[发明专利]一种搅拌桩的短螺旋钻头和带有短螺旋钻头的组合式钻具

说明书

本发明涉及地下施工机械设备技术领域，一种搅拌桩的短螺旋钻头和带有短螺旋钻头的组合式钻具，组合式钻具包括顶端接头、中心轴、框架结构以及上述的短螺旋钻头，所述顶端接头与中心轴相连接；所述中心轴由外向内依次包括外管、内管和中心管，三管之间形成多条材料输送通道；所述框架结构呈单层或双层连接在中心轴上，并设置多层横向搅拌翼板；所述短螺旋钻头的顶端连接在中心轴底端；所述短螺旋钻头包括钻头主杆、第一喷注口、短螺旋叶片和钻尖；组合式钻具的内外管在双动力头的顺时针和逆时针扭矩作用下可进行互为相反的旋转，能够实现相邻横向搅拌翼板的交错剪切搅拌，以及短螺旋钻头的螺旋自攻钻掘和反压技术的挤密增强效果。

技术领域

本发明涉及地下施工机械设备技术领域，尤其涉及一种搅拌桩的短螺旋钻头和带有短螺旋钻头的组合式钻具。

背景技术

基于单向旋转搅拌的深层搅拌桩技术由欧洲日本引入我国后，于上世纪中后期开始广泛应用于土木建筑工程领域。深层搅拌桩工程技术采用单轴或多轴搅拌钻机将水泥等固化材料输入地下，通过与土体进行搅拌混合，使固化材料与土体之间产生一系列的物理与化学反应，生成强度高，水稳性好，防渗性能强的桩体、墙体、块体。从而有效解决了复合地基承载力、搅拌桩承载力、劲芯复合桩承载力、SMW工法桩承载力、隔水墙抗渗力以及污染土、有毒物质填埋场的封隔墙与封隔层等实际工程问题。

现有深层搅拌桩工程技术，采用现有单向旋转搅拌和双向搅拌的施工钻头与工艺时，通常无法钻掘搅拌较硬的全风化、强风化、密实砂土及硬塑黏土地层，而采用现有单向旋转搅拌的施工钻头与工艺时，土体往往搅拌不均匀、在黏性土体中施工时易产生糊钻抱钻、固化土整体强度低的工程质量与安全问题。

发明内容

本发明所要解决的是针对现有单向旋转搅拌和双向搅拌的施工钻头与工艺无法钻掘搅拌较硬的全风化、强风化、密实砂土及硬塑黏土地层的难题，以及土体搅拌不均匀、在黏性土体中施工时易产生糊钻抱钻、固化土整体强度低的技术问题，提供了一种提升钻掘搅拌能力、提高搅拌效果，以及适用于硬土地基及大直径、大深度搅拌桩施工的短螺旋钻头和组合式钻具。

为本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种搅拌桩的短螺旋钻头，包括钻头主杆、第一喷注口、短螺旋叶片和钻尖；所述钻头主杆的内部设置有用于注射材料的注射通道；所述第一喷注口设置在钻头主杆底部，且第一喷注口与注射通道的出料端连通；所述短螺旋叶片设置在钻头主杆的外壁上；短螺旋叶片的上端设置有多个间隔排列的板齿；短螺旋叶片的下端设置有多个间隔排列的截齿；所述钻尖连接在钻头主杆的底部。应用短螺旋钻头能够钻掘搅拌较硬的全风化、强风化、密实砂土及硬塑黏土地层；利用螺旋钻强大的自攻能力可以解决传统的单向搅拌钻具和现有的双向搅拌钻具无法在硬土地层中实施大直径、大深度的搅拌桩施工的技术难题。

作为优选，所述短螺旋叶片的旋转扩展角度范围为0°～1800°，形成一圈至五圈的连续螺旋叶片；连续螺旋叶片的直径为等直径式或变直径式，且连续螺旋叶片的螺距为等螺距式或不等螺距式。通过变化不同的形式能够达到不同的钻掘搅拌效果。

作为优选，所述短螺旋叶片中的上下相邻的连续螺旋叶片之间设置有多根间隔排列的剪切板。通过剪切板能够进一步提升切土搅拌能力。

作为优选，所述短螺旋叶片由多个非连续螺旋叶片组成；多个所述非连续螺旋叶片纵向间隔设置在钻头主杆的外壁上；多个所述截齿设置在位于底部的非连续螺旋叶片的底端。采用非连续、分段式的非连续螺旋叶片便于进一步提升搅拌能力和破土能力。

作为优选，所述板齿设置在短螺旋叶片顶部的弧形终止边缘，且板齿的角度与短螺旋叶片顶部的弧形终止边缘的角度相近；所述截齿设置在短螺旋叶片底部的弧形起始边缘，且截齿的角度为15°～35°。通过板齿和截齿能够进一步提升搅拌能力和破土能力。