長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機的製作方法

2023-09-09 18:35:35 1

專利名稱：長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種深基坑支護工程中護坡樁的成孔施工所用的鑽機，特別涉及一種長 螺旋置換與擠密鑽孔鑽機。
技術背景隨著城市建築的不斷發展，建築物的體形也在不斷的向超大化、超高化、超深化發展。 由於基坑開挖深度的逐步加深，其基坑支護的難度也越來越大，尤其是在北京地區的西半部 普遍存在一層砂卵石層，其特點是厚度大、密度高、粒徑大，給長螺旋鑽機的成孔帶來的較 大困難，使得許多工程無法釆用長螺旋鑽機進行成孔，只得釆用其它的成孔方法。如何改進 長螺旋鑽機的成孔工藝，使之在砂卵石層中的應用得以擴展，是提高長螺旋鑽機使用功能的 關鍵。從八十年代初開始，北京地區深基坑支護工程中護坡樁的成孔施工一般採用人工挖孔樁， 當遇到砂卵石層時只要將護壁的施工質量控制好，在砂卵石層中成孔沒有問題。由於人工挖 孔樁在施工過程中經常發生孔內土體塌方，護壁坍塌、孔口墜物、有毒氣體等事故，鑑於在 施工安全方面存在較多問題，北京市有關部門在九十年代初採取了人工挖孔樁許可證制度， 開始限制人工挖孔樁的施工，鼓勵採用機械成孔。長螺旋成孔的施工方法就是在九十年代開始逐步推廣起來的，由於長螺旋鑽機施工具有 施工簡便、速度快、無振動、無噪音、無汙染等特點，因此在基坑支護工程施工中得到了比 較廣泛的應用。但隨著北京地區基坑開挖深度的不斷加深，長螺旋鑽機成孔進入砂卵石層的 深度越來越深，因此砂卵石層中卵石的密度和粒徑也越來越大，偉得長螺旋鑽機在砂卵石層 中成孔的難度越來越高。具體的分布情況是，五棵松以西地區由於砂卵石層的埋深比較淺， 砂卵石層中卵石的密度和粒徑比較大，通常採用長螺旋成孔比較困難， 一般採用人工挖孔、 衝擊成孔等方式。五棵松以東至西單大街以西這個區域內，砂卵石層的埋深一般在10.00 15.0(M左右，有些地方還是砂卵石層與粘土層交互，存在多層砂卵石層，當長螺旋成孔深度 超過15.00 20.00M後(從自然地面算起)，鑽機成孔施工的進尺速度越來越慢，成孔的難度 越來越高。長螺旋鑽機在砂卵石層中成孔遇到的主要問題有1、 砂卵石層中卵石的含量較高，鑽具不進尺；2、 當砂卵石層中卵石粒徑較大時，成孔過程中大粒徑的卵石帶不上來，經常造成憋鑽、 卡鑽現象；3、 當砂卵石層較厚時，因其自立較差，提鑽後塌孔現象嚴重；
4、當砂卵石層中含有少量滯水或殘餘水時，極易形成流砂，樁孔塌孔現象嚴重，護坡樁 成孔施工非常困難。 發明內容本實用新型的目的是解決國內現有深基坑支護工程中護坡樁的成孔施工方法的不足與缺 陷，提出一種可以通過將大直徑的卵石擠到兩側並被排出來，而且保證孔壁穩定、圓滑，不 易出現塌孔、鼓肚等現象，降低了施工成本，減少了以往在砂卵石層中採用人工挖孔樁施工 的安全隱患的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機。本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，包括鑽頭與長螺旋鑽杆，所述鑽頭為十字形鑽 頭，所述長螺旋鑽杆的螺旋葉片上開有葉片通孔，所述長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機還設有擠 土器，所述擠土器通過螺旋葉片上的通孔可拆卸地安裝在螺旋葉片上。本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機所述長螺旋鑽杆為異形塔式鑽杆。本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機所述異形塔式鑽杆，每節芯管的外徑都小於上一 節，每節芯管上螺旋葉片的螺距都相等，寬度都大於上一節。本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，所述擠土器的形狀為弧面片狀，底部設有兩個 連接支腳，每個連接支腳上開有與螺旋葉片上的葉片通孔相適應的擠土器安裝通孔。本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，所述十字形鑽頭包括等腰三角形的扁平的主鑽 刃，在主鑽刃每一個面上設有一個直角三角形的扁平的副鑽刃，副鑽刃的長直角邊與主鑽刃 的中心線重合，主鑽刃的等腰三角形的兩腰上安裝有硬質合金刀片，兩腰上的硬質合金刀片 的位置相互錯開，每個副鑽刃的斜邊上安裝有硬質合金刀片，兩個副鑽刃的斜邊上安裝的硬 質合金刀片位置相互錯開。本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，所述副鑽刃的長度小於所述主鑽刃的長度，所 述副鑽刃的寬度小於所述主鑽刃的寬度，所述主鑽刃的頂角為4(T 70° 。本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，所述主鑽刃的頂角為60°與現有技術相比，本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機可以通過十字形鑽頭將大直徑 的卵石擠到兩側，再通過不同直徑的芯管和不同螺距的葉片組成的異形塔式鑽杆將不同粒徑 的卵石帶上來，同時將置換卵石所用的填土填入孔中，再通過安裝在螺旋葉片上的擠土器對 孔內的粘土進行擠壓，使得樁孔四周的粘土得到擠密，以保證孔壁穩定、圓滑，解決了孔壁 坍塌的問題。使用本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機進行護坡樁的施工，其護坡樁的孔 壁圓滑、規整，不易出現塌孔、鼓肚等現象，使得樁身混凝土的充盈係數較小，節省了樁身 混凝土，降低了施工成本，降低了以往在砂卵石層中採用人工挖孔樁施工的安全隱患。本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機的其他細節和特點可通過閱讀下文並結合附圖詳 細描述的實施例便可清楚明了 。

圖1為本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機未裝擠土器時的主視圖；圖2為本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機未裝擠土器時的左視圖；圖3為本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機未裝擠土器時的俯視圖；圖4為本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機未裝擠土器時的仰視圖；圖5為本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機裝上擠土器時的示意圖；圖6為圖5的A—A向剖視圖；圖7為擠土器的一種結構示意圖；圖8為圖7的俯視圖；圖9為擠土器的立體圖；圖10為圖6安裝另一種結構的擠土器的示意圖；圖11為使用本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機進行施工時打孔置換卵石的示意圖； 圖12為使用本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機進行施工時填土的示意圖； 圖13為使用本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機進行施工時擠土的示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖IO所示，本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，包括鑽頭與長螺旋鑽杆2。 長螺旋鑽杆2為異形塔式鑽杆，每節芯管23的外徑都小於上一節，每節芯管23上螺旋葉片 21的螺距都相等，寬度都大於上一節。長螺旋鑽杆2的螺旋葉片21上開有葉片通孔211,長 螺旋置換與擠密鑽孔鑽機還設有擠土器3，擠土器3通過螺旋葉片21上的通孔可拆卸地安裝 在螺旋葉片21上。擠土器3的形狀為弧面片狀，底部設有兩個連接支腳31，每個連接支腳 31上開有與螺旋葉片21上的葉片通孔211相適應的擠土器安裝通孔301。鑽頭為十字形鑽頭 1，十字形鑽頭l包括等腰三角形的扁平的主鑽刃ll，在主鑽刃ll每一個面上設有一個直角 三角形的扁平的副鑽刃12，副鑽刃12的長直角邊與主鑽刃11的中心線重合，副鑽刃12的 長度小於主鑽刃11的長度，所述副鑽刃12的寬度小於所述主鑽刃11的寬度，所述主鑽刃 11的頂角為40。 、 45° 、 50° 、 55° 、 60° 、 65° 、 70° 。主鑽刃11的等腰三角形的兩腰 上安裝有硬質合金刀片111，兩腰上的硬質合金刀片111的位置相互錯開，每個副鑽刃12的 斜邊上安裝有硬質合金刀片121，兩個副鑽刃12的斜邊上安裝的硬質合金刀片121位置相互 錯開。如圖11至圖13所示，本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機在使用時，按照如下步驟施工
1) 根據卵石層的埋深、厚度、護坡樁的長度、護坡樁進入卵石層的深度來選擇相應功率的動力頭和長螺旋鑽杆2和十字形鑽頭1;2) 按照設計位置開始鑽進，鑽進時，嚴格控制電流的大小，保持低轉速，以保證較大 的扭矩；3) 進入一定深度的卵石層後，將鑽杆2全部提出；4) 檢測所鑽孔的孔壁質量，測量出孔壁孔洞的具體位置；5) 將粘土回填入所鑽孔中，深度要填充至整個卵石層以上；6) 將擠土器3安裝於與孔壁有孔洞的位置相對應的長螺旋鑽杆2的螺旋葉片21上， 將鑽杆2再次放入所鑽孔中，開動鑽機使鑽杆2下鑽，當鑽至設計深度時，將鑽杆2全部提出；7) 將鋼筋籠放置於所鑽孔中；8) 澆灌混凝土。如圖7 圖10所示，擠土器3可以有不同的形狀和尺寸，用來實現不同的擠土效果。通 過擠土器3與芯管23之間的開口的大小來控制粘土通過的擠土器3的量，剩餘的粘土則被擠 土器3擠入塌孔中，使孔壁穩定、圓滑。上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的 構思和範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計方案前提下，本領域中普通工程技術人員對 本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護範圍，本實用新 型請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
權利要求1.一種長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，包括鑽頭與長螺旋鑽杆(2)，其特徵在於所述鑽頭為十字形鑽頭(1)，所述長螺旋鑽杆(2)的螺旋葉片(21)上開有葉片通孔(211)，所述長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機還設有擠土器(3)，所述擠土器(3)通過螺旋葉片(21)上的通孔可拆卸地安裝在螺旋葉片(21)上。
2. 根據權利要求1所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其特徵在於所述長螺旋鑽杆為 異形塔式鑽杆。
3. 根據權利要求2所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其特徵在於所述異形塔式鑽杆，每節芯管(23)的外徑都小於上一節，每節芯管(23)上螺旋葉片(21)的螺距都相等，寬度都大於上一節。
4. 根據權利要求1或2或3所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其特徵在於所述擠土 器(3)的形狀為弧面片狀，底部設有兩個連接支腳(31),每個連接支腳(31)上開有與螺 旋葉片(21)上的葉片通孔(211)相適應的擠土器安裝通孔(301)。
5. 根據權利要求1或2或3所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其特徵在於所述十字 形鑽頭(1)包括等腰三角形的扁平的主鑽刃(11)，在主鑽刃(11)每一個面上設有一個直 角三角形的扁平的副鑽刃(12)，副鑽刃(12)的長直角邊與主鑽刃(11)的中心線重合，主 鑽刃(11)的等腰三角形的兩腰上安裝有硬質合金刀片(111),兩腰上的硬質合金刀片(111) 的位置相互錯開，每個副鑽刃(12)的斜邊上安裝有硬質合金刀片(121)，兩個副鑽刃(12) 的斜邊上安裝的硬質合金刀片(121)位置相互錯開。
6. 根據權利要求4所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其特徵在於:所述十字形鑽頭(1) 包括等腰三角形的扁平的主鑽刃(11)，在主鑽刃(11)每一個面上設有一個直角三角形的扁 平的副鑽刃(12)，副鑽刃(12)的長直角邊與主鑽刃(11)的中心線重合，主鑽刃(11)的 等腰三角形的兩腰上安裝有硬質合金刀片(111)，兩腰上的硬質合金刀片(111)的位置相互 錯開，每個副鑽刃(12)的斜邊上安裝有硬質合金刀片(121),兩個副鑽刃(12)的斜邊上 安裝的硬質合金刀片(121)位置相互錯開。
7. 根據權利要求5所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其特徵在於所述副鑽刃(12) 的長度小於所述主鑽刃(11)的長度，所述副鑽刃(12)的寬度小於所述主鑽刃(11)的寬 度，所述主鑽刃(11)的頂角為40。 70° 。
8. 根據權利要求6所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其特徵在於所述副鑽刃(12) 的長度小於所述主鑽刃(11)的長度，所述副鑽刃(12)的寬度小於所述主鑽刃(11)的寬 度，所述主鑽刃(11)的頂角為40。 70° 。
9. 根據權利要求7所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其特徵在於所述主鑽刃(11)的頂角為60。。
10. 根據權利要求8所述的長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，其#徵在於所述主鑽刃(11) 的頂角為6(T 。
專利摘要本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機，包括鑽頭與長螺旋鑽杆，所述鑽頭為十字形鑽頭，所述長螺旋鑽杆的螺旋葉片上開有葉片通孔，所述長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機還設有擠土器，所述擠土器通過螺旋葉片上的通孔可拆卸地安裝在螺旋葉片上。使用本實用新型長螺旋置換與擠密鑽孔鑽機進行護坡樁的施工，其護坡樁的孔壁圓滑、規整，不易出現塌孔、鼓肚等現象，使得樁身混凝土的充盈係數較小，節省了樁身混凝土，降低了施工成本，降低了以往在砂卵石層中採用人工挖孔樁施工的安全隱患。
文檔編號E21B17/22GK201024891SQ20072010423
公開日2008年2月20日 申請日期2007年4月13日 優先權日2007年4月13日
發明者波 劉, 劉登明, 飈 張, 張開傳, 松 楊, 王力生, 趙朝成, 凜 馬 申請人:中國京冶工程技術有限公司;北京中興建土木工程有限公司;楊 松