一種防真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種防止真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭，其包括鉆頭、通氣鋼管、重力裝置，通氣鋼管安裝在鉆頭內(nèi)并靠近鉆頭鋼殼，通氣鋼管上部與鉆頭頂面平齊，下部與鉆頭底面平齊，通氣鋼管內(nèi)插有重力裝置；在提升鉆頭卸土?xí)r，重力裝置向下運(yùn)動(dòng)打通樁孔底部至鉆頭底部之間的空間與外界連通的通道，從而防止形成真空；降低提升鉆頭是旋挖鉆機(jī)提供的卷?yè)P(yáng)力，避免做無(wú)用功，提高鉆機(jī)工作效率，并有效的節(jié)約了能源；防止由于鉆機(jī)施加提升鉆頭的卷?yè)P(yáng)力過(guò)大，而導(dǎo)致鉆孔周?chē)孛骈_(kāi)裂，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生鍋底形塌孔，同時(shí)防止造成鉆機(jī)發(fā)生傾覆事故；減少事故的發(fā)生及其后期的處理費(fèi)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種防真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種防止真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭，其能有效地使樁孔底部與鉆頭底部的空間與外界連通，避免產(chǎn)生真空效應(yīng)。屬于工程機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在土建基礎(chǔ)工程、橋梁工程及基坑開(kāi)挖支護(hù)等大直徑工程樁成樁中，鉆孔作業(yè)一般都采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行，而鉆機(jī)的關(guān)鍵部件之一是鉆頭，鉆頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否優(yōu)異，決定了鉆機(jī)能否充分發(fā)揮功能。我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜，黏性土分布廣泛?，F(xiàn)有鉆頭，在黏性土 (特別是軟黏土)環(huán)境下施工作業(yè)時(shí)，在提升鉆頭進(jìn)行卸土的過(guò)程中，由于鉆頭鋼殼與黏性土之間的緊密結(jié)合而使樁孔底部至鉆頭底部之間形成真空，產(chǎn)生真空效應(yīng)。為了能順利的提鉆卸土，不僅需要施加更大的卷?yè)P(yáng)力，而且還會(huì)造成施工周期的增長(zhǎng)；當(dāng)真空度足夠高時(shí)，則很難將鉆頭提升，而且還會(huì)出現(xiàn)以下兩種不良情況:一是軟黏土埋深較淺時(shí)，鉆頭提升時(shí)由于真空作用過(guò)大而使鉆孔周?chē)孛骈_(kāi)裂，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生鍋底形塌孔；二是軟黏土埋深較深時(shí)，鉆頭提升時(shí)由于真空作用過(guò)大，卷?yè)P(yáng)力產(chǎn)生的力矩大于旋挖機(jī)自重產(chǎn)生的力矩，而導(dǎo)致旋挖鉆機(jī)發(fā)生傾覆事故。為了提高旋挖鉆機(jī)的工作效率，使其少做無(wú)用功，防止事故發(fā)生，必須對(duì)鉆頭進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了更好的解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種防止真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭，其目的是為了防止在黏性土環(huán)境中施工作業(yè)時(shí)，由于鉆頭鋼殼壁與黏性土之間的緊密結(jié)合而使旋挖樁孔底至鉆頭底部之間形成真空，提高施工效率，同時(shí)還可達(dá)到節(jié)約能源的目的。
[0004]本實(shí)用新型防止真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭包括鉆頭、通氣鋼管3、重力裝置，通氣鋼管3安裝在鉆頭內(nèi)并靠近鉆頭鋼殼，通氣鋼管3上部與鉆頭頂面平齊，下部與鉆頭底面平齊，通氣鋼管3內(nèi)插有重力裝置。
[0005]本實(shí)用新型所述重力裝置包括重錘1、橡膠墊2、連接桿4、鋼墊5，重錘I與鋼墊5分別焊接在連接桿4的上、下兩端，橡膠墊2設(shè)置在鉆頭上并位于重錘I下方；橡膠墊有三個(gè)，均勻的分布在通氣鋼管上端外側(cè)，且橡膠墊之間留有空隙，流體能夠自由通過(guò)；重錘向下運(yùn)動(dòng)落在橡膠墊上；連接桿4直徑較通氣鋼管3小；橡膠墊2對(duì)重力提供器重錘I提供緩沖作用，鋼墊5防止鉆頭取土過(guò)程中土進(jìn)入通氣鋼管3內(nèi)。
[0006]本實(shí)用新型所述鋼墊5為上部開(kāi)口的圓柱形薄壁結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑比鋼管大50-80mm，鋼墊底面轉(zhuǎn)角處采用曲面過(guò)渡。
[0007]本實(shí)用新型所述重錘的重量為2_5kg。
[0008]本實(shí)用新型所述鉆頭包括鉆頭鋼殼7、鉆頭底面8、連桿9、定位錐10、底面轉(zhuǎn)軸11、鉆齒12、鉆桿13 ;鉆頭底面8 一端通過(guò)底面轉(zhuǎn)軸11與鉆頭鋼殼7連接，另一端與連桿9連接，連桿9上設(shè)置有限位彈簧6，定位錐10安裝在鉆頭底面8中心，鉆齒12設(shè)置在鉆頭底面8上，鉆桿13通過(guò)圓柱銷(xiāo)14與鉆頭相連。
[0009]在旋挖鉆機(jī)完成一次取土工作，向上提升卸土的時(shí)候，通氣鋼管3內(nèi)的重力裝置在重力作用下，向下運(yùn)動(dòng)，從而打通旋挖樁孔底和鉆頭底之間的空間與外界大氣相連的通道，外界大氣可以自由進(jìn)入，使內(nèi)外氣壓平衡。
[0010]本實(shí)用新型使用步驟如下:(I)根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件和工程安全穩(wěn)定計(jì)算分析的要求，確定旋挖樁的施工參數(shù)；
[0011](2)選擇旋挖鉆機(jī)機(jī)械，并確定鉆頭尺寸；
[0012](3)根據(jù)工程地質(zhì)情況，選擇重力裝置，并確定重錘重量；
[0013](4)下沉旋挖鉆機(jī)鉆頭取土，取土?xí)r由于鉆頭底部與土體緊密結(jié)合，將鋼片5頂起，防止土體進(jìn)入通氣鋼管內(nèi)；
[0014](5)提升鉆機(jī)鉆頭卸土，提升鉆頭時(shí)重力裝置向下運(yùn)動(dòng)，打通了內(nèi)外連接通道，避免形成真空效應(yīng)；
[0015](6)卸土完成并進(jìn)行再次取土，直到成孔作業(yè)完成。
[0016]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0017]1、防止旋挖機(jī)取土過(guò)程中，由于鉆頭鋼殼與黏性土之間的緊密結(jié)合而使旋挖樁孔底至鉆頭底部之間形成真空，造成需要更大的卷?yè)P(yáng)力才能提升鉆頭卸土。
[0018]2、降低提升鉆頭時(shí)旋挖鉆機(jī)提供的卷?yè)P(yáng)力,避免做無(wú)用功，提聞鉆機(jī)工作效率，并有效的節(jié)約了能源。
[0019]3、防止由于鉆機(jī)施加提升鉆頭的卷?yè)P(yáng)力過(guò)大，而導(dǎo)致鉆孔周?chē)孛骈_(kāi)裂，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生鍋底形塌孔，同時(shí)防止造成鉆機(jī)發(fā)生傾覆事故；減少事故的發(fā)生及其后期的處理費(fèi)用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的旋挖鉆機(jī)鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型的旋挖鉆機(jī)鉆頭底部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型的旋挖鉆機(jī)通氣鋼管4與鋼墊5的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中:1_重錘；2_橡膠墊；3_通氣鋼管；4_連接桿；5-鋼墊；6_限位彈簧；7-鉆頭鋼殼；8_鉆頭底面；9-連桿；10_定位錐；11-底面轉(zhuǎn)軸；12_鉆齒；13_鉆桿；14_圓柱銷(xiāo)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。
[0025]實(shí)施例1:本防止真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭包括鉆頭、通氣鋼管3、重力裝置，通氣鋼管3安裝在鉆頭內(nèi)并靠近鉆頭鋼殼，通氣鋼管3上部與鉆頭頂面平齊，下部與鉆頭底面平齊，通氣鋼管3內(nèi)插有重力裝置；其中所述重力裝置包括重錘1、橡膠墊2、連接桿4、鋼墊5，重錘I與鋼墊5分別焊接在連接桿4的上、下兩端，橡膠墊2設(shè)置在鉆頭上并位于重錘I下方；橡膠墊有三個(gè)，均勻的分布在通氣鋼管上端外側(cè)，且橡膠墊之間留有空隙，流體能夠自由通過(guò)；重錘向下運(yùn)動(dòng)落在橡膠墊上；連接桿4直徑較通氣鋼管3小；橡膠墊2對(duì)重力提供器重錘I提供緩沖作用，鋼墊5防止鉆頭取土過(guò)程中土進(jìn)入通氣鋼管3內(nèi)；鉆頭鋼殼7、鉆頭底面8、連桿9、定位錐10、底面轉(zhuǎn)軸11、鉆齒12、鉆桿13 ;鉆頭底面8 一端通過(guò)底面轉(zhuǎn)軸11與鉆頭鋼殼7連接，另一端與連桿9連接，連桿9上設(shè)置有限位彈簧6，定位錐10安裝在鉆頭底面8中心，鉆齒12設(shè)置在鉆頭底面8上，鉆桿13通過(guò)圓柱銷(xiāo)14與鉆頭相連(見(jiàn)圖1一3)。
[0026]根據(jù)工程地質(zhì)情況，選擇重力裝置，重錘質(zhì)量為5kg，鋼墊內(nèi)徑選擇比鋼管外徑大80mm ;在進(jìn)行旋挖樁施工的時(shí)候，首先在指定的點(diǎn)埋設(shè)護(hù)筒，然后旋挖鉆機(jī)就位，開(kāi)始成孔。在旋挖機(jī)鉆機(jī)成孔時(shí)，松開(kāi)鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)，反轉(zhuǎn)解鎖鉆桿13，鉆桿13下行至孔底鉆進(jìn)部位，此時(shí)，由于孔底土對(duì)鉆頭施加的反作用力，將帶重錘I的重力裝置頂起，使重力裝置的鋼墊5地面與鉆頭地面平齊。然后正轉(zhuǎn)鉆桿13帶動(dòng)鉆頭正轉(zhuǎn)，并通過(guò)鉆頭底面8上的鉆齒12破碎巖土，直接將巖土裝入鉆頭內(nèi)，待鉆頭內(nèi)的土裝滿(mǎn)后，反轉(zhuǎn)鉆桿13解鎖，開(kāi)動(dòng)主卷?yè)P(yáng)和動(dòng)力頭，通過(guò)伸縮鉆桿13，將載滿(mǎn)土的鉆頭向孔口方向提升；在鉆桿13提升鉆頭的同時(shí)，設(shè)置在通氣鋼管3內(nèi)的重力裝置失去了孔底土體對(duì)其產(chǎn)生的支撐力，在重力作用下，重力裝置將往下移動(dòng)，當(dāng)重力裝置上的重錘I落在橡膠墊2上面停止。此時(shí)旋挖樁孔底至鉆頭底部之間的空間就能通過(guò)通氣鋼管3與外界連通。這樣便可防止旋挖機(jī)取土過(guò)程中，由于鉆頭鋼殼與黏性土之間的緊密結(jié)合而使旋挖樁孔底至鉆頭底部之間形成真空，產(chǎn)生真空效應(yīng)。
[0027]實(shí)施例2:本防止真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭包括鉆頭、通氣鋼管3、重力裝置，通氣鋼管3安裝在鉆頭內(nèi)并靠近鉆頭鋼殼，通氣鋼管3上部與鉆頭頂面平齊，下部與鉆頭底面平齊，通氣鋼管3內(nèi)插有重力裝置；其中所述重力裝置包括重錘1、橡膠墊2、連接桿4、鋼墊5，重錘I與鋼墊5分別焊接在連接桿4的上、下兩端，橡膠墊2設(shè)置在鉆頭上并位于重錘I下方；橡膠墊有三個(gè)，均勻的分布在通氣鋼管上端外側(cè)，且橡膠墊之間留有空隙，流體能夠自由通過(guò)；重錘向下運(yùn)動(dòng)落在橡膠墊上；連接桿4直徑較通氣鋼管3??；橡膠墊2對(duì)重力提供器重錘I提供緩沖作用，鋼墊5防止鉆頭取土過(guò)程中土進(jìn)入通氣鋼管3內(nèi)；鉆頭鋼殼7、鉆頭底面8、連桿9、定位錐10、底面轉(zhuǎn)軸U、鉆齒12、鉆桿13 ;鉆頭底面8 一端通過(guò)底面轉(zhuǎn)軸11與鉆頭鋼殼7連接，另一端與連桿9連接，連桿9上設(shè)置有限位彈簧6，定位錐10安裝在鉆頭底面8中心，鉆齒12設(shè)置在鉆頭底面8上，鉆桿13通過(guò)圓柱銷(xiāo)14與鉆頭相連。
[0028]根據(jù)工程地質(zhì)情況，選擇重力裝置，重錘質(zhì)量為2kg，鋼墊內(nèi)徑選擇比鋼管外徑大50mm ;在進(jìn)行旋挖樁施工的時(shí)候，首先在指定的點(diǎn)埋設(shè)護(hù)筒，然后旋挖鉆機(jī)就位，開(kāi)始成孔。在旋挖機(jī)鉆機(jī)成孔時(shí)，松開(kāi)鉆機(jī)主卷?yè)P(yáng)，反轉(zhuǎn)解鎖鉆桿13，鉆桿13下行至孔底鉆進(jìn)部位，此時(shí)，由于孔底土對(duì)鉆頭施加的反作用力，將帶重錘I的重力裝置頂起，使重力裝置的鋼墊5地面與鉆頭地面平齊。然后正轉(zhuǎn)鉆桿12帶動(dòng)鉆頭正轉(zhuǎn)，并通過(guò)鉆頭底面8上的鉆齒12破碎巖土，直接將巖土裝入鉆頭內(nèi)，待鉆頭內(nèi)的土裝滿(mǎn)后，反轉(zhuǎn)鉆桿13解鎖，開(kāi)動(dòng)主卷?yè)P(yáng)和動(dòng)力頭，通過(guò)伸縮鉆桿13，將載滿(mǎn)土的鉆頭向孔口方向提升。在鉆桿13提升鉆頭的同時(shí)，設(shè)置在通氣鋼管3內(nèi)的重力裝置失去了孔底土體對(duì)其產(chǎn)生的支撐力，在重力作用下，重力裝置將往下移動(dòng)，當(dāng)重力裝置上的重錘I落在橡膠墊2上面停止。此時(shí)旋挖樁孔底至鉆頭底部之間的空間就能通過(guò)通氣鋼管3與外界連通。這樣便可防止旋挖機(jī)取土過(guò)程中，由于鉆頭鋼殼與黏性土之間的緊密結(jié)合而使旋挖樁孔底至鉆頭底部之間形成真空，產(chǎn)生真空效應(yīng)。
【權(quán)利要求】
1.一種防真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭，其特征在于:其包括鉆頭、通氣鋼管(3)、重力裝置，通氣鋼管(3)安裝在鉆頭內(nèi)并靠近鉆頭鋼殼，通氣鋼管(3)上部與鉆頭頂面平齊，下部與鉆頭底面平齊，通氣鋼管(3)內(nèi)插有重力裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述防真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭，其特征在于:重力裝置包括重錘(I)、橡膠墊(2)、連接桿(4)、鋼墊(5)，重錘(I)與鋼墊(5)分別焊接在連接桿(4)的上、下兩端，橡膠墊(2 )設(shè)置在鉆頭上并位于重錘(I)下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述防真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭，其特征在于:鋼墊(5)為上部開(kāi)口的圓柱形薄壁結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑比鋼管大50-80mm，鋼墊底面轉(zhuǎn)角處采用曲面過(guò)渡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述防真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭，其特征在于:重錘的重量為2_5kg。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述防真空效應(yīng)的旋挖鉆機(jī)鉆頭，其特征在于:鉆頭包括鉆頭鋼殼(7)、鉆頭底面(8)、連桿(9)、定位錐(10)、底面轉(zhuǎn)軸(11)、鉆齒(12)、鉆桿(13);鉆頭底面(8 ) 一端通過(guò)底面轉(zhuǎn)軸(11)與鉆頭鋼殼(7 )連接，另一端與連桿(9 )連接，連桿(9 )上設(shè)置有限位彈簧(6)，定位錐(10)安裝在鉆頭底面(8)中心，鉆齒(12)設(shè)置在鉆頭底面(8)上，鉆桿(13)通過(guò)圓柱銷(xiāo)(14)與鉆頭相連。
【文檔編號(hào)】E21B10/00GK203756036SQ201420025124
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】曹凈, 楊海星, 劉甜, 劉海明 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)