CN115341855A - 一种用于旋挖桩机施工的钻头及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于旋挖桩机施工的钻头及其施工方法；包括钻头本体，钻头本体的侧壁对称布设有多个用于切割桩孔壁的刀片；所述钻头本体的底部边缘布设有多个底座，底座上可拆卸连接有刀头；本发明结构简单，设计巧妙，传统的旋挖钻头刀片通常为一次性不可更换刀头，是将整个刀头与旋挖钻头进行焊接，给施工效率的提高带来了严重的阻碍；本发明可通过底座与刀片进行螺旋紧固的方式，随时可以更换刀头。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种用于旋挖桩机施工的钻头及其施工方法。
背景技术
随着现代施工技术的不断发展，绿色施工及环境保护要求的提高，对建筑施工的粉尘、噪音提出了更高的要求。旋挖钻机成孔是桩基础施工领域主流方式，也是未来的发展方向。因此随着基础工程质量的不断提高，旋挖钻机桩基础施工入岩深度不断增加，传统的钻头主要通过桩机***驱动钻杆与钻头进行挖掘。由于挖掘的深度加深，岩层的硬度不断加，硬质合金截齿与硬质合金牙轮作为易损件，遇到比较坚硬的岩石，磨损很快，入岩速度很慢，给挖掘工作带来很大的困难，存在施工效率低，燃油排放高等问题。同时端承桩主要通过入岩深度来保证桩身承载力，因此会加大入岩深度。
现有钻头及施工工艺以下缺点：第一：传统旋挖钻头在钻进时，存在施工效率低，燃油排放高等问题。第二：统旋挖钻头无法对坚硬的岩石进行钻进，会加快钻头的磨损。第三：不考虑土层表面的状态，只需达到不塌孔的标准即可。
针对上述技术问题，故需要进行改进。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于旋挖桩机施工的钻头及其施工方法。可以在硬度大于的硬质岩土层中钻进，确保桩身的入岩深度。钻头的主要材料来自商业材料，且该材料在市面流通性较强。其次通过改进施工工艺，增加咬合力，提供向下承载力或向上的抗拔力。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于旋挖桩机施工的钻头，包括钻头本体，钻头本体的侧壁对称布设有多个用于切割桩孔壁的刀片；所述钻头本体的底部边缘布设有多个底座，底座上可拆卸连接有刀头。
作为本发明的一种优选方案，多个底座呈环形周向等距布设在钻头本体上。
作为本发明的一种优选方案，所述钻头本体与底座固定连接，一体成型。
作为本发明的一种优选方案，所述刀片设置有四组，等距布设于钻头本体的侧壁上。
作为本发明的一种优选方案，所述刀片的长度为钻头本体外径的1/4。
作为本发明的一种优选方案，所述钻头本体顶部中心固设有钢板固定件，钢板固定件与钻头本体连接处固设有多个加强板。
作为本发明的一种优选方案，所述加强板设置有4块，沿着钻头本体顶部周向等距布设。
作为本发明的一种优选方案，所述刀头呈锥形结构。
作为本发明的一种优选方案，所述刀头的顶部为圆弧形结构。
作为本发明的一种优选方案，所述底座下部设置螺旋丝头，刀头与底座的螺旋丝头配合，且刀头旋转至螺旋丝头固定。
一种用于旋挖桩机施工的钨钢钻头在旋挖桩施工中采用高强合金钢及合金钨材质，可满足坚硬土层层浅表层地钻进。
本发明通过改进筒式钻头的钻体、刀片底座材质、刀片材质及刀头与刀片底座的连接方式的等；以满足不同硬度的岩层带来的对钻头及刀头的损伤，同时通过配备多组刀片，来进行长时间的作业。
一种用于旋挖桩机施工的钻头及其施工方法在钻头生产中，使用的为大众的商业材料，为合金钨及合金钢制备而成，其具有高硬度、耐高温型和耐磨性等特性。在施工中，若采用250旋挖桩机作为钻头连接桩机，由上至下缓慢钻进，通过筒体四周的贴合钢条，在桩孔内土层形成螺纹状。在接近岩层时，提高扭矩，但由于采用了钨钢材质刀片，只需将扭矩固定于200kn/m即可对层进行钻进。在旋挖过程中，无需对刀片进行切割或重新焊接更换，只需将钨钢底座与钨钢刀片进行分离，并将刀片与钨钢底座进行重新旋转紧固。
一种用于旋挖桩机施工的钻头的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：施工准备；临时水电，采用三相五线制架设施工用电线路，设置夜间施工照明灯具；根据现场用水量的需求接好水管，开挖泥浆池与沉淀池用于清孔作业；
步骤2：施工机械，采用钢护筒、GJR250旋挖桩基，钻头本体及配套钨钢刀头两套；
步骤3：施工技术准备；本发明旋挖桩为1.5m孔径，需通过施工员对桩位进行测量放样；
步骤4：提高桩身与土质咬合力施工；护筒埋设，施工前设置钢护筒，通过钢磨具厂生产定制，使用8mm的钢板制成；桩基护筒采用长2m的钢护筒；护筒上口应绑紧木方对称吊紧，防止下窜；
步骤5：桩机就位；桩机就位时，事先检查桩机的性能状态是否良好；保证桩机工作正常；通过测设的桩位准确确定桩机的位置，保证桩机的稳定；
步骤6：钻进成孔；在旋挖桩机钻进时，使用保证桩机的稳定性和钻杆的垂直度，使用螺旋钻头进行淤泥土质和粉质黏土地钻进；
步骤7：入岩钻进；在到达硬质土层表面后，将钻头进行更换，更换为高强合金钢筒式钻头；更换后从上至下以每分钟30转的转速和每分钟下沉10m的速度下沉至硬质土层后，开始对硬质进行钻进，此时的扭矩为200kn/m即可；完成钻进后，以每分钟30转的转速和每分钟下沉10m的速度提升；
步骤8：成孔及沉渣监测；成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉渣厚度进行监测，监测前准备好检测工具、测绳等；沉渣的检测，将仪器放置，记录检测圆板上测绳的长度；在用钢丝测绳把检控钢筋放下去、记录检孔钢筋加测绳的长度；长度之间差就是沉渣厚度；
步骤9：钢筋笼及导管放置；现场钢筋笼利用吊机进行吊起放入，同时保证钢筋的垂直度，在放置钢筋笼时，避免钢筋笼与孔壁发生碰撞出现塌孔，缓慢放入；导管下放也应竖直、轻放，同时记录下方的节数，通过记录节数复核孔深；
步骤10：灌注水下混凝土；在应桩孔内有水，因此在浇筑混凝土时应提升1个等级的标号，在采用导管灌注法灌注水下混凝土时，保证导管口进入混凝土约2m，混凝土上升速度不小于2m/h，随着混凝土的浇筑缓慢提升。
本发明的有益效果是：
1.本发明结构简单，设计巧妙，传统的旋挖钻头刀片通常为一次性不可更换刀头，是将整个刀头与旋挖钻头进行焊接，给施工效率的提高带来了严重的阻碍。本发明可通过底座与刀片进行螺旋紧固的方式，随时可以更换刀头；
2.本发明由于各个项目的地质状况的复杂性，根据不同的地质情况匹配对应强度的刀片，相较与普通的钻头，需要进行切割后重新安装焊接，减少了人工与材料成本；
3.本发明一个底座可配置多个刀片，在使用过程中，主要更换刀片即可，无需浪费底座材料，减少材料成本。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明图1的A向局部放大图。
图中附图标记：钢板固定件1，刀头3，加强板4，钻头本体5，刀片6，底座7。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地 连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术 语在本发明中的具体含义。
实施例：
如1-2所示，本发明提供了一种用于旋挖桩机施工的钻头，包括钻头本体5，钻头本体5的侧壁对称布设有多个用于切割桩孔壁的刀片6；所述钻头本体5的底部边缘布设有多个底座7，底座7上可拆卸连接有刀头3；在施工中，通过插销固定与旋挖机上，放置硬质土层上进行钻进。
底座7下部设置螺旋丝头，刀头3与底座7的螺旋丝头配合，且刀头3旋转至螺旋丝头固定。
本发明结构简单，设计巧妙，传统的旋挖钻头刀片通常为一次性不可更换刀头，是将整个刀头与旋挖钻头进行焊接，给施工效率的提高带来了严重的阻碍。本发明可通过底座与刀片进行螺旋紧固的方式，随时可以更换刀头。
具体的，刀头3为5cm直径钨钢刀片，底座7为5cm直径钨钢底座；多个底座7呈环形周向等距布设在钻头本体5上。且钨钢底座7存在5cm螺旋丝头。
钻头本体5与底座7固定连接，一体成型；提高了整个钻头的结构强度和整体牢固性，进一步保证了使用安全。更为具体的是，旋挖钻机专用的钨钢底座7及钨钢钻头本体5的连接方法，先将钨钢底座7采用低温银焊接在钻头本体5上，然后将钨钢刀头3与焊接在钻头本体5上钨钢底座7进行螺旋紧固。
具体的，刀片6设置有四组，等距布设于钻头本体5的侧壁上；其中，刀片6为3cm高强合金钢板，刀片6的长度为钻头本体5外径的1/4。
钻头本体5顶部中心固设有钢板固定件1，钢板固定件1与钻头本体5连接处固设有多个加强板4。具体的，钢板固定件1为1.5cm高强合金钢板固定件，钻头本体5为高强合金钢筒式钻头，其规格为1480mm直径钻头，加强板4为1.5cm高强合金钢板，加强板4设置有4块，沿着钻头本体5顶部周向等距布设。
本实施例中的刀头3呈锥形结构，刀头3的顶部为圆弧形结构。
一种用于旋挖桩机施工的钻头的工作原理是：首先确定所需要的孔径，定制高强合金钢筒式钻头；根据桩机转杆尺寸定制1.5cm高强合金钢板固定件1，并将1.5cm高强合金钢板固定件1焊接在高强合金钢筒式钻头本体5中心位置，再将1.5cm高强合金加强板4在1.5cm高强合金钢板固定件1的四向对角与筒式钻头进行焊接；在高强合金钢筒式钻头本体5四周对称焊接3cm高强合金钢板刀片6。最后将形成的1.5cm高强合金钢板固定件1，使用插销固定连接250旋挖桩机转杆处。完成高强合金钢筒式钻头的组成后，将5cm直径钨钢底座7使用银焊接方式焊接在高强合金钢筒式钻头本体5，完成焊接之后，将5cm直径钨钢刀头3与5cm直径钨钢底座7进行螺旋紧固。
在旋挖桩机使用螺旋钻头完成淤泥土层或粉质黏土地钻进之后，将完成的高强合金钢筒式钻头使用插销固定连接250旋挖桩机转杆处，从上至下以每分钟30转的转速和每分钟下沉10m的速度下沉至硬质土层后，开始对硬质进行钻进，此时的扭矩为200kn/m即可。完成钻进后，以每分钟30转的转速和每分钟下沉10m的速度提升，对孔壁形成表面螺纹，放置钢筋笼与导管，随后进行二次清空了，进行混凝土浇筑。
一种用于旋挖桩机施工的钻头的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：施工准备；临时水电，采用三相五线制架设施工用电线路，设置夜间施工照明灯具；根据现场用水量的需求接好水管，开挖泥浆池与沉淀池用于清孔作业；
步骤2：施工机械，采用钢护筒、GJR250旋挖桩基，钻头本体5及配套钨钢刀头3两套；
步骤3：施工技术准备；本发明旋挖桩为1.5m孔径，需通过施工员对桩位进行测量放样；
步骤4：提高桩身与土质咬合力施工；护筒埋设，施工前设置钢护筒，通过钢磨具厂生产定制，使用8mm的钢板制成；桩基护筒采用长2m的钢护筒；护筒上口应绑紧木方对称吊紧，防止下窜；
步骤5：桩机就位；桩机就位时，事先检查桩机的性能状态是否良好；保证桩机工作正常；通过测设的桩位准确确定桩机的位置，保证桩机的稳定；
步骤6：钻进成孔；在旋挖桩机钻进时，使用保证桩机的稳定性和钻杆的垂直度，使用螺旋钻头进行淤泥土质和粉质黏土地钻进；
步骤7：入岩钻进；在到达硬质土层表面后，将钻头进行更换，更换为高强合金钢筒式钻头；更换后从上至下以每分钟30转的转速和每分钟下沉10m的速度下沉至硬质土层后，开始对硬质进行钻进，此时的扭矩为200kn/m即可；完成钻进后，以每分钟30转的转速和每分钟下沉10m的速度提升；
步骤8：成孔及沉渣监测；成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉渣厚度进行监测，监测前准备好检测工具、测绳等；沉渣的检测，将仪器放置，记录检测圆板上测绳的长度；在用钢丝测绳把检控钢筋放下去、记录检孔钢筋加测绳的长度；长度之间差就是沉渣厚度；
步骤9：钢筋笼及导管放置；现场钢筋笼利用吊机进行吊起放入，同时保证钢筋的垂直度，在放置钢筋笼时，避免钢筋笼与孔壁发生碰撞出现塌孔，缓慢放入；导管下放也应竖直、轻放，同时记录下方的节数，通过记录节数复核孔深；
步骤10：灌注水下混凝土；在应桩孔内有水，因此在浇筑混凝土时应提升1个等级的标号，在采用导管灌注法灌注水下混凝土时，保证导管口进入混凝土约2m，混凝土上升速度不小于2m/h，随着混凝土的浇筑缓慢提升。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：钢板固定件1，刀头3，加强板4，钻头本体5，刀片6，底座7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：包括钻头本体（5），钻头本体（5）的侧壁对称布设有多个用于切割桩孔壁的刀片（6）；所述钻头本体（5）的底部边缘布设有多个底座（7），底座（7）上可拆卸连接有刀头（3）。
2.根据权利要求1所述的一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：多个底座（7）呈环形周向等距布设在钻头本体（5）上。
3.根据权利要求2所述的一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：所述钻头本体（5）与底座（7）固定连接，一体成型。
4.根据权利要求1所述的一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：所述刀片（6）设置有四组，等距布设于钻头本体（5）的侧壁上。
5.根据权利要求4所述的一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：所述刀片（6）的长度为钻头本体（5）外径的1/4。
6.根据权利要求3所述的一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：所述钻头本体（5）顶部中心固设有钢板固定件（1），钢板固定件（1）与钻头本体（5）连接处固设有多个加强板（4）。
7.根据权利要求6所述的一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：所述加强板（4）设置有4块，沿着钻头本体（5）顶部周向等距布设。
8.根据权利要求1所述的一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：所述刀头（3）呈锥形结构。
9.根据权利要求1所述的一种用于旋挖桩机施工的钻头，其特征在于：所述底座（7）下部设置螺旋丝头，刀头（3）与底座（7）的螺旋丝头配合，且刀头（3）旋转至螺旋丝头固定。
10.一种如权利要求1-9任意所述的用于旋挖桩机施工的钻头的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：施工准备；临时水电，采用三相五线制架设施工用电线路，设置夜间施工照明灯具；根据现场用水量的需求接好水管，开挖泥浆池与沉淀池用于清孔作业；
步骤2：施工机械，采用钢护筒、GJR250旋挖桩基，钻头本体（5）及配套钨钢刀头（3）两套；
步骤3：施工技术准备；本发明旋挖桩为1.5m孔径，需通过施工员对桩位进行测量放样；
步骤4：提高桩身与土质咬合力施工；护筒埋设，施工前设置钢护筒，通过钢磨具厂生产定制，使用8mm的钢板制成；桩基护筒采用长2m的钢护筒；护筒上口应绑紧木方对称吊紧，防止下窜；
步骤5：桩机就位；桩机就位时，事先检查桩机的性能状态是否良好；保证桩机工作正常；通过测设的桩位准确确定桩机的位置，保证桩机的稳定；
步骤6：钻进成孔；在旋挖桩机钻进时，使用保证桩机的稳定性和钻杆的垂直度，使用螺旋钻头进行淤泥土质和粉质黏土地钻进；
步骤7：入岩钻进；在到达硬质土层表面后，将钻头进行更换，更换为高强合金钢筒式钻头；更换后从上至下以每分钟30转的转速和每分钟下沉10m的速度下沉至硬质土层后，开始对硬质进行钻进，此时的扭矩为200kn/m即可；完成钻进后，以每分钟30转的转速和每分钟下沉10m的速度提升；
步骤8：成孔及沉渣监测；成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉渣厚度进行监测，监测前准备好检测工具、测绳等；沉渣的检测，将仪器放置，记录检测圆板上测绳的长度；在用钢丝测绳把检控钢筋放下去、记录检孔钢筋加测绳的长度；长度之间差就是沉渣厚度；
步骤9：钢筋笼及导管放置；现场钢筋笼利用吊机进行吊起放入，同时保证钢筋的垂直度，在放置钢筋笼时，避免钢筋笼与孔壁发生碰撞出现塌孔，缓慢放入；导管下放也应竖直、轻放，同时记录下方的节数，通过记录节数复核孔深；
步骤10：灌注水下混凝土；在应桩孔内有水，因此在浇筑混凝土时应提升1个等级的标号，在采用导管灌注法灌注水下混凝土时，保证导管口进入混凝土约2m，混凝土上升速度不小于2m/h，随着混凝土的浇筑缓慢提升。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116220028A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-06-06 | 中铁城建集团第一工程有限公司 | 一种一体化方桩吊装施工装置及其施工方法 |
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2022
- 2022-09-01 CN CN202211061977.5A patent/CN115341855A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116220028A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-06-06 | 中铁城建集团第一工程有限公司 | 一种一体化方桩吊装施工装置及其施工方法 |
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