一種自清淤式鉆孔裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自清淤式鉆孔裝置，特別是一種用于基坑和邊坡支護中土釘和錨桿鉆孔時，實現(xiàn)鉆孔中淤泥自行清除的鉆孔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下停車場、地下商業(yè)廣場、地下行人通道等地下設(shè)施的建設(shè)需要進行基坑支護。土釘支護、錨桿支護、粧錨支護等方法在基坑支護中應(yīng)用及其廣泛，大量土釘和錨桿鉆孔施工在地下水位以下土層中進行。
[0003]現(xiàn)行地下水位以下土層鉆孔技術(shù)中，由于采用干作業(yè)成孔時往往容易造成塌孔，跟管鉆進成本較高，故多采用泥漿護壁鉆孔法。這種鉆孔方法可以把鉆孔過程中的鉆進、出渣、護壁、清孔等工序一次完成。鉆進時鉆機將具有一定壓力(0.1—0.3MPa)的泥漿從鉆桿中心注入孔底，鉆機在頂進鉆桿的同時，通過旋轉(zhuǎn)鉆桿帶動鉆頭削切土體成孔，泥漿攜帶鉆削下來的土肩從鉆桿與孔壁之間的孔隙處排出孔外，回流入泥漿池，待鉆孔到設(shè)計深度后，改換用清水沖洗殘留在鉆孔中的土肩及泥漿進行清孔，直至水流不顯渾濁為止。由于傳統(tǒng)泥漿護壁鉆孔法一般采用平板刀頭，且鉆桿為普通空心鉆桿，一方面，平板刀頭削切土體時容易史土體形成泥團，不易清孔干凈；另一方面，在黏性土層中，尤其是塑性指數(shù)較大的黏性土層中，鉆頭削切下來的土體很容易形成淤泥團，并沉淀于鉆孔底部或下層，難以甚至無法被壓力清水沖洗出鉆孔。由于淤泥團的存在，使得傳統(tǒng)壓水鉆進裝置存在以下兩個致命的缺陷:(1)淤泥團介于灌漿體和土體之間，起到潤滑作用，大大降低了灌漿體與土體之間的摩擦阻力，進而減小土釘或錨桿的抗拔阻力，直接影響基坑或邊坡的安全與穩(wěn)定性；(2)局部淤泥團過厚容易使土釘或錨桿存在嚴(yán)重縮頸現(xiàn)象，甚至斷漿，直接導(dǎo)致土釘或錨桿的抗拔阻力顯著降低，嚴(yán)重影響基坑或邊坡的安全與穩(wěn)定。
[0004]鑒于此，本案發(fā)明人對上述問題進行深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡易、能夠顯著提高鉆孔施工質(zhì)量的自清淤式鉆孔裝置。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采用這樣的技術(shù)方案:
[0007]—種自清淤式鉆孔裝置，包括鉆頭、螺葉鉆桿和空心鉆桿，所述鉆頭包括I號空心鉆桿和連接在I號空心鉆桿上的鋸齒刀頭，在鋸齒刀頭上設(shè)有與I號空心鉆桿內(nèi)壁連通的出水口，在鋸齒刀頭的外表面設(shè)有鋸齒；所述螺葉鉆桿由2號空心鉆桿及在2號空心鉆桿外壁沿軸向焊接的螺葉組成，螺葉數(shù)量根據(jù)土層條件確定，一般不少于3葉；所述空心鉆桿為3號空心鉆桿；鉆頭的I號空心鉆桿，所述螺葉鉆桿的2號空心鉆桿與3號空心鉆桿共同形成壓力水通道。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述鋸齒刀頭由三個刀頭構(gòu)成，每個刀頭由整塊鋼板加工而成，刀頭包括連接部和鉆孔部，三個刀頭的連接部通過焊接方式均勻環(huán)設(shè)在所述I號空心鉆桿的外壁，三個刀頭的連接部相互連接于一線，且連接線位于I號空心鉆桿的軸線上，相鄰兩個鉆孔部之間形成所述出水口。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述I號空心鉆桿靠近所述螺葉鉆桿的一端設(shè)有內(nèi)錐形螺紋部，所述螺葉鉆桿的2號空心鉆桿及3號空心鉆桿的兩端分別設(shè)置有內(nèi)錐形螺紋部和外錐形螺紋部，所述外錐形螺紋部均可以與其它鉆桿的內(nèi)錐形螺紋部緊密對接。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，螺葉鉆桿直接安裝在鉆頭后面，螺葉鉆桿后面連接3號空心鉆桿，3號空心鉆桿數(shù)量根據(jù)鉆孔深度確定。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述I號空心鉆桿、2號空心鉆桿以及3號空心鉆桿外壁在距離鉆桿端頭約10-20cm處設(shè)置有凹槽，便于鉆桿對接。
[0010]采用本發(fā)明的技術(shù)方案，鋸齒刀頭隨著鉆頭鉆孔時可以充分削碎土體，減少鉆孔中淤泥團的形成；螺葉鉆桿上設(shè)置有螺葉，在鉆頭鉆進時能夠?qū)⒉糠钟倌鄨F夾在螺葉之間隨鉆桿一起從鉆孔中拔出；同時，在鉆桿鉆退時，由于螺葉外徑略小于鉆孔直徑，螺葉鉆桿能將沉淀在鉆孔底部或下層的淤泥團從鉆孔內(nèi)部全部擠出，實現(xiàn)在自行清淤功能，保證鉆孔的施工質(zhì)量，提高鉆孔中注漿體與土體的側(cè)摩擦阻力，增加土釘或錨桿的抗拔阻力，提高基坑或邊坡的安全穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明鉆入土層時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明鉆頭的主視圖；
[0013]圖3為本發(fā)明鉆頭的俯視圖；
[0014]圖4為本發(fā)明的螺葉鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:
[0016]1-1號空心鉆桿；2_鋸齒刀頭；3_凹槽；4_內(nèi)錐形螺紋部；5_螺葉鉆桿；6_2號空心鉆桿；7_螺葉；8_外錐形螺紋部；9-3號空心鉆桿；10_鉆孔；11_泥漿；12_淤泥團；13-地面；14_坡面；15_坡地；16_內(nèi)壁；17_鋸齒；18_連接部；19_鉆頭部。
【具體實施方式】
[0017]為了進一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖進行詳細闡述。
[0018]參照圖1至圖4，一種自清淤式鉆孔裝置，包括鉆頭、螺葉鉆桿5和空心鉆桿。所述鉆頭包括I號空心鉆桿I和連接在I號空心鉆桿I上的三個鋸齒刀頭2，在鋸齒刀頭2的外表面設(shè)有鋸齒17，每個刀頭包括連接部18和鉆孔部19，連接部18、鉆孔部19以及鋸齒17由鋼板整體加工成型。三個連接部18均勻環(huán)設(shè)在所述I號空心鉆桿I的外壁，在實施例中，連接部18是采用焊接方式連接在I號空心鉆桿I上的，三個鉆孔部19的交接處位于所述I號空心鉆桿I的軸線上，相鄰兩個鉆孔部19之間形成出水口，在鉆孔時，泥漿從I號空心鉆桿的內(nèi)壁16經(jīng)過并從該出水口中出來。
[0019]在本發(fā)明中，所述螺葉鉆桿5包括2號空心鉆桿6和螺葉7，2號空心鉆桿6的外壁設(shè)有沿2號空心鉆桿6的軸向延伸的螺葉7，螺葉7沿2號空心鉆桿外壁旋轉(zhuǎn)360度為I片螺葉，螺距為15-25cm，螺葉7視土層情況設(shè)置3_10片。
[0020]在本發(fā)明中，所述空心鉆桿為3號空心鉆桿9，3號空心鉆桿9為普通的空心型鉆桿，在鉆孔過程中，通過增加3號空心鉆桿9的數(shù)量鉆進到鉆孔深度。
[0021]作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述鉆頭的I號空心鉆桿I的內(nèi)錐形螺紋部4與所述螺葉鉆桿的2號空心鉆桿的外錐形螺紋部8緊密對接，2號空心鉆桿的內(nèi)錐形螺紋部4與固定在鉆孔機械上的鉆桿的外錐形螺紋部緊密對接，鉆機通過對鉆桿施加扭矩和頂升力，施加的扭矩能旋轉(zhuǎn)鉆桿進而帶動鉆頭削切土體，頂升力能頂進鉆桿實現(xiàn)鉆進，同時通過各空心鉆桿內(nèi)部的壓水通道注入泥漿11，不僅能將鉆頭削切的土體稀釋流出鉆孔，而且能對孔壁形成一定的圍壓進而保證孔壁的穩(wěn)定。當(dāng)2號空心鉆桿6與鉆孔機械的對接口距離坡面15-30厘米時，暫停鉆進，用專用卡鉗卡住2號空心鉆桿6的凹槽3，鉆機鉆退使鉆機鉆桿與2號空心鉆桿6分離，然后將3號空心鉆桿9的外錐形螺紋部8和內(nèi)錐形螺紋部4分別對準(zhǔn)2號空心鉆桿的內(nèi)錐形螺紋部4和鉆機鉆桿的外錐形螺紋部8，發(fā)動鉆孔機械鉆進，實現(xiàn)鉆桿接長。當(dāng)鉆桿長度不夠時，依次接入其余3號空心鉆桿9，直至鉆孔至設(shè)計深度。然后換用清水注入鉆孔進行洗孔，當(dāng)孔口流出清水時，一邊旋轉(zhuǎn)鉆桿一邊退出鉆桿，螺葉鉆桿退出鉆孔后，完成鉆孔。
[0022]由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比:
[0023]現(xiàn)有的泥漿護壁鉆孔法的鉆進裝置采用的是平板刀頭和普通空心鉆桿，平板刀頭是成團削切土體，土體一般成團狀或塊狀，不宜分解并排出鉆孔；普通空心鉆桿直徑較小，在鉆孔中沉淀形成的淤泥團僅靠壓力水難以清除。因此，會導(dǎo)致鉆孔底部或下層聚集淤泥團，軟化注漿體與土體截面的摩擦阻力，大大降低土釘或錨桿的抗拔阻力，直接影響基坑或邊坡的安全與穩(wěn)定性。
[0024]參照圖1，圖1中13代表地面，14代表坡面，15代表坡底，本發(fā)明自清淤式鉆孔裝置中鉆頭中安裝有鋸齒刀頭，在鉆孔掘進過程中能將充分削切、粉碎土體，減少淤泥團12的形成，便于將土肩排出。所述鉆頭的后端連接具有螺葉7的螺葉鉆桿5，在鉆進過程中，螺葉7能進一步削切土體及形成的淤泥團12，在鉆桿退出過程中，螺葉鉆桿5能直接將削切后夾雜在螺葉7之間的淤泥團12以及在螺葉鉆桿后側(cè)沉淀的淤泥團12從鉆孔10中清出。由于上述裝置的應(yīng)用，能充分甚至完全將鉆孔10中的淤泥團12清除，增強注漿體與土體的摩擦阻力，使得土釘或錨桿的抗拔阻力大大增加，提高基坑或邊坡的安全與穩(wěn)定。
[0025]發(fā)明的產(chǎn)品形式并非限于本案圖示和實施例，任何人對其進行類似思路的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【主權(quán)項】
1.一種自清淤式鉆孔裝置，其特征在于:包括依次銜接的鉆頭、螺葉鉆桿和空心鉆桿，所述鉆頭包括1號空心鉆桿和連接在1號空心鉆桿上的鋸齒刀頭，在鋸齒刀頭上設(shè)有與1號空心鉆桿的內(nèi)壁連通的出水口，在鋸齒刀頭的外表面設(shè)有鋸齒；所述螺葉鉆桿由2號空心鉆桿及在所述2號空心鉆桿的外壁沿軸向焊接的螺葉組成；所述空心鉆桿為3號空心鉆桿；所述1號空心鉆桿的內(nèi)壁、所述2號空心鉆桿的內(nèi)壁、所述3號空心鉆桿的內(nèi)壁以及所述出水口共同形成壓力水通道。2.如權(quán)利要求1所述的自清淤式鉆孔裝置，其特征在于:所述鋸齒刀頭由三個刀頭構(gòu)成，每個刀頭由整塊鋼板加工而成，刀頭包括連接部和鉆孔部，三個刀頭均勻環(huán)設(shè)在所述1號空心鉆桿的外壁，刀頭的連接部焊接在1號空心鉆桿外壁上，刀頭鉆孔部與另外兩個刀頭的相應(yīng)端焊接，且三個刀頭的交接處位于所述1號空心鉆桿的軸線上，相鄰兩個鉆孔部之間形成所述出水口。3.如權(quán)利要求3所述的自清淤式鉆孔裝置，其特征在于:所述1號空心鉆桿連接所述螺葉鉆桿，所述螺葉鉆桿由2號空心鉆桿以及在其四周按一定螺距環(huán)設(shè)的螺葉組成，所述螺葉鉆桿連接多根所述空心鉆桿，不同鉆桿通過內(nèi)、外錐形螺紋部緊密連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自清淤式鉆孔裝置，包括鉆頭、螺葉鉆桿和空心鉆桿，所述鉆頭包括1號空心鉆桿和連接在1號空心鉆桿上的鋸齒刀頭，在鋸齒刀頭上設(shè)有與1號空心鉆桿的內(nèi)壁連通的出水口，在鋸齒刀頭的外表面設(shè)有鋸齒；所述螺葉鉆桿由2號空心鉆桿和在2號空心鉆桿外壁軸向焊接的螺葉構(gòu)成；所述空心鉆桿為3號空心鉆桿；所述1號、2號、3號空心鉆桿內(nèi)壁形成聯(lián)通的壓力水通道。這樣，鋸齒刀頭隨著鉆頭鉆孔時可以充分削碎土體，減少鉆孔中淤泥團的形成；同時，由于螺葉外徑略小于鉆孔直徑，鉆退時螺葉還能將沉淀在鉆孔底部或下層的淤泥團全部擠出鉆孔，實現(xiàn)在自行清淤功能，保證鉆孔的施工質(zhì)量，提高土釘或錨桿的抗拔承載力。
【IPC分類】E21B10/60, E21B10/42, E02D5/74, E21B17/22
【公開號】CN105275413
【申請?zhí)枴緾N201510754819
【發(fā)明人】俞縉, 涂兵雄, 蔡燕燕, 劉士雨
【申請人】華僑大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月9日