一种用于泥浆护壁旋挖钻孔桩的扩径钻头的制作方法

本实用新型涉及建筑施工设备技术领域，特别涉及一种用于泥浆护壁旋挖钻孔桩的扩径钻头。

背景技术：

目前市场上采用的旋挖钻孔扩径钻头如图1所示，它是由钻头连接块、上下横梁、上下扩臂、滑动套和滑动杆及支撑盘组成，钻头连接块与旋挖钻机的钻杆连接，当钻杆下压时上梁推动扩臂下移，使上下扩臂的中间绞轴向两侧移动，扩臂张开，当钻杆旋转时扩臂可切削孔壁扩径。滑动套和滑动杆起到支撑和传扭矩作用。支承盘的作用是为扩径钻头提供反力。

该钻头有以下明显的缺点：

1.由于上下两个扩臂的三个轴销在一条直线上，无初始角，当钻杆下压扩臂时，扩臂水平方向的分力小，在硬土中不易扩径，需要较大的旋挖钻杆的轴向压力。

2.每一种规格的钻头，只能用于同一种规格的的孔径，不能实现能实现一机（钻）多用，钻头的利用率低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于泥浆护壁旋挖钻孔桩的扩径钻头，采用的技术方案如下：

一种用于泥浆护壁旋挖钻孔桩的扩径钻头，其特征在于，包括钻头连接块、上固定板、两个上扩臂、两个下扩臂、下固定板、滑动套、滑动杆以及支撑盘，所述上固定板固定连接于钻头连接块下方，所述滑动套固定连接于上固定板下方，滑动杆同轴滑动连接于滑动套内部下方，所述支撑盘位于下固定板的下方，支撑盘与滑动杆同轴分布并且支撑盘和固定板之间可相对转动，所述上扩臂和下扩臂均呈l型结构，位于上固定板左右两侧的两个上扩臂与上固定板铰接相连，铰接点均位于滑动杆所在的轴线上，两下扩臂分别铰接连接于两个上扩臂的下方，两上扩臂和两下扩臂组成口字形结构，并且两下扩臂的下部与下固定板铰接相连，下扩臂与下固定板铰接点靠近滑杆所在的轴线。

优选的，所述下固定板下方固定连接有转轴，所述转轴与滑动杆同轴分布，并且支撑盘与转轴同轴转动相连，并且所述转轴外径与注浆管外径相同。

优选的，位于下固定板左侧的下扩臂呈l形结构分布，位于下固定板右侧的下扩臂沿滑动杆轴线方向镜像分布，两个上扩臂则沿上下扩臂铰接点镜像对称分布于两下扩臂的上方。

本实用新型的有益效果在于：

1、采用l型扩臂设计，将上部两个l型扩臂的上绞点重合，使下部两个l型扩臂的绞点向中轴线靠近，能够形成较大的初始角，大大提高了钻头的扩孔张力，适用于在硬土层中扩径；

2、l型扩臂方便更换，能实现多孔径扩径施工，实现一机（钻）多用，提高钻头的利用率；

3、在桩端底部留有等孔径的桩尾，方便桩底后注浆管的安装，增强了后注浆效果，桩端承载力提高明显；

4、钻头两翼设计结构简单，扩径原理明确，易于操作，不用辅助设备，只借助旋挖钻机钻杆强大的扭矩和钻压力，可实现切削原理扩径，扩底直径由钻杆下行距离来监控扩径尺寸、效果可靠、扩径形状规则，工效高、速度快易于大面积推广。

附图说明

图1为现有旋扩钻头结构示意图

图2为本实用新型结构示意图

图中，1-钻头连接块，2-上固定板，3-滑动套，4-滑动杆，5-第一上扩臂，6-第二上扩臂，7-第一下扩臂，8-第二下扩臂，9-下固定板，10-支撑盘，11-转轴。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图2所示的用于泥浆护壁旋挖钻孔桩的扩径钻头，主要包括钻头连接块1、上固定板2、滑动套3、滑动杆4、上扩臂5和6、下扩臂7和8、下固定板9、转轴11、支撑盘10，具体的，钻头连接块1、上固定板2、滑动套3、滑动杆4、下固定板9、转轴11、支撑盘10自上而下分布，上固定板2固定连接于钻头连接块1的下方，滑动套3固定连接于上固定板2中部下方，滑动杆4同轴滑动连接于滑动套3的内部，滑动杆4与下固定板9之间固定连接，下固定板9下方焊接有转轴11，并且转轴11与滑动杆4同轴分布，转轴11下端与支撑盘10之间同轴转动相连，所述支撑盘10通过与转轴11之间的转动连接从而和装置整体进行相对的转动，其中，上扩臂包括分别铰接于上固定板2左右两侧的第一上扩臂5和第二上扩臂6，第一上扩臂5和第二上扩臂6与上固定板2的铰接点重合，均位于上固定板2的正中间，即滑动套3和滑动杆4所在的轴线上，下扩臂则包括分别铰接于下固定板2左右两侧的第一下扩臂7和第二下扩臂8，第一下扩臂7和第二下扩臂8与下固定板9的铰接点靠近滑动杆4所在的轴线。

第一下扩臂7呈l形结构分布，第二下扩臂8沿滑动杆4轴线镜像分布在滑动杆4的右侧，第一下扩臂7上端与第一上扩臂5下端铰接，第二下扩臂8上部与第二上扩臂6下端铰接，并且两组上下扩臂的铰接点位于同一水平面上，第一上扩臂5和第二上扩臂6沿着上下扩臂铰接点所在直线与第一下扩臂7和第二下扩臂8之间镜像分布，第一上扩臂5、第二上扩臂6、第一下扩臂7、第二下扩臂8之间形成口字形结构分布。

本装置在进行施工时，旋挖机钻杆下压之后滑动套3沿着滑动杆4向下滑动，上固定板2在滑动套3带动下向下移动，此时上扩臂与上固定板2之间发生转动，上扩臂与下扩臂同时外扩，然后驱动整体装置进行转动，使上下扩臂对孔壁进行切削。

利用本装置进行灌注桩施工时，具体操作步骤如下：

①旋挖完成直孔后，在需要扩径的位置换装扩径钻头；

②当钻头到达需扩径的土层深度时，旋挖机钻杆下压使扩径钻头的l型扩臂扩张，同时驱动钻杆旋转切削孔壁；

③观测旋挖钻杆垂直行程达到预设距离后，继续旋压3~5圈，将钻头提出钻孔；

④如果在桩孔底位置扩径，需换装清底筒钻，进行清底作业；

⑤经验收钻孔深度及孔底沉渣等符合要求后，安装钢筋笼和导管灌注混凝土成桩结束。

下面以具体施工项目对本实用新型进行更加详细的说明，便于对整体方案进行更完整的了解：

济南万科时代之光a03地块项目位于济南市济阳区，规划32～34层高层建筑6栋。根据岩土工程勘察报告，拟建场地地层按其沉积年代及工程性质可分为10个大层及其亚层：上部的第2～5层为全新统（q4）冲积成因的粉土、粘性土、砂土，沉积年代较近，地基承载力相对较低，压缩性中等～较高，可作为一般建筑物的地基持力层；中部的第6～8层为冲洪积成因的粘性土、粉土、砂土，粘性土为可～硬塑，粉土、砂土为中密～密实，土的性质较好，压缩性中等；下部的第9～10层为冲洪积成因的粘性土、粉土、砂土，粘性土为可～硬塑，粉土、砂土为中密～密实，土的性质良好，压缩性中等～较低，可作为桩基持力层。

设计采用旋挖扩底后注浆新工法，桩长45m、桩径700mm，扩大头直径为1.4m，桩端持力层为第9层，单桩竖向抗压极限承载力7900kn。2019年5月底完成试桩静载试验工作，试桩结果满足设计要求。在取得扩底后注浆试桩资料后，济南万科时代之光a03地块项目的6栋高层总桩数为1023根，全部采用本装置进行施工，旋扩钻头在使用时有较大的初始角，提高了钻头的扩孔张力，而且钻头两翼设计结构简单，扩径原理明确，易于操作，不用辅助设备，只借助旋挖钻机钻杆强大的扭矩和钻压力，可实现切削原理扩径，扩底直径由钻杆下行距离来监控扩径尺寸、效果可靠、扩径形状规则。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。