一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头的制作方法
【专利摘要】一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，包括：上搅拌桩钻头（1）、下搅拌桩钻头（2）、及使上、下搅拌桩钻头连接、密封的卡环（3）。本发明的优点是：对传统搅拌桩钻头的上、下叶片（12）、（23）的厚度、间距及结构进行了实质性改进，从根本上解决了水泥土搅拌桩钻头对地层适应性差、搅拌不均匀、易糊钻等缺点，设计合理、经济，结构简单，安装操作方便，成桩效果好；对传统搅拌桩钻头进行了改进，设计合理，结构简单，安装操作方便，密闭性可靠，成桩效果好，经济实用。
【专利说明】一种伸缩式防糊钻搅拌粧钻头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钻具，用于建筑物复合地基基础等岩土工程施工中，尤其适用于上硬下软及高塑性软土等复杂地层的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头。
【背景技术】
[0002]水泥土搅拌桩具有施工简便、成本低廉等优点，广泛应用于地基处理、基坑支护及止水帷幕桩等岩土工程领域，但搅拌桩在现有设备条件下，施工中存在如下问题:(I)对地层的适应性差，比如沿海地域存在较多的软硬交错地层，较硬地层，施工效率低，钻头磨损严重，成本高；较软地层，尤其对于高塑性粘土，糊钻现象严重，成桩质量根本无法保证，特别是对于软土中存在夹砂层、铁质胶结层、孤(块)石容易掉钻或钻进困难。(2)喷射介质(水泥浆或者是粉状物质)与土层搅拌不均匀，达不到设计要求，影响桩身强度。为解决这些问题，出现了许多改进型搅拌桩钻头，具有代表性的如专利200720131767.3强制双向水泥土搅拌桩钻头，通过机械方法控制内、外钻杆相向转动来达到搅拌均匀、防止糊钻目的，虽一定程度上达到效果，但其结构复杂，需要对桩机进行相应的改造，成本较高。再如发明专利200810052460.3用于软土或松软土加固搅拌桩的多方位立体搅拌桩钻头，通过在主叶片上设置以主叶片为旋转轴进行旋转的、不带动力的至少一组搅拌轮，来提高搅拌桩体的均匀性和强度。但其对地层的适应性差，若遇到硬质地层或含孤石、块石地层时，搅拌轮易损坏，且在高塑性粘土中容易发生糊钻。总之，目前对搅拌桩钻头改进主要朝这两个思路，第一，通过改装桩机，提供正反力矩来解决糊钻问题；第二，通过改进传统钻头结构，实现搅拌均匀，提高成桩质量。但均为对钻头的某单一方面进行改进，设计结构相对复杂，成本较高，不能完全从根本上解决目前搅拌桩施工存在的这些问题。
[0003]因此，对现有搅拌桩钻头进行根本上的改进设计是十分必要的，否则势必会限制水泥土搅拌桩工艺的适用性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种设计合理、结构简单的搅拌桩钻头，以从根本上解决在现有技术存在的地层适应性差、易糊钻、结构复杂和成本较高等问题，本发明可以直接安装在现有的桩机上。
[0005]一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，包括:上搅拌桩钻头、下搅拌桩钻头、及使上、下搅拌桩钻头连接、密封的卡环。
[0006]所述的上搅拌桩钻头，包括:上搅拌桩钻杆和与上搅拌桩钻杆连接的上钻头叶片；上钻头叶片上设置有用于切削地层的上钻头硬质合金钻齿，上搅拌桩钻杆上设置有用于伸缩的内螺纹、供螺销(栓)固定的螺孔及供钻杆连接的卡槽。
[0007]所述的下搅拌桩钻头，包括:下搅拌桩钻杆和与下搅拌桩钻杆连接的下钻头叶片；下钻头叶片上设置有用于切削地层的下钻头硬质合金钻齿，下搅拌桩钻杆上设置有用于伸缩的外螺纹和供螺销(栓)固定的螺孔，且下搅拌桩钻杆底部还设置有喷射浆液的出浆孔。[0008]所述的卡环(详见大样图6)，是由上、下页片通过螺栓和页片上的螺栓孔连接成为一体，卡环上开有供螺销(栓)固定的螺孔，还有用于密封的胶垫及供螺销固定的凹槽。
[0009]进一步的，上述技术方案中，所述的上搅拌桩钻头、下搅拌桩钻头均为一整体，一次成型，通过内螺纹及外螺纹伸缩连接，并由卡环配合螺销进行密封、固定。
[0010]进一步的，上述技术方案中，所述的上、下钻头叶片呈立体十字交叉，它们的厚度m及间距H有一定理论要求，为确保相当于同一质点地层切割次数在28次以上，叶片厚度增加到m，且要求上下叶片运动轨迹不重叠，切割均匀，不糊钻，将叶片间距设计为H，整个钻头共有(A)、(B)、(C)三个档位，分别对应故、H2、H3,其具体计算方式如下:
[0011]如图5所示，搅拌时，上、下钻头叶片端部任意一点的运动轨迹方程为:
[0012]
【权利要求】
1.一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:包括:上搅拌桩钻头(I)、下搅拌桩钻头(2 )、及使上、下搅拌桩钻头连接、密封的卡环(3 )。
2.根据权利要求1所述的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:所述的上搅拌桩钻头(I )，包括:上搅拌桩钻杆(13)和与上搅拌桩钻杆(13)连接的上钻头叶片(12);上钻头叶片(12)上设置有用于切削地层的上钻头硬质合金钻齿(121 )，上搅拌桩钻杆(13)上设置有用于伸缩的内螺纹(131)、供螺销/栓固定的螺孔(9)及供钻杆连接的卡槽(132)。
3.根据权利要求1所述的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:所述的下搅拌桩钻头(2)，包括:下搅拌桩钻杆(24)和与下搅拌桩钻杆(24)连接的下钻头叶片(23);下钻头叶片(23)上设置有用于切削地层的下钻头硬质合金钻齿(231)，下搅拌桩钻杆(24)上设置有用于伸缩的外螺纹(241)和供螺销/栓固定的螺孔(9)，且下搅拌桩钻杆(24)底部还设置有喷射浆液的出浆孔(242 )。
4.根据权利要求1所述的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:所述的卡环(3)，是由上、下页片通过螺栓(33)和页片上的螺栓孔(39)连接成为一体，卡环(3)上开有供螺销/栓固定的螺孔(9)，还有用于密封的胶垫(34)及供螺销(32)固定的凹槽(35)。
5.根据权利要求1所述的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:所述的上搅拌桩钻头(I)、下搅拌桩钻头(2)均为一整体，一次成型，通过内螺纹(131)及外螺纹(241)伸缩连接，并由卡环(3)配合螺销(32)进行密封、固定；卡环(3)是由上、下页片组成，通过螺栓(33)连接成一体。
6.根据权利要求1、4所述的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:所述的卡环(3 )上有用于密封的胶垫(34)及供螺销(32 )固定的凹槽(35 )，螺销(32 )有与其配套的弹簧垫及胶垫。
7.根据权利要求1、4、6所述的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:所述的卡环(3)上的胶垫(34)对应A、B、C三个档位有三种规格，如钻头位于A档位时，A处对应的胶垫开有相应的螺孔，B、C档位处不开螺孔，依次类推。
8.根据权利要求3所述的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:所述的出浆孔(242)毗邻下叶片，位于其上方，直径为IOmm左右，确保足够的喷浆压力，防止孔口堵塞，保证成桩效果。
9.根据权利要求4所述的一种伸缩式防糊钻搅拌桩钻头，其特征在于:所述的螺销(32)必须能承受一定的扭矩，以保证钻头的正常工作。
【文档编号】E21B10/43GK103758460SQ201310343297
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】杨昌斌, 吕桂生, 朱白涛, 李晓柱, 孙黎 申请人:中冶集团武汉勘察研究院有限公司