螺旋擠密鑽具的製作方法

2023-05-01 15:58:46 1

專利名稱：螺旋擠密鑽具的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於基礎工程的施工設備。
目前在基礎施工中使用的鑽孔設備是由螺旋杆、鑽頭(切削頭)和定位尖三部分構成的。由於螺旋杆表面有螺旋葉片，在鑽土成孔過程中，將鑽頭切削下來的土壤在推動力或離心力的作用下傳送至地面，然後通過人工或設備將土運走。這種施工方式有土方搬運問題，過多地耗費了人力與財力。
本實用新型的目的是提供一種可將鑽頭切削下來的土層直接擠密成孔的鑽具。它由鑽杆、鑽頭體和鑽頭芯組成。鑽頭芯嵌裝在鑽頭體內，下端與定位尖連接。鑽頭體的錐形面上焊有螺旋葉片，其上是與光圓鑽杆聯接的光圓柱。用該鑽具可在不出土的情況下完成成孔任務。
本實用新型是按以下方式完成的。鑽具由鑽杆、鑽頭體和鑽頭芯三部分構成。鑽杆為光圓柱杆，頂端與動力迴轉裝置相連，下端聯接在鑽頭體的根部，它的直徑小於鑽頭體的直徑。鑽杆可以是實芯杆或空芯杆，這要根據鑽杆所能承受的荷載而定。鑽頭體包括一個光圓柱和光圓柱下面的錐形體，錐形面上焊有雙線螺旋葉片，葉片的最下一層焊有切削土壤的刀齒；葉片的外徑與光圓柱的直徑相同；葉片的寬度自下而上逐漸減小，最後在光圓柱的下端葉片的寬度趨近於零。在鑽頭體中心有豎向通孔，通孔的上部呈多邊形構造，下部為圓形。圓形通孔的直徑小於上部多邊形通孔內切圓的直徑。這樣在兩種形狀的通孔接合處形成一個錐形漏鬥孔。鑽頭芯包括滑塊和定位尖。滑塊上部亦為多邊形構造，正好與鑽頭體多邊形豎向通孔相配合；下部為圓柱體，其直徑略小於鑽頭體圓形通孔的直徑。在該圓柱體的端頭設有周向螺紋，與鑽頭芯定位尖相連接。定位尖為菱形，其連接部位為螺旋孔，與滑塊的圓柱體連接後通過自重或鑽具的壓力可以伸縮。滑塊的上端平面設有一圈若干個直徑為2－5毫米的豎向通氣孔，其排列的圓圈直徑必須大於滑塊下部圓柱體的直徑，同時又要小於鑽頭體內錐形漏鬥孔的大口直徑。為了便於切削土壤、葉片上的刀齒按交錯形式排列，最外邊的刀齒外緣要超出葉片外緣2－5毫米。
根據土力學理論，在土壤中存在著孔隙，外力的擠壓可使土壤密實體積變小。用這種由鑽杆、鑽頭體和鑽頭芯組成的鑽具完全能夠達到不出土成孔的目的。用這種鑽具作業，通過鑽杆傳遞扭矩和壓力，鑽頭體的螺旋葉片會在刀齒和定位尖切削土壤的同時，利用旋轉力將土壤輸送上去，並由錐形面進行擠壓，最後由光圓柱強制性地擠壓入孔壁周圍的土層中。鑽具在鑽進擠密時空氣會順著鑽頭體的通孔經排氣孔排出，從而不會造成真空或孔壁縮徑現象。這種鑽具適用於在軟土、雜填土、砂土或砂質粘土的土層中作業。
以下將結合附圖對本實用新型的實施例作進一步說明。


圖1為螺旋擠密鑽具構造的示意圖。
圖2為鑽頭體構造側面剖視圖。
圖3為鑽頭體俯視圖。
圖4為鑽頭體內滑塊的側面剖視圖。
圖5為滑塊的俯視圖。
圖6為鑽頭體下端定位尖的側面剖視圖。
圖7為定位尖的俯視圖。
圖8為螺旋擠密鑽具工作示意圖。
該鑽具包括鑽杆、鑽頭體和鑽頭芯三個部分。鑽杆(1)直徑為26釐米，聯接在鑽頭體(2)的根部。鑽頭體(2)由光圓柱(2a)和下面的圓錐體(2b)及螺旋葉片(3)構成。光圓柱(2a)的外徑是29釐米，長度為8－10釐米。圓錐體(2b)的錐度為55～60度。鑽頭體(2)中心位置設有豎向通孔，孔的上部為正方形(2c)，下部是錐形漏鬥孔(2d)和圓形孔(2e)，圓孔(2e)的直徑小於正方形通孔(2c)的邊長。圓錐體(2b)的表面是雙線螺旋葉片(3)，其外緣直徑為29釐米，葉片的最下一層焊有6個刀齒(4)。鑽頭體(2)內的通孔裝有鑽頭芯滑塊(6)，滑塊(6)的上部是四邊形柱體(6a)，正好與鑽頭體(2)內的四邊形通孔(2c)相配合；滑塊(6)的下部為圓柱體(6b)，其端部表面帶有周向螺紋(6c)，用於與定位尖(5)的螺旋孔(5a)相連接，定位尖(5)為菱形塊。滑塊(6)的上部方形柱體(6a)上有一圈通氣孔(7)，可以排除成孔時產生的真空現象。通氣孔(7)的直徑為2～5毫米，其排列的圓圈直徑必須大於鑽頭芯滑塊(6)下部圓柱體(6b)的直徑，同時又要小於鑽頭體內錐形漏鬥孔(2d)的大口直徑。這樣氣體便可以順著豎向通孔的空隙穿過通氣孔(7)排出鑽頭體(2)外。為了便於切削土壤，設置在定位尖(5)兩側螺旋葉片(3)上的6個刀齒(4)在垂直方向伸出葉片5釐米並呈交錯式，最外邊刀齒的外緣在水平方向需超出螺旋葉片外徑2～5毫米。切削後的土壤由螺旋葉片(3)進行輸送並由鑽頭體(2)的錐形面進行擠壓，最後由光圓柱(2a)強制性地擠壓入孔壁的周圍土層中去，提高了孔壁周圍土層的密實度。
這層被擠密的土層與孔內的混凝土灌注樁合起來就構成一個複合式樁基。這個複合樁基在樁承受荷載時被擠密的土層和混凝土樁可以共同承受荷載，很顯然，這就提高了單樁的承載力。本實用新型所需的電動機功率較同等情況下長螺旋鑽機的功率大20～40％，具體增大數字視地質情況、給進速度、加壓大小等條件而定。
權利要求1.一種螺旋擠密鑽具，它包括鑽杆、鑽頭體和鑽頭芯三部分，其特點在於A.鑽杆(1)是光圓柱杆；B.鑽頭體(2)是由一段光滑圓柱(2a)和其下的圓錐體(2b)，所組成，光滑圓柱(2a)的直徑大於鑽杆(1)的直徑；在圓錐體(2b)的周邊焊有雙線螺旋葉片(3)，葉片(3)的最下一層焊有刀齒(4)；鑽頭體(2)的中心有豎向通孔(2c)，孔的上部是多邊形，下部是圓形，圓孔的直徑小於多邊形內切圓的直徑；C.鑽頭芯是由定位尖(5)和滑塊(6)構成，滑塊(6)的上部是多邊柱體(6a)，正好與鑽頭體(2)的多邊形豎孔相配合；滑塊(6)的下部是圓柱體(6b)，其直徑小於多邊柱體(6a)橫截面內切圓的直徑；圓柱體(6b)的下端有螺紋(6c)與定位尖(5)的螺紋孔(5a)相連接；定位尖(5)是一個菱形塊。
2.按照權利要求1的滑塊(6)和多邊柱體(6a)，其特點在於它有一圓圈若干個直徑2－5毫米的豎向通孔，該圓圈的直徑大於滑塊(6)下邊圓柱體(6b)的直徑而小於鑽頭體(2)內部錐形漏鬥孔(2d)的大口直徑。
3.按照權利要求1的雙線螺旋葉片(3)。其特點在於葉片(3)的外徑與鑽頭體(2)的光滑圓柱(2a)的外徑一致，而葉片(3)的寬度由下往上逐漸減小，到貼近光滑圓柱(2a)處，其寬度趨近於零。
4.按照權利要求1的刀齒(4)，其特點在於它位於定位尖(5)的兩端並交錯排列，最外的刀齒的外緣要在螺旋葉片(3)的外緣之外2－5毫米。
專利摘要本實用新型為基礎樁施工中不出土的擠密成孔鑽具，由鑽杆、鑽頭體和鑽頭芯所組成。鑽杆為光圓杆件。鑽頭體的錐形面上焊有雙線螺旋葉片。鑽頭芯嵌裝在鑽頭體的緊孔內，鑽頭芯的下部是定位尖。利用土壤可壓縮性原理，將切削下來的土，由螺旋葉片送到鑽頭體的光滑圓柱面，把土強制性擠壓到孔壁四周的土層中去，提高其密實度。這層擠密的土與混凝土灌注樁一起形成一個複合樁基，從而既解決了樁成孔而不出土的問題又提高了單樁的承載力。
文檔編號E21B3/00GK2059935SQ89215780
公開日1990年8月1日 申請日期1989年9月5日 優先權日1989年9月5日
發明者朱培麗 申請人:北京市建築工程研究所