专利名称：多功能自动扩径钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种桩基施工设备，特别涉及一种在桩基施工钻孔过程中能够自动扩径的钻头。
背景技术：
在本实用新型发明之前，在软土地基处理的桩基施工中，采用钻杆及钻头进行桩基施工，单桩一般采用固定式钻头，所打桩呈现的是从桩顶到桩底，其桩径一致，直上直下，如浆喷桩、沉管桩等均是如此。如果要扩大桩径，则须采用二次更换钻头的方式，如爆扩桩、沉管夯扩桩，这在桩基施工中是相当费时费力，施工工艺也复杂，而且一旦桩基某深度需要扩径，就形成该深度以上部分均为相同桩径，增加了不必要的工作量，无法针对不同的地层改变其桩径，也无法充分发挥桩在不同地质条件下的作用。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种能够根据不同土层情形，以及桩受力变化，在桩基施工过程中可以自动扩径的钻头。
本发明的技术方案是多功能自动扩径钻头，包括钻杆、固定叶片，其主要技术特征在于在固定叶片末端转动连接扩径叶片。
其进一步的技术方案是其技术特征在于扩径叶片与固定叶片转动连接有一定范围。
本实用新型的优点和效果在于根据桩基施工过程中主被动土压力差值与土层的摩阻力并利用之，通过钻杆的正、反向旋转完成桩身施工中自动扩大或收缩钻头，从而达到在桩基施工中任意位置扩大桩径或缩小桩径的目的。不仅解决了现有技术中需要进行二次更换钻头、费工费时和施工工艺复杂的缺陷，而且可以在任意位置扩大或缩小桩径，可以进行多种桩基施工，如在深层搅拌桩施工中可根据桩的受力状况、土层软硬变化情况及持力层特性施工出钉形桩、扩底桩及葫芦形桩等，充分发挥深层搅拌桩处理不同土层的能力；又如在土层的锚杆施工中，自由段可用于小直径桩，而在锚固端则可用本实用新型以扩大锚杆直径而加大锚固力。
本实用新型适用于采用钻杆转动施工的如土层锚杆、深层搅拌桩、喷粉桩、注浆桩等。
由于本实用新型的应用，可以更大地扩大桩间距及桩长，大大节省工程的造价。
本实用新型采用机械的方法扩大或缩小桩径，故结构简单；仅通过操作钻杆电机的正、反向旋转来扩大或缩小桩径，所以操作非常可靠、容易，这对于野外施工是非常重要的。其成本也是非常低的，经济上易普及。
图1——本实用新型结构原理示意图。
图2——图1的俯视图。
具体实施方式
如图1、图2所示，钻杆1(可以是单层或双层钻杆)的顶端两侧设置固定叶片2，现有技术中就是用此进行打孔的。在固定叶片2的末端，也就是外端，设置一个转动轴4，固定叶片2通过转动轴4与扩径叶片5转动连接，因为是转动连接，设置一个转动方向和角度限制，本例中，扩径叶片5围绕固定叶片2末端上的转动轴4打开时作顺时针转动，最大转动角度(或称打开的最大角度是180度)；收扰时作逆时针转动，收扰后的最小角度为30度，以防止需要打开扩径叶片5时出现打不开(死机)的情形。
正常钻孔时，即不扩大孔径的情形下，钻杆1作顺时针转动向下钻孔，扩径叶片5处于收拢状态，不会打开。如需要扩大钻孔孔径，则此时钻杆1改变旋转方向作逆时针转动向下钻孔，扩径叶片5作顺时针转动打开，从30度不断增大，直至需要的角度，甚至是完全打开的180度。为了保证使扩径叶片5打开，扩径叶片5一侧(向内一侧即内侧)设置的侧翼板6起导向和在软弱土层中提供更大的压力差值，即提供打开的动力，保证钻头更好地扩大或收缩。同时，为了保证扩径叶片5平行打开，不产生抖动、偏差，在扩径叶片5靠近转动轴4处的防倾斜块3能够避免出现倾斜。当不需要扩径钻孔时，则改变钻杆1的旋转方向，作顺时针转动，则扩径叶片5受力，迫使扩径叶片5向内收缩，即作逆时针转动，扩径叶片5逐渐收扰，直至收扰至与固定叶片2的夹角为30度。
在钻孔过程中如何确定遇到软土层需要打开扩径叶片5，以及扩径叶片5是否打开及打开的程度，则是根据钻杆1上端的电机(本例附图中未画出，省略)的电流值大小来确定。当钻头受力减弱，电机电流值明显小，表明钻头所处位置是施工小桩状态；当打开扩径叶片5时，电机电流值突然增大，输出功率大，孔径增大，直至扩径叶片5完全打开时电机电流值最大。不需要扩径或扩径结束，扩径叶片5收扰，电机电流值明显减小。
由此，使用本实用新型后，在地面深处所钻孔的孔径可以出现或大或小的情形，以适应不同土质。这是使用本实用新型后最主要的作用和效果。
本实用新型的原理可以应用到其它类似于本实施例所描述的情形。
权利要求1.多功能自动扩径钻头，包括钻杆、固定叶片，其特征在于在固定叶片末端转动连接扩径叶片。
2.根据权利要求1所述的多功能自动扩径钻头，其特征在于扩径叶片与固定叶片转动连接有一定范围。
3.根据权利要求2所述的多功能自动扩径钻头，其特征在于扩径叶片与固定叶片转动连接范围为30度至180度。
4.根据权利要求1所述的多功能自动扩径钻头，其特征在于在靠近转动轴的扩径叶片上设置防倾斜块。
5.根据权利要求1所述的多功能自动扩径钻头，其特征在于在扩径叶片内侧设置侧翼板。
专利摘要本实用新型涉及一种在钻孔过程中能够自动扩径的钻头。本实用新型采用在固定叶片末端上转动连接扩径叶片，使扩径叶片在钻孔过程中可以在一种旋转方向时收扰，在另一旋转方向时打开，从而可以在地基深处打出可大可小的孔，解决了现有技术中遇到软土层或其它土层时无法解决的坍塌甚至造成所打孔报废的难题。本实用新型结构极简单，但操作容易、可靠，且效果极佳，而其成本却非常低。
文档编号E21B10/26GK2895696SQ20052007701
公开日2007年5月2日 申请日期2005年11月3日 优先权日2005年11月3日
发明者刘松玉, 储海岩, 宫能和, 冯锦林 申请人:南京路鼎搅拌桩特种技术有限公司