分段式液壓擴底鑽鬥的製作方法
2023-05-26 10:56:36 1
專利名稱：分段式液壓擴底鑽鬥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鑽具技術，特別是涉及一種分段式液壓擴底鑽鬥的技術。
背景技術：
豎向抗壓和抗拔承載能力是樁基礎的重要工程性能指標。採用樁底擴徑方法，可使相同樁徑的工程樁具有更高的豎向抗壓和抗拔承載能力，即在減少挖掘量、減少使用穩定液、減小樁直徑、節約建築材料的前提下，可構築具有較高承載力的樁基礎，既具備環保價值又具有較高的經濟價值。因此，採用底部擴徑的樁基礎，已成為地下工程樁基礎設計、 施工的必然發展方向。目前，在採用旋挖工藝的擴底樁孔施工中所使用的鑽具都是外力加壓擴張式鑽具或自擴張式鑽具，這兩種鑽具在鑽設樁孔時都是一次性擴張旋挖成形的，這兩種鑽具的缺陷在於1)鑽具擴張力較大，且由於一次擴底，擴底部位較大，對土體的擾動亦較大，使得樁孔孔壁穩定性較差；2)樁孔孔壁成形質量不易保證，尤其是外力加壓擴張式鑽具，在外力消失後，鑽具不易回縮，因而很難從成形的樁孔中提出，容易破壞已成形的孔壁，還極易引發施工事故；另外，這兩種鑽具在擴底樁孔施工中所產生的樁底殘留土都需要採用清渣泵另行吸取清除，不僅增加了施工複雜性，而且增加了時間，降低了施工效率。
實用新型內容針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種所鑽設的樁孔孔壁穩定性高，且施工時間短，施工效率高的分段式液壓擴底鑽鬥。為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種分段式液壓擴底鑽鬥，其特徵在於包括筒體、上擴油缸、下擴油缸、上擴杆、上連杆、下擴體、下連杆；所述筒體為直筒，其內腔中同軸固定有一直線形中心導杆，在中心導杆上同軸套設有上下各一個沿其軸線滑動的滑座，位於上方的滑座為上滑座，位於下方的滑座為下滑座；所述上擴油缸及下擴油缸各有兩個，兩個上擴油缸軸對稱安裝在筒體內腔的上部，兩個下擴油缸軸對稱安裝在筒體內腔的下部，兩個上擴油缸與兩個下擴油缸的活塞杆相互錯開且運動方向均平行於筒體的軸線，兩個上擴油缸的活塞杆均與上滑座鉸接，兩個下擴油缸的活塞杆均與下滑座鉸接；所述上擴杆有兩根且均為直杆，分別軸對稱安裝在筒體兩側，兩根上擴杆的上端均與筒體樞接，且兩根上擴杆的樞轉軸線均垂直於筒體的軸線，每根上擴杆的外側杆面上均沿軸向設有多個切削齒；所述上連杆有兩根，每根上連杆對應一根上擴杆，每根上連杆的一端與上滑座樞接，另一端與對應上擴杆的下部樞接，且每根上連杆相對上滑座及對應上擴杆樞轉的樞轉軸線均平行於上擴杆相對筒體樞轉的樞轉軸線；所述下擴體有兩個且均為向外凸出的柱面板，分別軸對稱安裝在筒體兩側且位於上擴杆下方，每個下擴體的柱面弧心軸線均平行於筒體的軸線，每個下擴體均與筒體單邊鉸接，且其鉸接邊平行於其柱面弧心軸線，其鉸接邊的對側邊設有多個切削齒；所述下連杆有兩根，每根下連杆對應一個下擴體，每根下連杆的一端與下滑座樞接，另一端與對應下擴體的內柱面樞接，且每根下連杆相對下滑座及對應下擴體的樞轉軸線均垂直於筒體的軸線；所述筒體的頂端固定有用於連接外部鑽杆的方接，其底端設有轉動的擎板，並設有用於擎板轉動限位的清底限位件，所述擎板的轉動軸線平行於筒體的軸線，在擎板上固定有封住筒體底端開口且能隨其轉動至使筒體底端開口開放的清底翼，所述清底翼的下邊沿設有切削齒。本實用新型提供的分段式液壓擴底鑽鬥，筒體上部設有圍繞樁孔軸線旋轉從下向上逐步打開的一組帶切削齒的上擴杆，而筒體下部設有圍繞樁孔軸線旋轉打開一組帶切削齒的下擴體，對稱布置的兩個上擴杆和兩個下擴體的伸縮動作由上擴油缸和下擴油缸分別控制，最大展寬擴徑可達到原樁徑的二倍，上部兩個上擴杆的擴展實現上部土體擴徑切割， 下部兩個下擴體的擴展實現下部土體擴徑切割，由於分二次擴徑，消耗的擴張推力較小，對樁孔的擾動較小，因而擴徑樁孔不易坍塌，所鑽設的樁孔孔壁穩定性高，且筒體底端的活動清底翼能清除擴徑留土和孔底淤泥，擴底、清底能在同一鑽鬥上同時實現，節省了擴孔後再次清底的工序，能縮短施工時間，提高施工效率。
圖1是本實用新型實施例的分段式液壓擴底鑽鬥的主視剖切圖；圖2是本實用新型實施例的分段式液壓擴底鑽鬥沿圖1中的A-A線剖切後的俯視圖；圖3是本實用新型實施例的分段式液壓擴底鑽鬥進行擴底樁上段擴徑切削的施工狀態示意圖；圖4是本實用新型實施例的分段式液壓擴底鑽鬥進行擴底樁下段擴徑切削的施工狀態示意圖；圖5是本實用新型實施例的分段式液壓擴底鑽鬥擴底施工完成後的狀態示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例並不用於限制本實用新型，凡是採用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護範圍。如圖1-圖2所示，本實用新型實施例所提供的一種分段式液壓擴底鑽鬥，其特徵在於包括筒體2、上擴油缸3、下擴油缸6、上擴杆4、上連杆10、下擴體12、下連杆7 ；所述筒體2為直筒，其內腔中同軸固定有一直線形中心導杆17，在中心導杆17上同軸套設有上下各一個沿其軸線滑動的滑座，位於上方的滑座為上滑座5，位於下方的滑座為下滑座11 ；所述上擴油缸3及下擴油缸6各有兩個，兩個上擴油缸3軸對稱安裝在筒體2內腔的上部，兩個下擴油缸6軸對稱安裝在筒體2內腔的下部，兩個上擴油缸3與兩個下擴油缸6的活塞杆相互錯開且運動方向均平行於筒體2的軸線，兩個上擴油缸3的活塞杆均與上滑座5鉸接，兩個下擴油缸6的活塞杆均與下滑座11鉸接；所述上擴杆4有兩根且均為直杆，分別軸對稱安裝在筒體2兩側，兩根上擴杆4的上端均與筒體樞接，且兩根上擴杆4的樞轉軸線均垂直於筒體2的軸線，每根上擴杆4的外側杆面上均沿軸向設有多個切削齒14 ；所述上連杆10有兩根，每根上連杆10對應一根上擴杆4，每根上連杆10的一端與上滑座5樞接，另一端與對應上擴杆4的下部樞接，且每根上連杆10相對上滑座5及對應上擴杆4樞轉的樞轉軸線均平行於上擴杆4相對筒體樞轉的樞轉軸線；所述下擴體12有兩個且均為向外凸出的柱面板，分別軸對稱安裝在筒體2兩側且位於上擴杆4下方，每個下擴體12的柱面弧心軸線均平行於筒體2的軸線，每個下擴體12 均與筒體2單邊鉸接，且其鉸接邊平行於其柱面弧心軸線，其鉸接邊的對側邊設有多個切削齒14 ；所述下連杆7有兩根，每根下連杆7對應一個下擴體12，每根下連杆7的一端與下滑座11樞接，另一端與對應下擴體12的內柱面樞接，且每根下連杆7相對下滑座11及對應下擴體12的樞轉軸線均垂直於筒體的軸線；所述筒體2的頂端固定有用於連接外部鑽杆的方接1，其底端設有轉動的擎板， 並設有用於擎板轉動限位的清底限位件(圖中未示)，所述擎板的轉動軸線平行於筒體的軸線，在擎板上固定有封住筒體底端開口且能隨其轉動至使筒體底端開口開放的清底翼8，所述清底翼8的下邊沿設有切削齒14。本實用新型實施例使用時，需先通過方接連接到外部旋轉設備的鑽杆。如圖5所示，本實用新型實施例在進行擴底施工前，兩根上擴杆及兩個下擴體12 均處於與筒體貼合的收攏狀態。如圖3所示，本實用新型實施例進行擴底樁上段的擴徑切削施工時，上擴油缸3的活塞杆沿筒體2的軸線方向運動，帶動上滑座5在中心導杆17上向下滑動，推動上連杆10 將上擴杆4下部向外撐出，上擴杆4繞上擴杆轉軸9轉動，筒體在與方接1相接的鑽杆帶動下旋轉，使上擴杆4的切削齒14實現擴底樁上段的擴徑切削，擴底樁上段的擴徑切削施工完畢後，上擴油缸3的活塞杆沿筒體2的軸線方向運動，帶動上滑座5在中心導杆17上向上滑動，拉動上連杆10將上擴杆4下部向內收攏回復至與筒體貼合的收攏狀態。如圖4所示，本實用新型實施例進行擴底樁下段的擴徑切削施工時，下擴油缸6的活塞杆沿筒體2的軸線方向運動，帶動下滑座11在中心導杆17上向下滑動，通過下連杆7 推動下擴體12向外樞轉，使下擴體12向外撐開，筒體在與方接1相接的鑽杆帶動下旋轉， 使下擴體12的切削齒14實現擴底樁下段的擴徑切削，擴底樁下段的擴徑切削施工完畢後， 下擴油缸6的活塞杆沿筒體2的軸線方向運動，帶動下滑座11在中心導杆17上向上滑動， 通過下連杆7拉動下擴體12向內樞轉，使下擴體12向內收攏回復至與筒體貼合的收攏狀態。如圖5所示，本實用新型實施例在擴底施工完成後，可打開活動清底翼8清除擴徑留土和孔底淤泥，清除方法如下利用與方接1相接的鑽杆帶動筒體旋轉，筒體底端的擎板在孔底阻礙下先沿筒體旋轉方向的反方向相對筒體轉動，從而帶動清底翼8轉動至使筒體底端開口開放，擎板相對筒體轉動一定角度後被清底限位件限位不再相對筒體轉動，此時擎板即帶動清底翼8隨筒體一起轉動，清底翼8下邊沿的切削齒14隨之將擴徑留土和孔底淤泥從筒體底端開口收入筒體內腔中，然後鑽杆帶動筒體反向旋轉，筒體底端的擎板在孔底阻礙下沿筒體旋轉方向的反方向相對筒體轉動，從而帶動清底翼8轉動至將筒體底端開口封閉，已收集到筒體內的擴徑留土和孔底淤泥即被保存在筒體內腔中。
權利要求1. 一種分段式液壓擴底鑽鬥，其特徵在於包括筒體、上擴油缸、下擴油缸、上擴杆、上連杆、下擴體、下連杆；所述筒體為直筒，其內腔中同軸固定有一直線形中心導杆，在中心導杆上同軸套設有上下各一個沿其軸線滑動的滑座，位於上方的滑座為上滑座，位於下方的滑座為下滑座；所述上擴油缸及下擴油缸各有兩個，兩個上擴油缸軸對稱安裝在筒體內腔的上部，兩個下擴油缸軸對稱安裝在筒體內腔的下部，兩個上擴油缸與兩個下擴油缸的活塞杆相互錯開且運動方向均平行於筒體的軸線，兩個上擴油缸的活塞杆均與上滑座鉸接，兩個下擴油缸的活塞杆均與下滑座鉸接；所述上擴杆有兩根且均為直杆，分別軸對稱安裝在筒體兩側，兩根上擴杆的上端均與筒體樞接，且兩根上擴杆的樞轉軸線均垂直於筒體的軸線，每根上擴杆的外側杆面上均沿軸向設有多個切削齒；所述上連杆有兩根，每根上連杆對應一根上擴杆，每根上連杆的一端與上滑座樞接，另一端與對應上擴杆的下部樞接，且每根上連杆相對上滑座及對應上擴杆樞轉的樞轉軸線均平行於上擴杆相對筒體樞轉的樞轉軸線；所述下擴體有兩個且均為向外凸出的柱面板，分別軸對稱安裝在筒體兩側且位於上擴杆下方，每個下擴體的柱面弧心軸線均平行於筒體的軸線，每個下擴體均與筒體單邊鉸接， 且其鉸接邊平行於其柱面弧心軸線，其鉸接邊的對側邊設有多個切削齒；所述下連杆有兩根，每根下連杆對應一個下擴體，每根下連杆的一端與下滑座樞接，另一端與對應下擴體的內柱面樞接，且每根下連杆相對下滑座及對應下擴體的樞轉軸線均垂直於筒體的軸線；所述筒體的頂端固定有用於連接外部鑽杆的方接，其底端設有轉動的擎板，並設有用於擎板轉動限位的清底限位件，所述擎板的轉動軸線平行於筒體的軸線，在擎板上固定有封住筒體底端開口且能隨其轉動至使筒體底端開口開放的清底翼，所述清底翼的下邊沿設有切削齒。
專利摘要一種分段式液壓擴底鑽鬥，涉及鑽具技術領域，所解決的是提高孔壁穩定性及施工效率的技術問題。該鑽鬥包括筒體，及對稱安裝在筒體兩側的兩個上擴杆、兩個下擴體，安裝在筒體內的分別用於驅動上擴杆及下擴體展開的上擴油缸、下擴油缸；兩根上擴杆為直杆，兩個下擴體是向外凸出的柱面板，兩根上擴杆位於兩個下擴體上方，兩根上擴杆的外側杆面及兩個下擴體的外側邊均設有多個切削齒；所述筒體的頂端固定有用於連接外部鑽杆的方接，其底端設有活動的清底翼，所述清底翼的下邊沿設有切削齒。本實用新型提供的鑽鬥，適用於樁孔擴底施工。
文檔編號E21B10/26GK202157750SQ201120256080
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月20日 優先權日2011年7月20日
發明者喬華山, 方兆昌, 李淑海 申請人:上海廣聯建設發展有限公司