌桩的情形下的桩基础施工，该钻具包括钻杆1和两个以上周向间隔环绕设置在钻杆下端部的掘进叶片4，掘进叶片4自连接端至悬伸端依次排列有两个以上的第一掘进齿5，第一掘进齿5的齿尖低于钻杆1的钻尖。

在上述结构中，在掘进叶片4上设置有依次排列的第一掘进齿5，可以使钻具在入钻时，更容易搅碎土层，尤其是遇到硬质地面，掘进齿的破碎效果更好。

另外，将第一掘进齿5的齿尖设置成低于钻杆1的钻尖，在垂直入钻时，各个掘进叶片4上至少有部分第一掘进齿5的齿尖先与地面接触，形成多个支撑点，可以具有稳定定位以及扶持导正作用，防止入钻时钻具倾斜。除此之外，在钻孔过程中，各个掘进叶片4上至少有部分第一掘进齿5的齿尖先与尚未破碎的土层接触，当钻尖与土层内的较大硬质岩石发生碰撞后，易发生震动或者打滑，从而导致钻杆 1倾斜或者平移，而此时各个掘进叶片4上的第一掘进齿5此时与尚未破碎的土层之间具有较大的阻力，而该阻力即成为阻止钻杆1震动或者打滑的辅助作用力，从而防止钻杆1倾斜或者平移，因此可以保证钻孔的直线度和垂直度。

进一步的说，在由连接端至所述悬伸端的方向上，至少两个相邻第一掘进齿5的齿尖逐渐下降；在本实施例中，在由所述连接端至所述悬伸端的方向上，各第一掘进齿5的齿尖逐渐下降。另外，在本实施例中，连接端为掘进叶片4与钻杆1连接的一端，悬伸端为掘进叶片4的另一端。

在上述结构中，在同一掘进叶片4上的第一掘进齿5的齿尖逐渐下降，在入钻时，使在同一掘进叶片4上的第一掘进齿5随着钻杆1 的下降依次与与地面接触，确保入钻时钻杆1的稳定，并且在入钻过程中，在各掘进叶片4上的各第一掘进齿5的齿尖所连成的轮廓母线大致呈锥形，使第一掘进齿5与未破碎的土层之间的定位更加稳定，若钻杆1打滑，钻杆1具有倾斜的趋势时，至少部分第一掘进齿5与土层之间的阻力会增大，阻碍钻杆1倾斜，提高钻杆1的稳定性，因此可以进一步保证钻孔的直线度和垂直度。

在本实施例中，掘进叶片4的数量采用三个并且围绕钻杆1中轴线均匀布置在钻杆1下端部，掘进叶片4焊接固定于钻杆1下端部。在三个掘进叶片4上也都依次排布有第一掘进齿5。

更进一步的说，在本实施例中，其中一掘进叶片4上的部分第一掘进齿5和另一掘进叶片4上的部分第一掘进齿5在掘进叶片4的回转半径长度上交错布置。同时，同一掘进叶片4上相邻两个所述第二掘进齿6的间距小于第二掘进齿6的宽度。

具体的说，如图2所示，在钻杆1的竖向投影上看，各第一掘进齿5之间的掘进路径7布满掘进叶片4的回转路径，从而使钻杆1在钻孔过程中，第一掘进齿5和第二掘进齿6能够充分的对土层进行破碎，并且减少土层的堆积效应，并且也可以避免在同一掘进叶片4上相邻的两个第一掘进齿5之间的间隙处被土块填充，提高土层的破碎效果。

另外，为了减少钻杆1下端的破碎盲区，使钻杆1自身具有破碎功能，在本实施例中，钻尖包含两个以上安装在钻杆1下端的第二掘进齿6，第二掘进齿6的齿尖高于第一掘进齿5的齿尖，如图2所示。

在上述结构中，各掘进叶片4上的第一掘进齿5的齿尖均低于第二掘进齿6的齿尖，第二掘进齿6的齿尖最后与地面接触，当第二掘进齿6的齿尖与地面接触时，此时第一掘进齿5的齿尖已伸入地面一段距离，已形成钻孔的雏形，钻杆1更不易倾斜，而当第二掘进齿6的齿尖碰撞到硬质岩石后打滑时，已伸入更深的土层的第一掘进齿4 与土层之间的阻力阻止钻杆1倾斜，从而提高钻杆1的稳定性，保证钻孔的垂直度和直线度。

当然，在本实施例中，各第二掘进齿6的齿尖在钻杆1的回转半径上同样交错布置，使其掘进路径5布满钻杆1的回转路径，从而使钻杆1在钻孔过程中，第二掘进齿6能够充分对钻杆1下方的土层进行破碎，减少破碎盲区。在本实施例中，如图3所示，第一掘进齿5 包括截齿钻头52和截齿座51，截齿钻头52和截齿座51进行卡接，将截齿座51焊接或卡接于掘进叶片4上。同样的，第二掘进齿6的结构与第一掘进齿5相同，在此不再一一赘述。

在上述结构中，在对硬质层地面进行钻孔挖掘时，截齿钻头52 的截齿钻尖可以更好地破碎硬质土层，而且截齿钻头52是卡接于截齿座51上的，当截齿钻尖或整个截齿钻头52破损后，只需更换截齿钻头52即可，而不是对整套钻具进行更换。

本实施例中，掘进叶片4沿钻杆1的径向延展，且掘进叶片4的上叶面和/或下叶面倾斜于所述钻杆1的中轴线。

如上设置，钻头进行钻孔挖掘时，掘进叶片4上的第一掘进齿5 更易于破碎土层，掘进叶片4也可以通过掘进叶片4自身倾斜的叶面搅拌破碎后的土层，若钻具被土层包围卡止，只需转动钻具缓慢提升即可。而且在提升钻具时也可将多余泥土带出钻孔，如此设置，保证了进钻和退钻的效率。

更进一步的说，如图1所示，在本实施例中，钻杆1沿轴向方向上等间隔设置有四层搅拌叶片组，且每一个搅拌叶片组包括三个周向间隔均匀布置的搅拌叶片3，搅拌叶片3沿钻杆1的径向延展。

在上述结构中，通过搅拌叶片3的设置，将被掘进叶片3和第一掘进齿5破碎的土层搅拌。另外，搅拌叶片3用来搅拌切削下来的泥土和喷浆，若掘进叶片4小于搅拌叶片3的最大搅拌半径，就会导致掘进叶片4未切削到的部分，由搅拌叶片组去切削，易造成搅拌叶片组发生变形或损坏，严重的可能造成钻孔破坏及钻具的损坏。因此掘进叶片4的切削半径大于等于搅拌叶片3的最大搅拌半径，由掘进叶片4先破碎土层，再由搅拌叶片3搅拌。

除此之外，如图1所示，所述搅拌叶片3的上叶面和/或下叶面倾斜于所述钻杆1的中轴线，此结构设计不仅保证了搅拌的充分性，而且提高了进钻和退钻的效率，

在本实施例中，在同一搅拌叶片组中，同一水平高度上相邻的搅拌叶片3的中轴线之间的夹角范围为90°～180°。之所以选择90～180 这个范围为最优范围，在同一水平高度上大概只能焊接2-4个叶片，同一个钻具中叶片的宽度基本相同，若是在钻杆1周向上焊接超过4 个叶片，由于钻杆1的周向空间不足，无法满足焊接位置，若是减少叶片宽度，无法满足相应的受载强度，导致叶片损坏。

更进一步的说，如图5和图6所示，相邻搅拌叶片组中的搅拌叶片3在轴向上交错布置，同时位于钻杆1下端部的掘进叶片4与相邻的搅拌叶片3交错设置，使被破碎的土层能够搅拌充分，以提高搅拌效果。

如上所述，具体的，如图5和图6所示，相邻层的搅拌叶片组的相邻搅拌叶片3及掘进叶片4，每层叶片的中轴线之间隔开α度进行焊接，保证钻具上叶片的均匀排布，避免了由于焊接造成的钻杆1发生焊接变形。其中，α的最优选择方案为30°。

如图7-8所示，在本实施例中，钻杆1内部沿轴向形成有输送通道11，且钻杆1的外壁上设有至少一个与输送通道11连通并径向延伸的喷口，喷口包括喷管2和喷浆法兰22；

喷管2的喷嘴21朝下，喷嘴21的底部无遮挡，喷嘴21的形状为长方形，其喷浆的范围在钻杆1的中心位置到掘进叶片4的切削边缘区域。其中，喷管2的悬伸端设置为斜切面，使得喷管2也可以进行一定小范围的切削。

作为优选的技术方案，在本实施例中，所述的喷管2的数量设置为两个，分别布置与钻杆1的上、下端部，所述的搅拌叶片3区域位于两个喷管2之间。与所述喷管2一一对应的输送通道11的数量也为两个，用于输送喷料，如水泥、水泥砂浆、水泥浆等固化剂。

本实施例还公开了一种包括上述钻具的桩机，钻具的顶部可以拆卸安装于桩机的动力头。具体地说，钻具的顶部设置为八角式接头，便于在桩机上钻具的安装与拆卸。

＜实施例二＞

在本实施例中，与实施例一相同的部分，给与相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图9-13所示，相对于实施例一，本实施例提供的钻具还有这样的区别结构设计：

具体的，如图11-13所示，钻杆1由三部分对接而成，包括安装部12、搅拌部13和钻头部14，安装部12用于连接动力驱动机构，搅拌叶片组轴向设置在搅拌部13上，掘进叶片设置在钻头部14上，如图9-10所示，安装部12和钻头部14的端部都有相应的凸起，搅拌部13有凹槽，两者可进行配合卡接，详细的说，如图10所示，在对相互接处安装部12的凸起与搅拌部13的凹槽进行对接或卡接，完成固定安装，考虑到对接安装的稳定性，可根据钻具情况适当加长安装部12的凸起部分和加深搅拌部13的凹槽部分，在钻具转动时，圆形凸起和凹槽对接引起的滑动也可适当对其形状进行改变，搅拌部 13与钻头部14的对接结构类似，不再一一赘述。进一步的，如图9 所示，所述搅拌部13内部为中空设置，其中设置有一根进行送料的管道131，安装部12内部切削出两条进行送料的连通机构121和122，其中第一连通机构121与安装部外壁上的喷口相连通，第二连通机构 122与所述搅拌部的管道131的一端进行对接，而管道131的另一端与第三连通机构141对接，所述第三连通机构141与钻头部14上的喷口相连通，管道131与第二连通机构122和第三连通机构141由O 型密封圈15进行密封。喷口与喷管2通过喷浆法兰22进行连接。

如上所述，该实施例中的结构设计，可以方便对钻具的运输与存放，当需要钻具进行工作时，只需要将其拼接即可，当不进行工作时，将其拆卸为几部分，分别进行存放，这种结构设计方便了钻具的运输和存放，提高其空间利用率，更换钻具上安装部12、搅拌部13或钻头部14等各拼接部分的长度，从而解决了挖坑机钻头太长浪费能源，太短又无法挖较深的坑的问题。同样的，若是钻具发生了损坏，只需对相应部分进行一定的检修维护或更换即可，此种结构设计提高了工作效率，节省了钻具的大量损耗。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种应用于桩机的钻具，其特征在于，包括：钻杆和两个以上周向间隔环绕设置在钻杆下端部的掘进叶片，掘进叶片自连接端至悬伸端依次排列有两个以上的第一掘进齿，第一掘进齿的齿尖低于钻杆的钻尖。

2.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于，在由所述连接端至所述悬伸端的方向上，至少两个相邻第一掘进齿的齿尖逐渐下降。

3.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于，在由所述连接端至所述悬伸端的方向上，各第一掘进齿的齿尖逐渐下降。

4.根据权利要求1或2所述的钻具，其特征在于，其中一掘进叶片上的部分第一掘进齿和另一掘进叶片上的部分第一掘进齿在掘进叶片的回转半径长度上交错布置。

5.根据权利要求1或2所述的钻具，其特征在于，所述钻尖包含两个以上安装在钻杆下端的第二掘进齿，第二掘进齿的齿尖高于第一掘进齿的齿尖。

6.根据权利要求5所述的钻具，其特征在于，各所述第二掘进齿的齿尖在所述钻杆的回转半径长度上交错布置。

7.根据权利要求5所述的钻具，其特征在于，同一掘进叶片上相邻两个所述第二掘进齿的间距小于第二掘进齿的宽度。

8.根据权利要求1或2所述的钻具，其特征在于，所述掘进叶片沿钻杆的径向延展，且掘进叶片的上叶面和/或下叶面倾斜于所述钻杆的中轴线。

9.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于，所述钻杆沿轴向方向间隔设置有至少一个搅拌叶片组，所述搅拌叶片组包括至少一个周向间隔布置的搅拌叶片，所述搅拌叶片沿钻杆的径向延展。

10.根据权利要求9所述的钻具，其特征在于，所述搅拌叶片的上叶面和/或下叶面倾斜于所述钻杆的中轴线。

11.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于，掘进叶片的切削半径大于等于搅拌叶片组的最大搅拌半径。

12.根据权利要求9所述的钻具，其特征在于，相邻的搅拌叶片组中的至少部分搅拌叶片在轴向上交错布置。

13.根据权利要求9所述的钻具，其特征在于，在同一搅拌叶片组中，相邻的搅拌叶片的中轴线之间的夹角范围为90°～180°。

14.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于，所述钻杆内沿轴向形成有输送通道，且钻杆的外侧壁上设有至少一个与输送通道连通的喷管。

15.根据权利要求14所述的钻具，其特征在于，喷管由钻杆的外侧壁径向延伸且喷嘴朝下。

16.一种桩机，其特征在于，包括如权利要求1-15任意一项所述的钻具，所述钻具的顶部可拆卸安装于桩机的动力头。

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