專利名稱：用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉆井設備，特別是涉及一種用于成型臺階型混凝土樁的螺旋鉆機。
背景技術：
隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展，建筑工程對地基的設計施工要求越來越高，因此混凝土樁在高層建筑、橋梁、港口和近海建筑等工程中得到越來越廣泛的應用。為了使混凝土樁能夠滿足抗變形，抗震等建筑設計要求，需對混凝土樁的形狀結構進行改進，使其具有特定的形狀，同時還能滿足設計要求并節(jié)省混凝土用量。中國發(fā)明專利ZL02103619. 5公開了一種混凝土樁，不但能夠保證并提高樁體承載能力，增強水平支撐力，有效地保持樁體的設計形狀，同時還能夠大大節(jié)省混凝土的用量，同時還公開了一種成型該混凝土樁的旋挖鉆機， 它在空心鉆桿內設有內注漿管，與鉆具底部的螺旋刀片所設有的水泥漿噴嘴相連通，內注漿管的另一端連接到外部供漿管及水泥漿泵，利用水泥漿噴嘴的旋噴形成鉆孔的護壁，防止鉆孔的塌孔。同時空心鉆桿的直徑上下相等，因而螺旋刀片上部的面積較大。這樣的螺旋鉆機結構較為復雜，而且需要配備一套供水泥漿的設備。為了增加鉆孔內壁土的擠密性、 防止塌孔，上述專利的專利權人又公開了一種旋挖鉆機，參見中國發(fā)明專利ZL03122818. 6， 由于空心鉆桿的上部加粗，隨之螺旋刀片的面積變小，因而增加了對土的擠密作用，所以在施工時鉆孔孔壁不易掉土，因而防止出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，在空心鉆桿的倒錐臺形中部設有上出料口，在提鉆時上出料口出料可以對鉆孔上部產生護壁作用。但是，上述兩個專利公開的螺旋鉆機在成型混凝土樁的過程中都存在以下幾個問題一、直徑較大部分的螺旋刀片相對空心鉆桿是固定設置的，這樣就導致一根鉆具只能成型一種深度和形狀的混凝土樁，當需要成型不同深度的混凝土樁時，必須更換鉆具，使得鉆具的實用性較低，工程成本相應較高，施工效率也大大降低；二、鉆具上設置有上、下兩組出料口，在提鉆過程中，必須同時控制兩組出料口的出料量，施工操作難度較大；三、空心鉆桿下部要從上部較粗鉆桿已經灌注的混凝土中間提出，鉆桿上攜帶的泥土很容易掉落到上部臺階孔內的混凝土里，影響樁的質量。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、操作方便、實用性廣、施工效率高的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，包括鉆具，所述鉆具包括帶有螺旋葉片的空心鉆桿，所述空心鉆桿的下端為設有出料口的鉆頭，其中所述鉆具還包括與空心鉆桿同軸設置的鉆筒，所述鉆筒的內壁直徑略大于空心鉆桿上螺旋葉片的直徑，鉆筒的外壁上設有外螺旋葉片，所述空心鉆桿與鉆筒之間設置有可解鎖的聯(lián)動機構。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其中所述聯(lián)動機構包括至少一組擋塊和傳動銷，所述擋塊固定安裝在空心鉆桿的外壁上，所述傳動銷設置在鉆筒的上端，其內端位于擋塊的旋轉區(qū)域內。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其中所述鉆筒的筒壁上端固定連接有與傳動銷數(shù)量相對應的傳動板，所述傳動板上開設有適于傳動銷插入的通孔。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其中所述聯(lián)動機構還包括另一組擋塊和傳動銷，所述兩組擋塊和傳動銷相對空心鉆桿的軸線對稱設置。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其中所述旋挖鉆機的桅桿底部設置有內壁直徑略大于外螺旋葉片的護筒，所述護筒安裝在桅桿一側的滑軌上，且與空心鉆桿同軸設置，所述鉆筒上端固定設置有直徑略大于護筒筒壁的圓盤。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其中所述鉆筒上外螺旋葉片的直徑與空心鉆桿上螺旋葉片的直徑之比為(1.2 8) 1。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其中所述鉆筒下部的一段外螺旋葉片的直徑自上而下逐漸縮小，所述直徑逐漸縮小的外螺旋葉片部分產生的旋挖體為倒置的圓臺，所述圓臺的母線延長線與空心鉆桿的軸線夾角α為5 90°。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其中所述擋塊沿空心鉆桿軸線方向的長度不大于螺旋葉片螺距的一半。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，包括鉆具，所述鉆具包括帶有螺旋葉片的空心鉆桿，所述空心鉆桿的下端為設有出料口的鉆頭，其中所述鉆具還包括與空心鉆桿同軸設置的若干鉆筒，所述若干鉆筒有內至外層層相套，所述最內層鉆筒的內壁直徑略大于空心鉆桿上螺旋葉片的直徑，所述每個鉆筒的外壁上都設有外螺旋葉片，所述空心鉆桿與若干鉆筒之間設置有可解鎖的聯(lián)動機構。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其中所述每個鉆筒下部的一段外螺旋葉片的直徑自上而下逐漸縮小，所述直徑逐漸縮小的外螺旋葉片部分產生的旋挖體為倒置的圓臺。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機與現(xiàn)有技術不同之處在于本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機設置有可相對于空心鉆桿上下活動的鉆筒，鉆筒上設置有外螺旋葉片，鉆筒和空心鉆桿之間設置有可解鎖的聯(lián)動機構，空心鉆桿可以通過聯(lián)動機構帶動鉆筒向下旋挖，也可以單獨向下旋挖，使得該鉆具能夠成型任意深度的混凝土樁，并且可以通過更換鉆筒來成型各種倒錐形角度的混凝土樁，使得旋挖鉆機的實用性和施工效率得到較大的提高。下面結合附圖對本發(fā)明的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機作進
一步說明。


圖1為本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機中鉆具的主視圖；圖2為圖1中A-A處的剖視圖；圖3為本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機中鉆筒和護筒的主視圖；圖如至圖4d為本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機的施工過程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機包括底盤，設置在底盤上的鉆塔以及通過鉆塔上的升降系統(tǒng)安裝在鉆塔上的鉆具，如圖1所示，鉆具包括帶有螺旋葉片11的空心鉆桿1，空心鉆桿1的下端通過法蘭連接帶有出料口 21的鉆頭2，鉆頭出料口的結構形式可采用本發(fā)明人的實用新型專利，專利號為ZL02203243. 6，名稱為“用于成型混凝土樁的螺旋鉆機”中的鉆頭出料口的結構形式；也可采用本發(fā)明人的實用新型專利，專利號為ZL96212544.X中的鉆頭出料口的結構形式；或者采用如下的結構形式，鉆頭的閥板開口向下，閥板的一側與空心鉆桿的管壁鉸接，閥板的另一側與鉆頭以磁鐵鎖定裝置相接。結合圖3所示，鉆具還包括與空心鉆桿1同軸設置的鉆筒3，鉆筒3的內壁直徑略大于空心鉆桿1上螺旋葉片11的直徑，使得鉆筒3可以沿著空心鉆桿1的軸線方向上下運動，鉆筒3的外壁上設有外螺旋葉片31，空心鉆桿1與鉆筒3之間設置有可解鎖的聯(lián)動機構。鉆筒3上外螺旋葉片31的直徑與空心鉆桿1上螺旋葉片11的直徑之比為(1. 2 8) 1。鉆筒3下部的一段外螺旋葉片31的直徑自上而下逐漸縮小，直徑逐漸縮小的外螺旋葉片31部分產生的旋挖體為倒置的圓臺33，圓臺33的母線延長線與空心鉆桿1的軸線夾角α為5 90°，施工者可以根據(jù)所需成型混凝土樁的形狀來選擇不同的鉆筒3。如圖2所示，聯(lián)動機構包括兩組沿空心鉆桿1軸線對稱設置的擋塊41、41’和傳動銷42、42，，擋塊41、41，通過焊接的方式固定安裝在空心鉆桿1的外壁上，擋塊41、41，沿空心鉆桿1軸線方向的長度不大于螺旋葉片11螺距的一半，目的是為了在鉆進過程中減少對螺旋葉片11排土的阻擋。鉆筒3的筒壁上端固定連接有與一對對稱設置的傳動板32，傳動板32上開設有適于傳動銷42、42’插入的通孔，傳動銷42、42’插入傳動板32的通孔內，其內端位于擋塊41、41’的旋轉區(qū)域內。當空心鉆桿1在動力頭的驅動下旋轉時，傳動銷42、 42’受到擋塊41、41’的推動作用和螺旋葉片11的下壓作用，從而帶動鉆筒3同步旋轉鉆進。并且，也可以通過拔出傳動銷42、42’而使得鉆筒3與空心鉆桿1之間解除聯(lián)動關系。如圖3所示，旋挖鉆機的桅桿底部設置有內壁直徑略大于外螺旋葉片31的護筒5， 護筒5安裝在桅桿一側的滑軌6上，可沿著滑軌6上下滑動調整位置，且與空心鉆桿1同軸設置，鉆筒3上端固定設置有直徑略大于護筒5筒壁的圓盤34，當鉆筒3向下鉆進至圓盤 34與護筒5筒壁上端相接觸的位置時，解除鉆筒3與空心鉆桿1之間的聯(lián)動關系，鉆筒3就通過圓盤34支撐在護筒5上，從而不再受到空心鉆桿1向下鉆進的軸向作用力和周向旋轉作用力的影響。如圖如至4(1所示，本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機的施工過程包括以下幾個步驟一、首先將傳動銷42、42’插入鉆筒3上的傳動板32內，根據(jù)鉆筒3的設計鉆進深度將護筒5的高度固定；二、啟動動力頭，驅動空心鉆桿1和鉆筒3同步向下鉆進，當鉆筒3鉆進到設計深度時停止鉆進，拔出傳動銷42、42’，此時鉆筒3上端的圓盤34支撐在護筒5的筒壁上，也可以通過另一套鎖定機構將鉆筒3與護筒5鎖定在一起；三、再次啟動動力頭，驅動空心鉆桿1繼續(xù)向下鉆進，鉆筒3停留在原位置處，當空心鉆桿1鉆進到設計深度時停止鉆進；四、提鉆的同時打開鉆頭2上的出料口 21，向樁孔內灌注混凝土，當空心鉆桿1提升至適于與鉆筒3聯(lián)動的位置時，暫停提鉆，將傳動銷42、42’再次旋入鉆筒3內，繼續(xù)提鉆， 傳動銷42、42’在螺旋葉片11上提的作用下帶動鉆筒3向上運動，同時向臺階型樁孔內灌注混凝土，直至將整個鉆具提離樁孔。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機還包括另一種改進形式， 與上述實施方式不同之處在于，設置在空心鉆桿外的鉆筒為多個，多個鉆筒層層相套，每個鉆筒的外壁上都固定安裝有外螺旋葉片，每個鉆筒下部的一段外螺旋葉片的直徑自上而下逐漸縮小，直徑逐漸縮小的外螺旋葉片部分產生的旋挖體為倒置的圓臺，空心鉆桿與每個鉆筒之間設置有可解鎖的聯(lián)動機構。采用這種改進形式的目的是在同一個混凝土樁孔內一次成型多個臺階型孔，其成型過程是首先將空心鉆桿與所有鉆筒通過聯(lián)動機構鎖定在一起，通過動力頭驅動向下鉆進到一定深度，然后使最外層鉆筒與空心鉆桿解除聯(lián)動鎖定，繼續(xù)向下鉆進一定深度，再使由外向內第二層鉆筒與空心鉆桿解除聯(lián)動鎖定，接著繼續(xù)向下鉆進，按照此方法由外向內依次解除鉆筒與空心鉆桿之間的聯(lián)動關系，直至空心鉆桿鉆至設計深度；在提鉆的過程中，向樁孔內灌注混凝土，當空心鉆桿提升至適于與最內層鉆筒聯(lián)動的位置時，暫停提鉆，將空心鉆桿與最內層鉆筒聯(lián)動鎖定在一起，繼續(xù)提鉆，當空心鉆桿提升至適于與由內向外第二層鉆筒聯(lián)動的位置時，暫停提鉆，將空心鉆桿與其聯(lián)動鎖定在一起，繼續(xù)提鉆，按照此方法由內向外依次將所有鉆筒與空心鉆桿之間聯(lián)動鎖定在一起，直至整個鉆具完全提離樁孔。本實施方式只給出了聯(lián)動機構的一種具體形式，為了達到空心鉆桿1與鉆筒3聯(lián)動的目的，還可以采用其他多種形式來替換本實施方式中所提供的具體聯(lián)動機構，但是如果這些替代形式屬于本領域技術人員所掌握的常用技術手段，都應屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。
權利要求
1.一種用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，包括鉆具，所述鉆具包括帶有螺旋葉片(11)的空心鉆桿(1)，所述空心鉆桿⑴的下端為設有出料口(21)的鉆頭(2)， 其特征在于所述鉆具還包括與空心鉆桿(1)同軸設置的鉆筒(3)，所述鉆筒(3)的內壁直徑略大于空心鉆桿⑴上螺旋葉片(11)的直徑，鉆筒⑶的外壁上設有外螺旋葉片(31)， 所述空心鉆桿(1)與鉆筒(3)之間設置有可解鎖的聯(lián)動機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其特征在于所述聯(lián)動機構包括至少一組擋塊(41)和傳動銷(42)，所述擋塊(41)固定安裝在空心鉆桿⑴的外壁上，所述傳動銷(42)設置在鉆筒(3)的上端，其內端位于擋塊(41)的旋轉區(qū)域內。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其特征在于所述鉆筒(3)的筒壁上端固定連接有與傳動銷(42)數(shù)量相對應的傳動板(32)，所述傳動板(32)上開設有適于傳動銷(42)插入的通孔。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其特征在于所述聯(lián)動機構還包括另一組擋塊(41’ )和傳動銷(42’)，所述兩組擋塊(41、41’ ) 和傳動銷(42、42’ )相對空心鉆桿(1)的軸線對稱設置。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其特征在于所述旋挖鉆機的桅桿底部設置有內壁直徑略大于外螺旋葉片(31)的護筒(5)，所述護筒(5)安裝在桅桿一側的滑軌(6)上，且與空心鉆桿⑴同軸設置，所述鉆筒(3)上端固定設置有直徑略大于護筒(5)筒壁的圓盤(34)。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其特征在于所述鉆筒⑶上外螺旋葉片(31)的直徑與空心鉆桿⑴上螺旋葉片(11)的直徑之比為(12 8) 1。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其特征在于鉆筒(3)下部的一段外螺旋葉片(31)的直徑自上而下逐漸縮小，所述直徑逐漸縮小的外螺旋葉片(31)部分產生的旋挖體為倒置的圓臺(33)，所述圓臺(33)的母線延長線與空心鉆桿(1)的軸線夾角α為5 90°。
8.根據(jù)權利要求7所述的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其特征在于所述擋塊(41、41’)沿空心鉆桿(1)軸線方向的長度不大于螺旋葉片(11)螺距的一半。
9.一種用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，包括鉆具，所述鉆具包括帶有螺旋葉片的空心鉆桿，所述空心鉆桿的下端為設有出料口的鉆頭，其特征在于所述鉆具還包括與空心鉆桿同軸設置的若干鉆筒，所述若干鉆筒由內至外層層相套，所述最內層鉆筒的內壁直徑略大于空心鉆桿上螺旋葉片的直徑，所述每個鉆筒的外壁上都設有外螺旋葉片，所述空心鉆桿與若干鉆筒之間設置有可解鎖的聯(lián)動機構。
10.根據(jù)權利要求9所述的用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機，其特征在于所述每個鉆筒下部的一段外螺旋葉片的直徑自上而下逐漸縮小，所述直徑逐漸縮小的外螺旋葉片部分產生的旋挖體為倒置的圓臺。
全文摘要
本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機目的是為了提供一種結構簡單、操作方便、實用性強、施工效率高的螺旋鉆機。本發(fā)明用于成型不同深度和形狀的混凝土樁的螺旋鉆機包括鉆具，所述鉆具包括帶有螺旋葉片的空心鉆桿，所述空心鉆桿的下端為設有出料口的鉆頭，其中所述鉆具還包括與空心鉆桿同軸設置的鉆筒，所述鉆筒的內壁直徑略大于空心鉆桿上螺旋葉片的直徑，鉆筒的外壁上設有外螺旋葉片，所述空心鉆桿與鉆筒之間設置有可解鎖的聯(lián)、動機構。
文檔編號E02D5/38GK102155157SQ201110049778
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權日2011年3月1日
發(fā)明者何慶林, 黃朝陽 申請人:何慶林, 黃朝陽