鉆孔灌注樁擴(kuò)孔工具技術(shù)研究

1、應(yīng)用背景旋挖鉆孔灌注樁，是指由旋挖鉆機(jī)施工的樁型。旋挖鉆機(jī)通過(guò)底部帶有活門的筒式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎泥土，并直接將泥土裝入鉆斗內(nèi)，然后再由鉆機(jī)提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取土卸土，直至目標(biāo)深度。護(hù)筒埋設(shè)是旋挖鉆孔灌注樁施工中的必經(jīng)步驟，護(hù)筒一般為鋼板，用于定位并保護(hù)灌注樁孔口，防止地面石塊掉入孔內(nèi)及孔口坍塌，護(hù)筒外徑比灌注樁樁徑大?，F(xiàn)有應(yīng)用中，需先由旋挖鉆機(jī)進(jìn)行護(hù)筒孔的旋挖或者采用靜壓的方式將護(hù)筒預(yù)埋，然后再更換為灌注樁孔直徑大小的鉆頭，進(jìn)行灌注樁孔的旋挖，每鉆一個(gè)灌注樁孔需要更換一個(gè)鉆頭，成本高、效率低。2、工具組成鉆孔灌注樁鉆具，包括用于鉆孔并用于將泥土運(yùn)出孔外的筒式鉆頭，筒式鉆頭側(cè)壁上設(shè)有排水孔，其特征在于：還包括貫穿排水孔并伸出筒式鉆頭側(cè)壁外用于擴(kuò)孔的擴(kuò)孔桿，擴(kuò)孔桿穿過(guò)筒式鉆頭的軸線，擴(kuò)孔桿上設(shè)有用于將擴(kuò)孔桿在垂直于筒式鉆頭軸線方向固定在筒式鉆頭上的定位桿。鉆孔灌注樁鉆具，其特征在于：排水孔位于與筒式鉆頭軸線方向垂直的平面上。鉆孔灌注樁鉆具，其特征在于：定位桿包括第一定位桿和第二定位桿，第一定位桿和第二定位桿位于排水孔的兩端外側(cè)，第一定位桿和第二定位桿將擴(kuò)孔桿夾持固定在筒式鉆頭上。鉆孔灌注樁鉆具，其特征在于：第一定位桿包括用于和擴(kuò)孔桿固定連接的固定部以及用于防止擴(kuò)孔桿沿?cái)U(kuò)孔桿軸向移動(dòng)的定位部。鉆孔灌注樁鉆具，其特征在于：定位部第一端固定在固定部上并與筒式鉆頭外壁抵接，定位部的第二端遠(yuǎn)離筒式鉆頭。鉆孔灌注樁鉆具，其特征在于：第二定位桿包括用于避免擴(kuò)孔桿從排水孔脫出的限位桿以及固定在擴(kuò)孔桿上用于安裝限位桿的限位基座。鉆孔灌注樁鉆具，其特征在于。（1）限位桿為螺紋桿，限位基座為螺母。（2）擴(kuò)孔桿兩端與筒式鉆頭軸線的距離相同。（3）筒式鉆頭外壁上與定位桿接觸位置設(shè)有用于防磨的防磨墊。（4）擴(kuò)孔桿為廢棄鋼筋。3、應(yīng)用簡(jiǎn)述本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在現(xiàn)有的旋挖鉆機(jī)筒式鉆頭上設(shè)置擴(kuò)孔桿,不更換鉆頭即可實(shí)現(xiàn)灌注樁孔和護(hù)筒孔的一次挖掘。擴(kuò)孔桿貫穿筒式鉆頭側(cè)壁上的排水孔，架設(shè)在筒式鉆頭上，擴(kuò)孔桿通過(guò)定位桿固定在筒式鉆頭上，使得擴(kuò)孔桿在垂直于筒式鉆頭軸線的方向上無(wú)法移動(dòng)，且擴(kuò)孔桿穿過(guò)筒式鉆頭的軸線，擴(kuò)孔桿跟隨筒式鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，通過(guò)設(shè)置擴(kuò)孔桿的長(zhǎng)度使得擴(kuò)孔桿可以挖掘出與筒式鉆頭同心的護(hù)筒孔。本工具中鉆孔灌注樁鉆具，可以不更換鉆頭實(shí)現(xiàn)灌注樁孔和護(hù)筒孔的一次挖掘，且可以通過(guò)調(diào)整擴(kuò)孔桿尺寸適用于不同規(guī)格的護(hù)筒孔的挖掘，大幅提高了施工操作的工作效率，且成本低廉，操作方便。4、使用步驟說(shuō)明及詳細(xì)操作描述為了使本工具所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更清楚，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本工具進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本工具，并不用于限定本工具。當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件，他可以直接在另一個(gè)元件上或者間接在該另一個(gè)元件上。當(dāng)一個(gè)元件被稱為是“連接于”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或間接連接至該另一個(gè)元件上需要理解，術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅為了便于描述本工具和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本工具的限制。術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本工具的描述中，“多個(gè)”、“若干個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定?，F(xiàn)對(duì)本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具進(jìn)行說(shuō)明（圖1）。旋挖鉆機(jī)通過(guò)筒式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎泥土，并直接將泥土裝入鉆頭內(nèi)，然后再由鉆機(jī)提升裝置和伸縮鉆桿將鉆頭提出孔外卸土，進(jìn)行灌注樁樁孔的挖掘。本實(shí)施例中，A向?yàn)橥彩姐@頭軸線方向，同樣也是灌注樁孔和護(hù)筒孔軸線方向，鉆孔灌注樁鉆具包括用于鉆孔并將泥土運(yùn)出孔外的筒式鉆頭1，筒式鉆頭1的外徑尺寸為灌注樁樁孔的直徑尺寸，筒式鉆頭1側(cè)壁上設(shè)有用于排水的排水孔101，排水孔101一般設(shè)置在筒式鉆頭側(cè)壁上端，還包括用于擴(kuò)孔的擴(kuò)孔桿2，擴(kuò)孔桿2穿過(guò)排水孔101，架設(shè)在筒式鉆頭1上，擴(kuò)孔桿2同時(shí)穿過(guò)筒式鉆頭1的軸線，擴(kuò)孔桿2的兩端伸出筒式鉆頭1的側(cè)壁外，擴(kuò)孔桿2遠(yuǎn)離筒式鉆頭1軸線端與筒式鉆頭1軸線沿垂直A向的距離比護(hù)筒的半徑大2mm。擴(kuò)孔桿2上設(shè)有定位桿，定位桿固定在擴(kuò)孔桿2上，當(dāng)擴(kuò)孔桿2穿過(guò)排水孔101放置在筒式鉆頭1上時(shí)，定位桿與筒式鉆頭1接觸并固定，防止擴(kuò)孔桿2在垂直于筒式鉆頭軸線方向上移動(dòng)。定位桿可以焊接在筒式鉆頭1上，也可以通過(guò)結(jié)構(gòu)卡接在筒式鉆頭1上。當(dāng)筒式鉆頭1旋轉(zhuǎn)時(shí)，擴(kuò)孔桿2跟隨筒式鉆頭1一起旋轉(zhuǎn)，且沿垂直于筒式鉆頭軸線的方向無(wú)法移動(dòng)，擴(kuò)孔桿2不會(huì)在離心力作用下移動(dòng)，擴(kuò)孔桿2的端部對(duì)泥土進(jìn)行切削，獲得目標(biāo)尺寸的護(hù)筒孔。本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在現(xiàn)有的旋挖鉆機(jī)筒式鉆頭上設(shè)置擴(kuò)孔桿，擴(kuò)孔桿穿過(guò)筒式鉆頭側(cè)壁上的排水孔，架設(shè)在筒式鉆頭上，擴(kuò)孔桿通過(guò)定位桿固定在筒式鉆頭上，使得擴(kuò)孔桿在垂直于筒式鉆頭軸線的方向上無(wú)法移動(dòng)，且擴(kuò)孔桿穿過(guò)筒式鉆頭的軸線，擴(kuò)孔桿跟隨筒式鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，通過(guò)設(shè)置擴(kuò)孔桿的長(zhǎng)度使得擴(kuò)孔桿可以挖掘出與筒式鉆頭同心的護(hù)筒孔。本工具中鉆孔灌注樁鉆具，可以不更換鉆頭實(shí)現(xiàn)灌注樁孔和護(hù)筒孔的一次挖掘，且可以通過(guò)調(diào)整擴(kuò)孔桿尺寸適用于不同規(guī)格的護(hù)筒孔的挖掘，大幅提高了施工操作的工作效率，且成本低廉，操作方便。作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，排水孔101位于與筒式鉆頭1軸線方向A垂直的平面上，排水孔101為多個(gè)，其中兩個(gè)排水孔101圓心的連線穿過(guò)筒式鉆頭1的軸線。實(shí)際應(yīng)用中，筒式鉆頭1垂直布置，排水孔101有2個(gè)，水平對(duì)稱布置，擴(kuò)孔桿2通過(guò)排水101后，水平布置，則擴(kuò)孔桿在擴(kuò)孔的時(shí)候，僅承受水平方向上的擠壓力。作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，定位桿包括第一定位桿3和第二定位桿4，第一定位桿3和第二定位桿4布置排水孔2的外側(cè)，第一定位桿3和第二定位桿4將擴(kuò)孔桿2夾持固定在筒式鉆頭1上。擴(kuò)孔桿2架設(shè)在筒式鉆頭1上時(shí)，在重力的作用下，擴(kuò)孔桿2位于排水孔101的底部，第一定位桿3和第二定位桿4將擴(kuò)孔桿2沿?cái)U(kuò)孔桿2軸向固定，在擴(kuò)孔桿2進(jìn)行擴(kuò)孔挖掘時(shí)，可以分別承受來(lái)自對(duì)稱側(cè)的擠壓力。作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，第一定位桿3包括固定部301和用于防止擴(kuò)孔桿2沿?cái)U(kuò)孔桿軸向移動(dòng)的定位部302，固定部301用于將第一定位桿3固定在擴(kuò)孔桿2上，固定部301與擴(kuò)孔桿2面接觸，沿?cái)U(kuò)孔桿軸向方向焊接在擴(kuò)孔桿2上，連接穩(wěn)定可靠，定位部302同時(shí)焊接在固定部301上和擴(kuò)孔桿2上，定位部302與固定部301構(gòu)成一個(gè)“L”型。第一定位桿3的定位部302的焊接端與筒式鉆頭1外壁抵接，定位部302距離筒式鉆頭軸線的距離為筒式鉆頭半徑，定位部302另一端向外傾斜，遠(yuǎn)離筒式鉆頭1，方便將擴(kuò)孔桿2架設(shè)在筒式鉆頭1上。作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，擴(kuò)孔桿2水平布置，第一定位桿3垂直向下位的筒式鉆頭1的外壁兩側(cè)，擴(kuò)孔桿2穿過(guò)排水孔101架設(shè)在筒式鉆頭1，由于重力原因，第一定位桿3位于擴(kuò)孔2下方，沿筒式鉆頭軸線方向A，即豎直方向，擴(kuò)孔桿2頂端距離第一定位桿3底端的距離小于排水孔101的直徑，則可以將固定有第一定位桿3的擴(kuò)孔桿2從排水孔101中取出。實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)護(hù)筒外徑的尺寸設(shè)計(jì)多組擴(kuò)孔桿2，并將第一定位桿3提前固定在擴(kuò)孔桿2上，構(gòu)成擴(kuò)孔組件，擴(kuò)孔時(shí)，僅需要更換即擴(kuò)孔組件即可實(shí)現(xiàn)不同尺寸護(hù)筒孔的挖掘，大幅提高了工作效率。圖1和圖2，作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，第二定位桿4包括限位桿401和固定在擴(kuò)孔桿2上的限位基座402，限位桿401用于避免擴(kuò)孔桿2從排水孔101脫出，限位基座402用于固定限位桿401。作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，限位桿401為螺紋桿，限位基座402為螺母。螺母焊接在擴(kuò)孔桿2上，螺母軸線與筒式鉆頭1軸線平行，且螺紋桿旋入螺母后與筒式鉆頭1外壁接觸。螺紋桿的長(zhǎng)度大于排水孔101的直徑。實(shí)際應(yīng)用中，固定有第一定位桿3的擴(kuò)孔桿端穿過(guò)排水孔101，第一定位桿3到達(dá)排水孔101外側(cè)，第二定位桿4為排水孔101的另一側(cè)，將螺紋桿旋入合適位置，使得螺紋桿的兩端在豎直方向上超出排水孔101，螺紋桿和第一定位桿3的定位部302將筒式鉆頭1沿?cái)U(kuò)孔桿2軸向固定，且螺紋桿可以防止擴(kuò)孔桿2從排水孔101中脫出。本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，排水孔101有多個(gè)，在同一平面上至少有兩個(gè)排水孔101，兩個(gè)排水孔101圓心的連線穿過(guò)筒式鉆頭1的軸線，保障擴(kuò)孔桿2放入后穿過(guò)筒式鉆頭1的軸向。同時(shí)沿著鉆頭軸線方向A向上，設(shè)有多排排水孔101，排水孔101的尺寸可以不同，適用于不同工況。作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，擴(kuò)孔桿2兩端與筒式鉆頭1軸線的距離相同，擴(kuò)孔桿2對(duì)稱布置在筒式鉆頭1上，擴(kuò)孔桿2的桿長(zhǎng)比目標(biāo)護(hù)筒外徑尺寸大4?mm。作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，筒式鉆頭1外壁上與定位桿接觸位置設(shè)有用于防磨的防磨墊5，防磨墊5有多個(gè)，可隨時(shí)進(jìn)行更換，減少擴(kuò)孔桿2擠壓筒式鉆頭1對(duì)筒式鉆頭1造成的損害。作為本工具提供的鉆孔灌注樁鉆具的一種具體實(shí)施方式，擴(kuò)孔桿2和第一定位桿3均采用廢棄的鋼筋焊接而成，擴(kuò)孔桿2可以由一根鋼筋組成也可以由多根長(zhǎng)度相同的鋼筋并行