旋挖挤扩钻头以及包括其的旋挖钻机的制作方法

文档序号:15673099发布日期:2018-10-16 19:41阅读:335来源:国知局

本实用新型涉及土木工程施工技术领域,特别是涉及一种旋挖挤扩钻头以及包括其的旋挖钻机。



背景技术:

在土木建筑基础工程中,所有的钻孔灌注桩成孔作业中,旋挖钻机目前在钻孔灌注桩,地下连续墙、基础加固等多种地基基础施工中广泛应用,主要适用于沙土、粘性土、粉质土等土层成孔施工,具有成孔快、操作轻便、舒适等特点。

但是,目前的钻具不论是短螺旋还是回转斗或是岩层的岩心钻都只能钻进挖土,不能对小孔径的孔井进行挤扩,无法将孔井壁周围松散的土层挤压密实,且无法达到提高桩基质量,减少挖土量,减少渣土排放及堆放,保护环境和土壤资源,避免环境污染的效果。

因此,需要一种既能旋挖成孔又能挤压扩张孔径,且能达到提高桩基质量,减少挖土量目的的钻头设备。



技术实现要素:

基于现有技术中存在的上述缺陷,本实用新型的目的在于提供一种既能旋转切削土体,又能挤扩孔径的旋挖挤扩钻头。本实用新型该旋挖挤扩钻头结构简单,操作方便;能够快速成孔,提高桩基施工质量,提高桩基的承载力,降低工程成本,避免灌注过程中塌孔事故的发生,减少渣土排放量,保护土壤资源,减少环境污染。

本实用新型的另一目的在于提供一种包括所述旋挖挤扩钻头的旋挖钻机。

上述目的是通过以下技术方案实现的:

根据本实用新型的一个方面,本实用新型提供的一种旋挖挤扩钻头,其特征在于,包括:钻头主体以及液压系统,所述钻头主体包括筒体,所述筒体包括固定部和活动部,所述固定部内沿所述筒体的轴向设置有框架;所述液压系统位于所述筒体内并沿所述筒体的径向设置,所述液压系统包括液压泵和与所述液压泵连接的伸缩轴,所述液压泵固定安装在所述框架上;所述活动部通过所述伸缩轴连接在所述固定部的外侧,相对于所述固定部可水平移动。

本实用新型中,所述固定部和所述活动部可拆卸地连接,在进行旋挖钻孔操作时,所述固定部和所述活动部构成完整的圆柱形筒体,对孔井深度方向进行旋挖钻孔;在进行挤扩操作时,所述活动部与所述固定部分离,所述活动部向外伸张,对孔井壁进行挤扩孔径的操作。

优选地,所述筒体为圆柱形筒体,由一个固定部和两个活动部构成,其中,两个所述活动部对称地连接在所述固定部的两侧。

优选地,所述钻头主体还包括位于所述筒体顶部的上板以及位于所述筒体底部的下板,所述下板固定设置在所述固定部的底部。

优选地,所述下板固定有多个切削土体的截齿。更优选地,所述截齿焊接在所述筒体下板上。优选地,所述截齿与所述下板成一角度,方便切削土体。

优选地,所述液压泵设置为四个,分别对称地固定在所述框架的两侧的上部和下部。

优选地,所述液压系统还包括操作显示屏,所述操作显示屏上显示挤扩行程与挤扩应力。

根据本实用新型的另一个方面,本实用新型提供的一种旋挖钻机,其特征在于,包括本实用新型所述的旋挖挤扩钻头,以及

钻杆,与所述旋挖挤扩钻头连接,

送油管和回油管,通过所述钻杆与所述旋挖挤扩钻头中的所述液压系统连接,通过所述液压系统控制所述送油管和所述回油管的送油和回油。

优选地,所述旋挖挤扩钻头通过接头法兰盘与所述钻杆连接。更优选地,所述接头法兰盘为方形接头法兰盘。

采用本实用新型所述的旋挖钻机进行施工的方法包括多个行程的旋挖挤扩,其中,

每个所述行程的旋挖挤扩包括以下步骤:

第一步,将所述旋挖钻机放入孔井,截齿切削土体,将切削的所述土体吸纳在所述筒体内,上提所述钻杆,将所述旋挖挤扩钻头提出地面,甩出切削的所述土体,将所述旋挖挤扩钻头重新放入孔井;

第二步,启动液压系统,活动部在伸缩轴的驱动下,向外伸张挤扩孔径;

第三步,回缩所述伸缩轴,以小于360°的角度旋转所述筒体;

第四步,重复第二步和第三步操作,直至挤扩至设计孔径。

优选地,在第二步中,所述活动部向外伸张挤扩孔径的行程为5cm~10cm。

优选地,在第三步中,旋转所述筒体的角度为60度、90度或120度。

更优选地,在第三步中,旋转所述筒体的角度为120度,并且在第四步中,重复两次第二步和第三步操作,从而将所述筒体旋转了360°。

本实用新型所述的旋挖钻机进行施工,采用多个行程多个角度地进行旋挖挤扩,使得孔井壁的周围土体被均匀挤压且密实坚固,提高了挤扩质量,保证了孔径的圆度。

有益效果:

本实用新型旋挖挤扩钻头结构简单,操作方便,既能旋转切削土体,又能挤扩孔径;能够快速成孔,提高桩基施工质量,提高桩基的承载力,降低工程成本,避免灌注过程中孔壁土体松散塌孔事故;减少渣土排放量,保护土壤资源,减少环境污染。

本实用新型采用分体式的钻头主体,方便了操作,在进行旋挖钻孔操作时,所述固定部和所述活动部构成圆柱形筒体,对孔井深度方向进行旋挖钻孔;在进行挤扩操作时,所述活动部与所述固定部分离,向外伸张,进行挤扩孔径操作;本实用新型采用多个行程多个角度地进行旋挖挤扩,使得孔井壁的周围土体被均匀挤压,密实坚固,提高了挤扩孔井四周土体质量,保证了孔径圆度;本实用新型采用液压先导控制,挤扩力强,使用方便。

附图说明

图1是本实用新型旋挖挤扩钻头的旋挖钻孔时的使用状态图;

图2是本实用新型旋挖挤扩钻头的挤扩孔径时的使用状态图;

图3是本实用新型旋挖挤扩钻头旋挖钻孔时,钻头主体上部的结构示意图;

图4是本实用新型旋挖挤扩钻头挤扩孔径时,钻头主体上部的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例,对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述:

如图1-4所示,本实用新型提供一种旋挖挤扩钻头,包括:钻头主体以及液压系统,所述钻头主体包括筒体5,所述筒体5包括固定部52和活动部51,固定部52内沿筒体5的轴向设置有框架7;所述液压系统位于筒体5内并沿筒体5的径向设置,液压系统包括液压泵和与液压泵连接的伸缩轴6,液压泵固定安装在框架7上;活动部51通过伸缩轴6连接在固定部52的外侧,相对于固定部52可水平移动。

本实用新型中,固定部52和活动部51可拆卸地连接,分体式设置,在进行旋挖钻孔操作时,固定部52和活动部51构成圆柱形筒体5,对孔井11的深度方向进行旋挖钻孔;在进行挤扩操作时,活动部51与固定部52分离,向外伸张挤压孔井11的井壁,进行挤扩孔径操作。进一步地,筒体5为圆柱形筒体5,由一个固定部52和两个活动部51构成,其中,两个活动部51对称地连接在固定部52的两侧。

本实施例中,钻头主体还包括位于筒体顶部的上板10以及位于筒体底部的下板9,下板9固定设置在固定部52的底部。进一步地,下板9固定有多个切削土体的截齿8。更进一步地,截齿8成一角度焊接在筒体5下板9上,方便切削土体。

本实施例中,液压泵设置为四个,分别对称地固定在框架7的两侧的上部和下部。进一步地,所述液压系统还包括操作显示屏(未示出),所述操作显示屏上显示挤扩行程与挤扩应力。

本实用新型提供的一种旋挖钻机,包括本实用新型的旋挖挤扩钻头,以及

钻杆1,与旋挖挤扩钻头连接,

送油管2和回油管3,通过钻杆1与旋挖挤扩钻头中的液压系统连接,通过液压系统控制送油管2和回油管3的送油和回油。

进一步地,旋挖挤扩钻头通过接头法兰盘4与钻杆1连接。更优选地,所述接头法兰盘4为方形接头法兰盘4。

采用本实用新型的旋挖钻机进行施工的方法包括多个行程的旋挖挤扩,其中,每个行程的旋挖挤扩包括以下步骤:

第一步,将旋挖钻机放入孔井11,截齿8切削土体,将切削的土块吸纳在筒体5内,上提钻杆1,将旋挖挤扩钻头提出地面,甩出切削的土块,将旋挖挤扩钻头重新放入孔井处;

第二步,启动液压系统,活动部51在伸缩轴6的驱动下,向外伸张挤扩孔径;

第三步,回缩伸缩轴6,以小于360°的角度旋转筒体5;

第四步,重复第二步和第三步操作,直至挤扩至设计孔径。

本实施例中,在第二步中,活动部51向外伸张挤扩孔径的行程为5cm~10cm,所述挤扩孔径的行程可根据土质的密实度计算而得。在第三步中,筒体5可以旋转60度、90度或120度,优选旋转120度。

进一步地,在第三步中,旋转筒体5的角度为120度,并且在第四步中,重复两次第二步和第三步操作,从而将所述筒体旋转了360°。

本实用新型中,施工前,根据钻头高度计算施工段段数,根据所选择的钻头直径计算出挤扩行程,采用多个行程多个角度地施工方法进行旋挖挤扩,使得孔井周围的土体被均匀挤压且密实坚固,提高了挤扩质量,保证了孔径的圆度。

下面以某市政工程桥梁工程钻孔桩,为例进行详细说明:该钻孔桩桩基直径1.5米,桩梁40米,桩基地质为粘性土,地下水为地面以下2米处,选择略小于设计桩基直径的旋挖钻头,旋挖钻头与桩孔之间距离即为所需挤扩行程,本实施例中选择筒体5直径为1.2米的本实用新型旋挖机扩钻头,其钻头高度为1.5米。本实施例中根据钻头的高度采用多个施工段进行施工。

施工时,按照如下步骤进行:

1.测量放样桩位(中心坐标),埋置钢护筒,其中,钢护筒2米长;

2.然后进行第一施工段的旋挖钻孔操作:将钻头的中心与桩的中心对准,钻出孔径为1.2米,深为3.2米的孔井11,然后将钻头拔出地面,将筒体5内的土块运出孔外堆放,再将钻头重新置于孔深3.2米处;

3.多角度挤扩孔径操作:启动液压系统,固定在框架7的上下左右的四个液压泵同时启动,伸缩轴6驱动活动部51向外伸张,挤扩孔径,挤扩孔径的行程可根据土质的密实度以及所选钻头的直径而定,本实施例中挤扩行程为5cm;回缩活动部51,筒体5复位,旋转120度;再启动液压泵,驱动活动部51挤扩孔径,挤扩行程为5cm;接着回缩活动部51,复位,旋转120度;继续启动液压泵,驱动活动部51挤扩孔径,挤扩行程为5cm;

4.按照上述步骤2,继续反复上述的挤扩孔径操作两周次,使得桩孔由原来的1.2米变成1.5米;

5.再进行下一施工段的旋挖钻孔:将钻头恢复到孔径为1.2米的筒体5的状态,继续下钻1.2米,取出钻头,甩出土块或泥土;

6.再次挤扩孔径:继续分三周,且每周三次120度的角度地进行挤扩孔径操作,将桩孔1.2m挤扩至1.5m;

7.按照上述步骤2-6,反复钻进,反复挤扩,直至桩底标高成孔完成。

经分析该桩基钻孔减少挖土25.434m3,挖土减少率为36%,减少渣土倒土量37m3(虚方量),同时桩基的质量得到提高,桩基的承载力提高,避免了在灌注过程中因孔井11的井壁土体松散而造成的塌孔事故。

综上所述,本实用新型的旋挖挤扩钻头结构简单,操作方便,能够快速有效成孔,提高桩基施工质量,降低工程成本,减少挖土量。

以上结合附图对本实用新型优选实施例进行了描述,但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可以做出很多形式,这些均属于本实用新型保护范围之内。

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