CN2294995Y

CN2294995Y - 变截面桩成孔器

Info

Publication number: CN2294995Y
Application number: CN 97213085
Authority: CN
Inventors: 郭允庄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-10-21
Anticipated expiration: 2007-04-02

Abstract

变截面桩成孔器是一种建筑基础施工变截面桩的成孔装置。该装置由内外管、切削翼板、超前两翼小钻头及扩孔刀杆组成,其特点是在切削翼板刀片及超前两翼小钻头刀片的回转面位置安装有滑板,基孔钻进时由切削翼板刀片及超前两翼小钻头刀片切削土层,扩孔时则由滑板在孔底滑行承受扩孔刀杆张开时的轴向压力。该装置结构简单、操作方便,可以应用于各种钻机使用正循环及泵吸、气举反循环排渣工艺在各类土层中施工变截面桩桩孔。

Description

变截面桩成孔器

本实用新型涉及一种建筑基础施工变截面桩的成孔装置，尤其是由外管、内管、上刀杆、下刀杆和超前两翼小钻头组成的变截面桩成孔器。

使用专利CN-ZL95213581.7复合式变截面桩成孔器施工桩孔，当需要在松软土层扩孔时，由于土的强度较低，钻头固定翼片和超前两翼小钻头在轴向压力作用下会继续向下钻进，而难以产生使扩孔刀杆张开的轴向约束反力，扩孔刀杆便不能完全张开，因此就会影响到成孔质量，也即复合式变截面桩成孔器的使用范围受到了限制。

本实用新型的任务是提供一种变截面桩成孔器，它既可以进行基孔钻进，又能够适应不同的土层，使扩孔刀杆在设计要求的孔段完全张开扩孔，这样就扩大了变截面桩的施工范围。

本实用新型的任务是以如下的方式实现的：一是将复合式变截面桩成孔器用于基孔钻进的固定翼片改为切削翼板，并在切削翼板刀片的回转面之上下10mm的位置安装滑板，该滑板的底面与切削翼板刀片的回转面即其切削成的圆锥形孔底相吻合；二是在超前两翼小钻头刀片的回转面之上下10mm的位置安装滑板，该滑板的底面与超前两翼小钻头刀片的回转面即其切削成的圆锥形孔底相吻合；三是将复合式变截面桩成孔器下支座的位置抬高，置于切削翼板的上方。通过上述改进以后，本实用新型在进行基孔钻进时，由切削翼板刀片及超前两翼小钻头刀片切削土层，扩孔时则由滑板在孔底滑行。由于滑板与孔底的接触面积很大，可以承受扩孔刀杆张开时的轴向压力，因而能够产生约束反力，使扩孔刀杆完全张开实施扩孔作业。

本实用新型适合于在各类土层中施工变截面桩桩孔，而且具有结构简单、加工费用低廉的优点。因为孔内有泥浆循环，滑板滑行的阻力远小于基孔钻进的阻力，所以它不会给钻杆和钻机带来超负荷影响。

由于目前使用的钻杆既有法兰、牙嵌等非螺纹连接的(可以顺、逆时针回转)，又有螺纹连接的(只能顺时针回转)，因此以下将结合附图对本实用新型不同的实施方案作详细描述。

图1是以非螺纹连接的钻杆使用本实用新型的结构示意图。

图2是图1的局部放大示意图。

图3是滑板示意图。

图4、图5是以非螺纹连接的钻杆使用本实用新型另外二个方案的结构示意图。

图6是以螺纹连接的钻杆使用本实用新型的结构展开图。

参照图1，1为外管，上端用法兰与钻杆相连。2为上导正环。5为开穿外管壁、上窄下宽的“L”型键槽，键槽的数目为一个至三个(图中为二个)。内管7插入外管内并可以转动及伸缩，在其上部有密封圈，防止泥砂进入内、外管间隙中。6为安装在内管壁上的方头导向平键，它可以在外管的宽键槽内左右移动，在窄键槽内上下移动，键的数目同键槽。内、外管通过键连接传递扭矩，带动内管下端用法兰连接的钻头短管13回转。外管固定有上支座3，钻头短管固定有下支座11，二支座分别铰接上刀杆4和下刀杆10，刀杆的外侧镶焊刀片9，其镶焊方向为钻杆逆时针回转切削土层。铰链8将二刀杆相连，使外管、内管、上刀杆、下刀杆组成连杆机构，当外管上提，键处于宽键槽位置时，上下刀杆收拢；而外管下压，使内管插入外管，键处于窄键槽位置时，上下刀杆张开，其中上刀杆和下刀杆即为扩孔刀杆，其数目为三组，图中双点划线为扩孔刀杆张开后的极限位置。下导正环12固定在翼板座18上。基孔钻头由切削翼板17及超前两翼小钻头15组成。16为切削翼板刀片，14为滑板。

图2为图1钻头短管部分的放大图。翼板座18焊于钻头短管13的外壁，切削翼板17铰接在翼板座顺时针回转的前面。切削翼板刀片16及超前两翼小钻头刀片22的镶焊方向均为钻杆顺时针回转切削土层。滑板14焊于翼板座底部。在滑板逆时针回转的前端底部倒角(10～20mm)×(10～15°)。19为拉伸弹簧，其作用是使切削翼板复位，20为弹簧架。斜撑21的作用是增加滑板的强度。上述翼板座、切削翼板及滑板共有三组，沿钻头短管外壁圆周均布。基孔钻进时，键处于宽键槽段，切削翼板处在图中实线位置，启动转盘顺时针回转，由于切削翼板刀片突出于滑板底面7～10mm而切削土层。当钻至需要扩孔的深度时，则启动转盘逆时针回转，键即进入窄键槽段，随之加压，切削翼板在土层阻力作用下，摆起到图中双点划线位置，而由滑板在孔底滑行承受扩孔刀杆张开时的轴向压力，扩孔刀杆即可张开扩孔。扩孔结束，停止转盘回转，将钻头稍提起，使键回到宽键槽段及切削翼板在弹簧作用下复位到图中实线位置，然后启动转盘顺时针回转，又可进行基孔钻进。

图3为滑板示意图。该滑板的底面与切削翼板刀片的回转面即其切削成的圆锥形孔底相吻合。在它滑行时的前端底部倒角(10～20mm)×(10～15°)，其作用是减小滑行阻力。图中双点划线分别为钻头短管和超前两翼小钻头。

图4所示为非螺纹连接的钻杆使用本实用新型的另一实施方案(本方案及以下各方案的外管、内管、键、键槽等结构均同图1，故在各图中略去)。本方案为切削翼板焊于钻头短管的外壁，并在其逆时针回转的前面铰接滑板。上述切削翼板及滑板共有三组，沿钻头短管外壁圆周均布。基孔钻进，转盘顺时针回转，由切削翼板刀片切削土层，滑板则在土层阻力作用下摆起到图中双点划线位置，处于拖动状态。扩孔时，先停止转盘回转，再提起钻头随即放下，使滑板在拉伸弹簧作用下恢复到图中实线位置，此时滑板的底面突出于切削翼板刀片7～10mm，刀片就不再接触土层。然后启动转盘逆时针回转，由滑板在孔底滑行承受扩孔刀杆张开时的轴向压力，扩孔刀杆即可张开扩孔。

图5所示为非螺纹连接的钻杆使用本实用新型的又一实施方案。本方案为翼板座18焊于钻头短管的外壁，在其下部铰接切削翼板17。切削翼板逆时针回转的前面底部焊接滑板14。上述翼板座、切削翼板及滑板共有三组，沿钻头短管外壁圆周均布。基孔钻进，转盘顺时针回转，由于拉伸弹簧的作用和限位挡块23的限位，切削翼板处于图中实线位置，其刀片即切削土层。扩孔时，启动转盘逆时针回转，切削翼板受土层阻力作用摆起，被另一个限位挡块24限位，处于图中双点划线位置，此时则由滑板在孔底滑行承受扩孔刀杆张开时的轴向压力，扩孔刀杆即可张开扩孔。扩孔完毕，停止转盘回转，将钻头提起随即放下，切削翼板恢复到图中实线位置，又可进行基孔钻进。

上述三个方案均为转盘顺时针回转进行基孔钻进，逆时针回转进行扩孔。显然也可以按照上述三个方案，将滑板安装到超前两翼小钻头处。该处滑板的底面应与超前两翼小钻头刀片的回转面即其切削成的圆锥形孔底相吻合。

图6是以螺纹连接的钻杆使用本实用新型的结构图。13为钻头短管。11为下支座，在其上铰接下刀杆10，上、下刀杆外侧镶焊钻杆顺时针回转切削土层的切片9。18为焊于钻头短管外壁的翼板座，在其顺时针回转的前面铰接切削翼板17。连杆25的上下两端分别与下刀杆和固定于切削翼板的推杆28铰接。切削翼板刀片16及超前两翼小钻头刀片22的镶焊方向均为钻杆顺时针回转切削土层。滑板14焊于翼板座底部，在其顺时针回转的前端底部倒角(10～20mm)×(10～15°)。21为斜撑。钻头短管外壁铰接支腿26。27为拉伸弹簧，其作用是使支腿复位。上述翼板座、切削翼板、滑板及支腿共有三组(图中为一组)沿钻头短管外壁圆周均布。基孔钻进时，下刀杆收拢，切削翼板处于图中实线位置，启动转盘顺时针回转，因为切削翼板刀片突出于滑板底面7～10mm，而可切削土层，支腿则在土层阻力作用下摆起到图中双点划线位置，处于拖动状态。钻至需要扩孔的深度时，先停止转盘回转，随之将钻头提离孔底再放下，支腿在弹簧作用下恢复到图中实线位置，因为有它的支撑，切削翼板刀片不再接触孔底，然后反转钻杆一个很小的角度，使键进入窄键槽段，扩孔刀杆即张开。在下刀杆刚张开尚未接触到基孔孔壁前，连杆就将切削翼板推起，使原来突出于滑板底面的切削翼板刀片被抬起到高于滑板底面。这时再启动转盘顺时针回转，支腿则摆起，由滑板在孔底滑行，承受扩孔刀杆张开时的轴向压力，扩孔刀杆即可张开扩孔。切削翼板最终被推起到图中双点划线位置。扩孔完毕，停止转盘回转，将钻头提离孔底，在扩孔刀杆收拢的同时，切削翼板由图中双点划线位置恢复到实线位置，然后再将钻头放回孔底，又可进行基孔钻进。

使用本实用新型反复钻进和扩孔，即施工出变截面桩桩孔，在其中灌注混凝土，就成为具有较高的垂直和水平承载力及抗拔力的变截面桩。

本实用新型可以使用正循环及泵吸、气举反循环排渣工艺。

Claims

1、一种由外管(1)、内管(7)、上刀杆(4)、下刀杆(10)、钻头短管(13)及超前两翼小钻头(1 5)组成的变截面桩成孔器，其特征在于：它的底部还安装有滑板(14)，基孔钻进时由切削翼板刀片(16)及超前两翼小钻头刀片(2 2)切削土层，扩孔时由滑板在孔底滑行。

2、按权利要求1所述的变截面桩成孔器，其特征在于：滑板(14)的底面与切削翼板刀片(16)或超前两翼小钻头刀片(22)的回转面也即其刀片切削成的圆锥形孔底相吻合。

3、按权利要求1所述的变截面桩成孔器，其特征在于：滑板(14)滑行的前端底部倒角(10～ 20mm)×(10～15°)。

4、按权利要求1所述的变截面桩成孔器，其特征在于：滑板(14)上安装有斜撑(21)。

5、按权利要求1所述的变截面桩成孔器，其特征在于：镶焊切削翼板刀片(16)的切削翼板(17)上安装有拉伸弹簧(19)。

6、按权利要求5所述的变截面桩成孔器，其特征在于：切削翼板(17)的前、后各安装一个限位挡块(23)和(24)。

7、按权利要求1所述的变截面桩成孔器，其特征在于：连杆(25)的上端与下刀杆(10)铰接，下端与固定在切削翼板(17)上的推杆(28)铰接。

8、按权利要求1所述的变截面桩成孔器，其特征在于：钻头短管(13)的外壁铰接支腿(26)，在该支腿上安装有拉伸弹簧(27)。