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钻进卵砾石层用的刮刀钻头

2021-02-28 14:28:49

钻进卵砾石层用的刮刀钻头

  技术领域

  本实用新型涉及桩基施工技术领域,具体讲是一种施工成孔灌注桩时钻进卵砾石层用的刮刀钻头。

  背景技术

  成孔灌注桩是非常成熟的桩基技术,它的施工步骤为,钻机成孔且同步泥浆护壁,待钻进到孔底标高后清孔,然后下放钢筋笼,浇捣混凝土。

  在常规土层中钻进成孔一般是采用的常规的刮刀钻头,它包括顶部的用于与钻杆连接的接头、位于接头下方的芯管、位于芯管底端的钻尖和多把倾斜式的刮刀,每把刮刀内高外低式倾斜,且每把刮刀内端与芯管固定,全部把刮刀外端均与同一个挡圈焊接,该挡圈与芯管之间还设有多把加固用的水平肋板。

  现有技术的刮刀钻头在普通土层中钻进工效优良,但在卵砾石层中钻进时,效率明显不足。这是因为虽然每把刮刀从正面看是内高外低式倾斜,但从厚度方向看,刮刀位于垂直于地面的平面,换句话说,刮刀是位于竖直平面内的正刮刀,而卵砾石层一般是小颗粒的卵砾石和土层的混合形态,正刮刀钻进时,很难嵌入各个卵砾石下方,故容易在卵砾石打滑,所以钻进效率低下;而且,卵砾石层还存在一个最大的风险就是容易塌孔,虽然刮刀钻进时也同步采用了泥浆护壁,但往往泥浆尚未形成稳固的泥皮时塌孔就已经发生了。

  实用新型内容

  本实用新型要解决的技术问题是,提供一种钻进效率高且能防止塌孔的钻进卵砾石层用的刮刀钻头。

  本实用新型的技术解决方案是,提供一种钻进卵砾石层用的刮刀钻头,它包括顶部的用于与钻杆对接的接头、固定在接头下端的芯管和固定在芯管下端的钻尖;芯管下端还固定有多把刮刀;每把刮刀与竖直平面存在夹角,全部刮刀的外端焊接有同一个钢护筒;钢护筒的上端经多根加强肋板与芯管上端固定;钻尖和刮刀下边缘均设有多个截齿;钢护筒的底端也设有多个截齿。

  采用以上结构的钻进卵砾石层用的刮刀钻头与现有技术相比,具有以下优点。

  首先,由于本申请的刮刀与竖直平面存在夹角,即本申请的刮刀是斜刮刀,故钻进时,刮刀呈一定的倾斜角度,利于刮刀嵌入小颗粒的卵砾石底部将其挖起,故避免打滑,明显提高了卵砾石层中的钻进效率;更重要的是,该钻头用钢护筒替代了挡圈,其护壁高度显著增强,对孔壁提供了持续一定时间的直接的物理性支撑,使得泥浆有足够的时间在孔壁形成牢固的泥皮,明显降低了塌孔的概率,且大高度的钢护筒还兼备了较好的扶正作用,确保钻头竖直下钻;最后,由于钻尖、刮刀下方均设置了比合金齿更坚固的截齿,截齿前端也更尖锐,对于密实卵砾石搅动效果明显更好,撬动小颗粒卵砾石效率更高,进一步增强了钻进效率;况且,在钢护筒的底端,也增设了截齿,更进一步的加强了钻进效率。

  作为优选,钢护筒由上护筒和下护筒构成,上护筒的下端径向内凸有上凸环,下护筒的上端径向内凸有下凸环,上凸环和下凸环经螺栓连接;芯管由上管和下管构成,上管下端设有上法兰,下管上端设有下法兰,上法兰和下法兰也经螺栓连接;每把刮刀内端与下管焊接而外端与下护筒内壁焊接;每根加强肋板内端与上管焊接而外端与上护筒内壁焊接;这样,上述结构,实质上是将钻头的各个部件分为两部分,即将易磨损的刮刀、钻尖、下部芯管、下部钢护筒整合在下部,且焊接成一体,这样,一是加强下部结构整体的牢固度,更重要的是,受损后易于整体更换,只需要将两个凸环和两个法兰的螺栓拆掉就可以完成更换,简单方便;而不容易受损的芯管上部、钢护筒上部和加强肋板也焊接成了整体,尽可能加强其牢固度。

  作为进一步优选,上管焊接有多道不同高度的加强肋板,每道加强肋板为四根,沿周向均匀分布;从俯视方向看,每道加强肋板与下一层的加强肋板错开45度;上述结构是基于上一步优选的,正是由于上部各个不易磨损的部件构成了一个整体,且无需更换,所以,可以多加几道加强肋板,提高钢护筒各个高度的强度和稳定性,使其获得更强的护壁和扶正效果,而无需担心磨损后替换时成本材料浪费的问题。

  附图说明

  图1是本实用新型钻进卵砾石层用的刮刀钻头的实施例1的结构示意图。

  图2是图1偏转一定角度后的结构示意图。

  图3是本实用新型钻进卵砾石层用的刮刀钻头的实施例2的结构示意图。

  图4是图3偏转一定角度后的结构示意图。

  图5是本实用新型钻进卵砾石层用的刮刀钻头的实施例2的去掉上护筒后的结构示意图。

  图6是图5偏转一定角度后的结构示意图。

  图中所示1、接头,2、芯管,2.1、上管,2.2、下管,3、钻尖,4、刮刀,5、钢护筒,5.1、上护筒,5.2、下护筒,6、加强肋板,7、截齿,8、上凸环,9、下凸环,10、螺栓,11、上法兰,12、下法兰。

  具体实施方式

  下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

  如图1~图2所示,本实用新型钻进卵砾石层用的刮刀钻头的实施例1,它包括顶部的用于与钻杆对接的接头1、固定在接头1下端的芯管2和固定在芯管2下端的钻尖3。芯管2下端还固定有四把刮刀4,每把刮刀4与竖直平面存在夹角,换句话说,每把刮刀4为不在竖直平面内的斜刮刀。全部刮刀4的外端焊接有同一个钢护筒5;钢护筒5的上端经四多根位于同一高度的加强肋板6与芯管2上端固定。钻尖3和刮刀4下边缘均设有多个截齿7;钢护筒5的底端也设有多个截齿7。该实施例中,芯管2为整体式芯管2,钢护筒5也为整体式钢护筒5。

  如图3~图6所示,本实用新型钻进卵砾石层用的刮刀钻头的实施例2,它与上一个实施例的区别在于:钢护筒5和芯管2均为分体式。

  具体的说,钢护筒5由上护筒5.1和下护筒5.2构成,上护筒5.1的下端径向内凸有上凸环8,下护筒5.2的上端径向内凸有下凸环9,上凸环8和下凸环9经螺栓10连接;芯管2由上管2.1和下管2.2构成,上管2.1下端设有上法兰11,下管2.2上端设有下法兰12,上法兰11和下法兰12也经螺栓10连接。

  本实施例中,四把刮刀4内端与下管2.2焊接而四把刮刀4外端与下护筒5.2内壁焊接;每根加强肋板6内端与上管2.1焊接而每根加强肋板6外端与上护筒5.1内壁焊接。

  与上一个实施例不同之处还有,加强肋板6为分布成不同高度的多道加强肋板6。每道加强肋板6仍然为四根,沿周向均匀分布;从俯视方向看,每道加强肋板6与下一层的加强肋板6错开45度。

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