专利名称：三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及属于建筑领域的桩基础工程，特别是一种三圆连体钻孔灌注桩的
钻孔机具。
背景技术：
常规设计的钻孔灌注桩的截面都是单圆，上下一致。这种结构，桩端的强度与设计 承载力相符，而桩身因为有桩周摩阻力，所以灌注桩越往下承载力就越有富余，用平面几何 法算证，有36%的混凝土没有物尽其用。 本申请人曾向中国专利局申请了实用新型专利《三元钻孔灌注桩》(申请号 200820137920. 6)，优化了桩载面的设计，但没有提出实施其设计的机具，实际应用还须 技术配套，众所周知，全国每年投入的桩基础工程量相当大，混凝土一般占桩基础成本的 60%，一根桩多耗36%的混凝土，这意味着桩基础施工成本还有20%的潜力可挖，算一根 桩可能不太显眼，全国合计算就十分惊人。
实用新型内容本实用新型的目的，就在于提供一种三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具。 上述实用新型目的可由以下技术方案实现 —种三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具，其特征是包括 三圆钢护筒，其横截面呈三圆花瓣状，朝上的筒底中间开有孔； 分动箱，具有一输入轴三根对应于三圆钢护筒三圆中心的三根输出轴； 钻杆，穿过带传动接头的筒底也即压盖的中间孔伸进三圆钢护筒中，顶端与回旋
钻机连接，底端与分动箱的输出端连接； 钻扩钻头，包括一钻头钢体，底端开叉形成下刀架，下刀架上固定有竖向的圆盘刀 或牙轮；在钻头钢体中部，设有均布、竖向的三上刀架板；上刀架板上横向铰接有牙掌，牙 掌的下端固定有竖向的圆盘刀或牙轮，牙掌上设有摆动限位突块限制牙掌上摆张度； 补水管，穿过压盖的旁孔伸进在三圆钢护筒中。 在上述基础上，本钻孔机具还可以进一步如下改进 1、圆盘刀钻扩钻头通过横向轴支撑在下刀架和牙掌上，并以连接件固定，以便钻 头磨损后转动角度。 2、所述的三圆钢护筒由多段连接而成，每段由三块双弧钢模板组拼，采用锁管定 位及销固，各段之间用螺栓连接。 3、当牙掌摆动至最大张度时，牙掌下端的钻扩钻头所钻孔直径等于或大于三圆连 体钻孔灌注桩中的各园的直径。 由于本实用新型设计采取了上述新颖的钻孔机具，对比现有的单圆钻孔灌注桩有 如下优点 1、与单圆单桩结构比较，除了能省36%的混凝土之外，还能增加约15%的桩周摩阻力，再加上桩身自重的减轻，就可改小桩，桩基础成本能降二、三成。 2、与单圆群桩结构比较，在保持桩端载面积相等的前提下，增大三圆直径连体，不 仅不减承载能力，桩体强度比任何群桩中的单桩成倍增加，可以省去承台，实现一桩一柱的 理想承载结构。 3、由于桩体瘦身，不用承台连桩，节省大量的混凝土，不仅直降成本，而且能縮短 工期，节约用电，加上水泥消耗量减少，沙石料物流减少，对节能减排具有重要的作用。 4、由常规单圆钢筋笼分解为三个小直径钢筋笼，经加劲拉筋连体，可以大大提高 其刚性，从而使钢筋笼抗剪，抗弯性能更为理想，这一特点对于水中桩或陆地桩的软弱地层 段尤为重要。 5、三管同步灌注，不仅速度可以增快，而且质量更容易确保，因为即便发生堵管， 灌注依旧可续，不会发生断桩事故。 6、随钻跟筒可代替泥浆或混凝土护壁。尤其是可防止泥浆污染环境。 7、在开始灌柱混凝土时回松锁管，然后逐节起拔和拆卸护筒，既防塌孔，护局又可
回收重用。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具实施例结构组成示意图； 图2是本实用新型的三圆连体钻孔灌注桩的钻孔横剖面示意图； 图3是三圆钢护筒结构的横剖面示意图； 图4是钻扩钻头结构示意图； 图5是钻扩钻头张开状态的示意图； 图6是沿图5的剖视线剖视展开示意图。 图中l-三圆钢护筒，ll-双弧钢模板，12-固定销钉，13-螺栓，2-筒底压盖，3-分 动箱，4-钻杆，5-钻扩钻头，51-钻头钢体，52-下刀架，53-圆盘刀或牙轮，54-上刀架板， 55-牙掌，56-摆动限位突块，57-横向轴，58-连接件，6-补水管。
具体实施方案 如
图1至图5所示，本实用新型的三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具实施例，包括 三圆钢护筒l，其横截面呈三圆花瓣状，三圆钢护筒由多段连接而成，每段由三块双弧钢模 板11组拼，采用锁管定位及销钉12固定，各段之间用的螺栓13连接，朝上的筒底也即压 盖042中间开有孔，装有传动接头；分动箱3，具有一输入轴三根对应于三圆钢护筒三圆中 心的三根输出轴；钻杆4，穿过装有传动接头的压盖2的中间孔伸进三圆钢护筒1中，顶端 与回旋钻机连接，底端与分动箱3的输入端连接；钻扩钻头5，包括一钻头钢体51 ，底端开叉 形成下刀架52，下刀架52上通过横向轴57支撑有竖向的圆盘刀或牙轮53，并以连接件58 固定；在钻头钢体51中部，设有均布、竖向的三块上刀架板54 ;上刀架板上横向铰接有牙掌 55，牙掌的下端通过横向轴57支撑有竖向的圆盘刀或牙轮53，并以连接件58固定，牙掌上 设有摆动限位突块56限制牙掌上摆张度，当牙掌摆动至最大张度时，牙掌下端的钻扩钻头 所钻孔直径等于或大于三圆连体钻孔灌注桩中的各园的直径。[0033] 补水管6，穿过压盖2的旁孔伸进在三圆钢护筒1中，送水量与钻杆泵吸反循环出 水量保持平衡。
采用上述机具的三圆连体钻孔灌注桩施工工艺步骤如下 1、用三圆钢护筒，通过回旋钻机带动孔底三轴钻扩孔圆盘刀钻头钻孔，当可摆动 牙掌下端的圆盘刀钻扩钻头接触工作对像后自行张开，随钻扩孔，离开孔底时自动收拢，可 在护筒内顺利通过，同时在地表施加压力给三圆钢护筒的压盖，使三圆钢护筒随钻跟筒代 替泥浆或混凝土护壁直至力层顶板； 2、换牙轮钻扩钻头在护筒底端扩孔嵌岩，使扩底所形成的涨径三圆钻孔其横断面 积之和等于设计值，以确保桩端承载力满足设计所需； 3、灌注混凝土之前，先反回锁管扳起三圆钢护筒的一节，然后随拆卸导管时一并 拆卸三圆钢护筒； 4、按规范要求清孔，然后下三园连体钢筋笼，从三园连体钢筋笼各组的三园中央 下一根灌浆导管，实行三管同步灌注； 5、每灌3 6米混凝土拔拆一节护筒，再视埋管深度按规定拆卸导管，如此循环往 复，直灌至桩顶设计标高，并留桩头余量。
权利要求一种三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具，其特征是包括三圆钢护筒，其横截面呈三圆花瓣状，朝上的筒底中间开有孔；分动箱，具有一输入轴三根对应于三圆钢护筒三圆中心的输出轴；钻杆，穿过带传动接头的筒底也即压盖的中间孔伸进三圆钢护筒中，顶端与回旋钻机连接，底端与分动箱的输入端连接；钻扩钻头，包括一钻头钢体，底端开叉形成下刀架，下刀架上固定有竖向的圆盘刀或牙轮；在钻头钢体中部，设有均布、竖向的三上刀架板；上刀架板上横向铰接有牙掌，牙掌的下端固定有竖向的圆盘刀或牙轮，牙掌上设有摆动限位突块限制牙掌上摆张度；补水管，穿过压盖的旁孔伸进在三圆钢护筒中。
2. 根据权利要求1所述的三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具，其特征是所述的圆盘刀 钻扩钻头或牙轮钻扩钻头通过横向轴支撑在下刀架和牙掌上，并以连接件固定，以便钻头 磨损后转动角度。
3. 根据权利要求2所述的三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具，其特征是所述的三圆钢 护筒由多段连接而成，每段由三块双弧钢模板组拼，采用锁管定位及销固，各段之间用的螺 栓连接。
4. 根据权利要求1或2或3所述的三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具，其特征是当牙 掌摆动至最大张度时，牙掌下端的钻扩钻头所钻孔直径等于或大于三圆连体钻孔灌注桩中 的各园的直径。
专利摘要一种三圆连体钻孔灌注桩的钻孔机具，包括三圆钢护筒，在朝上的筒底中间开有孔；分动箱，具有一输入轴三根对应于三圆中心的输出轴；钻杆，穿过带传动接头的筒底中间孔伸进三圆钢护筒中，底端与分动箱的输入端连接；钻扩钻头，包括一钻头钢体，底端开叉形成下刀架，下刀架上固定有竖向的圆盘刀钻扩钻头或牙轮钻扩钻头；在钻头钢体中部，设有均布、竖向的三上刀架板；上刀架板上横向铰接有牙掌，牙掌的下端固定有竖向的圆盘刀或牙轮，牙掌上设有摆动限位突块限制牙掌上摆张度。本实用新型可以使陆地桩和内河水中桩在承载力相同的条件下，节省混凝土36％，相应缩短工期，节约用电，减轻物流，特别是有效防止堵管断桩。
文档编号E21B3/00GK201439687SQ20092005502
公开日2010年4月21日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者刘毅中 申请人:广州工程总承包集团有限公司