[实用新型]复合式变截面桩成孔器

说明书

本实用新型涉及一种建筑基础施工变截面桩的成孔装置。

泥浆护壁钻孔灌注摩擦桩的承载力与桩身的几何形状密切相关。变截面桩较等截面桩在其桩身体积相同的情况下，可以承受更大的荷载。因此解决变截面桩的施工问题——主要是成孔问题，是提高桩基承载力，节约建筑材料的重要途径之一。

目前施工变截面桩的成孔装置有二类：

1.桩底扩孔装置。该装置只解决了桩底扩大，而桩身仍为等截面。

2.桩身扩孔装置。现有的此类装置均为液压传动，其缺陷是：钻孔和扩孔分开，要起下二次钻具，增加了作业时间；液压传动结构复杂，增加了施工成本。

本实用新型的目的就是提供一种机械传动、钻扩合一的变截面桩成孔装置——复合式变截面桩成孔器。

以下将结合附图对本实用新型做详细描述。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是钻头结构示意图。

图3是变截面桩桩孔剖面图。

参照图1，(1)为外管，上端用法兰与钻杆相连。(2)为导正环，(6)为开于外管的“L”形键槽，上段为窄键槽，下段为宽键槽，键槽的数目为一个至四个(图中为三个)。内管(8)插入外管内并可以转动及伸缩。(3)为密封圈，防止泥砂进入内、外管间隙中。(7)为安装在内管上的方头导向平键，该键可以在宽键槽内左右移动，在窄键槽内上下移动，键的数目同键槽。内、外管通过键连接传递扭矩以带动内管下端用法兰连接的钻头(11)回转。外管固定有上支座(4)，钻头固定有下支座(14)，二支座又分别铰接上刀杆(5)和下刀杆(13)，刀杆外侧镶焊有刀片(9)，其镶焊方向为钻杆顺时针回转时切削土层。铰链(10)将二刀杆相连，使外管、内管、上刀杆、下刀杆组成连杆机构，其中上刀杆和下刀杆即为扩孔切削具。基孔钻进切削具为钻头固定翼片(12)。(15)为超前两翼小钻头。图中双点划线为上、下刀杆张开后的极端位置。

参照图2，(16)为钻头短管，在其上间隔120°焊接三个固定翼片(12)，固定翼片下缘镶焊有刀片(17)，其镶焊方向也为钻杆顺时针回转时切削土层，在三个固定翼片之间分布有三个下支座(14)，它焊于短管的最下部。每个支座铰接一个下刀杆(13)，其长度不大于固定翼片下缘的长度。这样当下刀杆张开时，就能够吻合于固定翼片所钻出的圆锥形孔底并在此基础上进行扩孔。图中双点划线所画的下刀杆为其张开后的极端位置。(15)为超前两翼小钻头。

参照图3，(18)为钻机转盘，(19)为钻杆。

操作时，用法兰连接钻杆将本实用新型下入导孔孔底，然后将钻杆提起相当于一个窄键槽长度的高度，启动转盘顺时针回转，键被置于图1中宽键槽位置，即可加压钻进。此时扩孔刀杆已收拢，钻杆扭矩和钻压就通过键传递给钻头上的固定翼片使其切削土层进行基孔钻进。当钻至需要扩孔的的深度时，停止转盘回转，再反转钻杆一个很小的角度，使窄键槽与键对正，外管即在钻杆重量作用下而下移，迫使扩孔刀杆张开。当键完全进入到窄键槽后，下刀杆就触到了孔底，然后开动转盘顺时针回转。此时，钻压分力主要是使扩孔刀杆切入土层，钻头固定翼片的轴向压力则变得很小，因此基孔钻进停止，而由扩孔刀杆向外、向下切削土层进行扩孔。当下刀杆张开到极端位置，由于其回转半径大于固定翼片的回转半径，这样就在孔内扩出一个平截圆锥体。扩孔结束后，只要稍许提升钻杆使键回到宽键槽段，扩孔刀杆收拢，又可进行基孔钻进。反复钻进和扩孔，就施工出如图3所示的变截面桩桩孔。在桩孔内灌注混凝土后，桩身就附有多个圆锥体，因而就增加了桩的垂直和水平承载力及抗拔力，提高了桩的稳定性。而在要求桩的承载力不变的情况下，使用本装置施工变截面桩，就可以在设计时改小桩径，节约建筑材料。

本实用新型将钻孔和扩孔的切削具复合于一套装置上，而且钻孔和扩孔工况能够很清楚地在机上余尺的变化中显现出来。因此本实用新型具有结构简单、操作方便的优点。

本实用新型可以使用正循环及泵吸、气举反循环工艺。