一種長螺旋鉆機變徑鉆頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型長螺旋鉆機變徑鉆頭，主要用于土木工程領域長螺旋粧及其咬合粧墻的施工。
【背景技術】
[0002]在基坑工程中咬合粧墻止水帷幕相比地下連續墻工藝具有經濟性好和地層適應性強等特點，工程中應用日益廣泛，但存在粧位偏差、粧身垂直度和咬合能力等方面的限制。咬合粧施工對成粧機械的要求很高，通常二序粧都采用全回轉鉆機、帶外套筒的旋挖粧基等大型粧基施工設備，施工設備的高要求也在一定程度上限制了咬合粧墻的應用。長螺旋粧相比于泥漿護壁灌注粧等工法，具有快捷、環保、經濟等特點，已廣泛應用于各種基坑支護工程和粧基工程中。但受其技術及設備所限，粧身垂直度控制及粧位控制較差，用于咬合粧墻會嚴重影響止水帷幕的效果，造成帷幕漏水等安全隱患。為了更好地發揮長螺旋成粧和咬合粧墻的優勢，需要解決長螺旋施工粧身垂直度控制和粧位控制的問題。

【發明內容】

[0003]為了解決粧身垂直度和粧位控制問題，本發明提供了一種在引孔后有效改善長螺旋攪拌粧粧身垂直度，解決粧位偏差問題的長螺旋鉆機變徑鉆頭。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種長螺旋鉆機變徑鉆頭，包括鉆頭本體，所述鉆頭底端設有鉆頭尖端1，鉆頭尖端I設有主切削刀具2，中部為長筒鉆芯，鉆頭頂端設有起軸向定位作用的唇形定位環7，唇形定位環7兩側設有與長螺旋鉆桿10固定連接用的一對固定耳8，固定耳8上裝配固定螺絲9，長筒鉆芯以鉆芯中心為界，分為切削段鉆芯5和引導段鉆芯6，長筒鉆芯設有螺旋葉片3，螺旋葉片3前端開有切削刃4，引導段鉆芯6的螺旋葉片3為非變徑螺旋葉片，切削段鉆芯5的螺旋葉片3為變徑螺旋葉片。
[0005]所述鉆頭頂端的固定耳8通過固定螺絲9與長螺旋鉆桿10的固定槽相連。主切削刀具2上端通過兩側固定螺絲9與引導段鉆芯6相連。
[0006]所述長筒鉆芯的長度為3m，直徑與長螺旋鉆桿10相同。
[0007]所述變徑螺旋葉片的頂部葉片直徑與長螺旋鉆桿10的螺旋葉片相同，直徑為800-1200mm，底部葉片與非變徑螺旋葉片的直徑相同，直徑為200-600mm。變徑螺旋葉片的螺紋走向與長螺旋鉆桿10的螺旋葉片、非變徑螺旋葉片一致，直徑向下逐漸均勻變小。變徑螺旋葉片采用3-15mm的加厚螺旋葉片，并且表面設有規則截齒11。
[0008]在引孔后，使鉆頭對準預制引孔，卸下用于固定鉆頭尖端I與引導段鉆芯6連接處的一側固定螺絲9，長螺旋鉆機下鉆的過程中，鉆頭尖端I與引導段鉆芯6首先進入引孔，由于引孔內淤泥相對于周圍土體偏軟，鉆頭尖端與引導段鉆芯在周圍土體反力約束的情況下更易于沿預制引孔下鉆，從而保證鉆頭下鉆的過程中的垂直度。當打入預定深度時，向上提長螺旋鉆桿10，由于一側固定螺絲9被卸下，鉆頭尖端I在重力的作用下，向另一側轉動，打開長螺旋中空流道，使混凝土等填充物可以通過中空流道落入鉆孔在上提的過程中一次澆注成粧。
[0009]在鉆進過程中，當鉆頭遇到預制引孔兩側攪拌粧身混凝土時，切削段鉆芯5的螺旋葉片3上的截齒11會在較大扭矩作用下將粧身打散，接著在螺紋葉片前端的切削刃的二次沖擊作用下，將較大的混凝土繼續打碎，打碎的混凝土物塊等隨著鉆芯周圍螺紋繼續上升，并進一步擠壓剪切破壞，最后通過長螺旋鉆桿10的螺旋槽排出。
[0010]本發明可以在預引孔后利用鉆頭特點，使長螺旋鉆桿頂端受鉆機約束，鉆頭尖端及引導段，鉆芯受土體約束，上下兩端同時受力約束，可有效保證長螺旋成孔的垂直度，解決粧位偏差大的問題；由于上提過程中鉆頭尖端轉動，打開長螺旋鉆機中空通道，便于添加混凝土等填充物，實現了長螺旋鉆桿打粧、澆注一體化施工，節約了工作時間，保證了成粧質量。此外，切削段的螺旋葉片均勻變徑，有利于鉆進過程和螺旋槽排物的平順性。
【附圖說明】
[0011]圖1是長螺旋鉆機變徑鉆頭結構示意圖；圖2是長螺旋鉆機變徑鉆頭變徑段鉆芯剖面圖；
[0012]附圖編號名稱:1、鉆頭尖端，2、主切削刀具，3、螺旋葉片，4、切削刃，5、切削段鉆芯，6、引導段鉆芯，7、唇形定位環，8、固定耳，9、固定螺絲，10、長螺旋鉆桿，11、截齒。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
[0014]如圖1所示，鉆頭頂部設有起軸向定位功能的唇形定位環7，唇形定位環7兩側設有與長螺旋鉆桿10固定連接用的一對固定耳8，固定耳8上設有固定螺絲9 ;鉆芯分切削段鉆芯5和引導段鉆芯6，鉆芯上設置螺旋葉片3，螺旋葉片3前端均有切削刃4 ;切削段鉆芯5的螺旋葉片3上設有截齒11，鉆頭底端有鉆頭尖端1，鉆頭尖端I設有主切削刀具2。
[0015]在引孔后，使鉆頭對準預制引孔，卸下用于固定鉆頭尖端I與引導段鉆芯6連接處的一側固定螺絲9，鉆機下鉆的過程中，鉆頭尖端I與引導段鉆芯6首先進入預制引孔，由于引孔內淤泥相對于周圍土體偏軟，引導段鉆芯6在周圍土體反力約束的情況下更易于沿引孔下鉆，有效保證了鉆頭在鉆進過程中的垂直度。當打入預定深度時，向上提長螺旋鉆桿10，由于卸下了一側固定螺絲9，使得鉆頭尖端I在重力的作用下，向另一側轉動，從而打開了長螺旋中空流道，使混凝土等填充物可以通過中空流道落入鉆孔，從而在上提的過程中達到成粧效果。
[0016]在鉆進過程中，當鉆頭遇到預制引孔兩側攪拌粧身混凝土時，截齒11會在較大扭矩作用下將粧身打散，接著在螺紋葉片3前端的切削刃4的二次沖擊作用下，將較大的混凝土繼續打碎，打碎的混凝土塊隨著螺旋葉片3繼續上升并進一步擠壓剪切，最后通過長螺旋鉆桿10的螺旋槽排出。
【主權項】
1.一種長螺旋鉆機變徑鉆頭，包括鉆頭本體，所述鉆頭底端設有鉆頭尖端(I)，鉆頭尖端(I)設有主切削刀具(2)，中部為長筒鉆芯(5、6)，其特征在于:鉆頭頂端設有起軸向定位作用的唇形定位環(7)，唇形定位環(7)兩側設有與長螺旋鉆桿(10)固定連接用的一對固定耳(8)，固定耳⑶上裝配固定螺絲(9)，長筒鉆芯(5、6)分為切削段鉆芯(5)和引導段鉆芯(6)，長筒鉆芯(5、6)設有螺旋葉片(3)，螺旋葉片(3)前端開有切削刃(4)，引導段鉆芯(6)的螺旋葉片(3)為非變徑螺旋葉片，切削段鉆芯(5)的螺旋葉片(3)為變徑螺旋葉片。
2.根據權利要求1所述的長螺旋鉆機變徑鉆頭，其特征在于，鉆頭頂端的固定耳(8)通過固定螺絲(9)與長螺旋鉆桿(10)的固定槽相連。
3.根據權利要求1所述的長螺旋鉆機變徑鉆頭，其特征在于，所述長筒鉆芯(5、6)的長度為3m，直徑與長螺旋鉆桿(10)相同。
4.根據權利要求1所述的長螺旋鉆機變徑鉆頭，其特征在于，變徑螺旋葉片的頂部葉片直徑與長螺旋鉆桿(10)的螺旋葉片相同，底部葉片與非變徑螺旋葉片的直徑相同。
5.根據權利要求4所述的長螺旋鉆機變徑鉆頭，其特征在于，變徑螺旋葉片的螺紋走向與長螺旋鉆桿(10)的螺旋葉片、非變徑螺旋葉片一致，直徑向下逐漸均勻變小。
6.根據權利要求5所述的長螺旋鉆機變徑鉆頭，其特征在于，變徑螺旋葉片的頂部葉片直徑為800-1200mm，底部葉片直徑為200-600mm。
7.根據權利要求4所述的長螺旋鉆機變徑鉆頭，其特征在于，變徑螺旋葉片采用3-15mm的加厚螺旋葉片。
8.根據權利要求7所述的長螺旋鉆機變徑鉆頭，其特征在于，變徑螺旋葉片的表面設有截齒(11)。
9.根據權利要求1所述的長螺旋鉆機變徑鉆頭，其特征在于，主切削刀具(2)上端通過兩側固定螺絲(9)與引導段鉆芯(6)相連。
【專利摘要】一種長螺旋鉆機變徑鉆頭，其鉆頭頂端設置具有軸向定位作用并且與長螺旋鉆機中空流道相連接的唇形定位環，長螺旋鉆桿通過唇形定位環兩側固定耳和螺絲相連，鉆芯中部以上為變徑切削段鉆芯，其螺旋葉片向上逐漸變大，中部以下為葉片直徑不變的引導段鉆芯；鉆芯上設有螺旋葉片，螺旋葉片前端均有切削刃，切削段螺旋葉片下設截齒，鉆頭底端設有鉆頭尖端，尖端含主切削刀具，切削刀具頂端通過其兩側唇形定位器及固定螺絲與鉆芯相連。本發明特別適用于預制引孔后的咬合樁止水帷幕施工和其他帶有預引孔的長螺旋樁施工，有效解決了長螺旋施工中樁身垂直度及樁位偏差較大的問題。
【IPC分類】E21B10-43, E21B17-22
【公開號】CN104533297
【申請號】CN201510016654
【發明人】武思宇, 王立建, 吳劍波, 李建平, 揚卓
【申請人】北京中巖大地工程技術有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月14日