專利名稱：變截面樁成孔器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑基礎施工變截面樁的成孔裝置，尤其是由外管、內(nèi)管、上刀桿、下刀桿和超前兩翼小鉆頭組成的變截面樁成孔器。
使用專利CN-ZL95213581.7復合式變截面樁成孔器施工樁孔，當需要在松軟土層擴孔時，由于土的強度較低，鉆頭固定翼片和超前兩翼小鉆頭在軸向壓力作用下會繼續(xù)向下鉆進，而難以產(chǎn)生使擴孔刀桿張開的軸向約束反力，擴孔刀桿便不能完全張開，因此就會影響到成孔質(zhì)量，也即復合式變截面樁成孔器的使用范圍受到了限制。
本實用新型的任務是提供一種變截面樁成孔器，它既可以進行基孔鉆進，又能夠適應不同的土層，使擴孔刀桿在設計要求的孔段完全張開擴孔，這樣就擴大了變截面樁的施工范圍。
本實用新型的任務是以如下的方式實現(xiàn)的一是將復合式變截面樁成孔器用于基孔鉆進的固定翼片改為切削翼板，并在切削翼板刀片的回轉(zhuǎn)面之上下10mm的位置安裝滑板，該滑板的底面與切削翼板刀片的回轉(zhuǎn)面即其切削成的圓錐形孔底相吻合；二是在超前兩翼小鉆頭刀片的回轉(zhuǎn)面之上下10mm的位置安裝滑板，該滑板的底面與超前兩翼小鉆頭刀片的回轉(zhuǎn)面即其切削成的圓錐形孔底相吻合；三是將復合式變截面樁成孔器下支座的位置抬高，置于切削翼板的上方。通過上述改進以后，本實用新型在進行基孔鉆進時，由切削翼板刀片及超前兩翼小鉆頭刀片切削土層，擴孔時則由滑板在孔底滑行。由于滑板與孔底的接觸面積很大，可以承受擴孔刀桿張開時的軸向壓力，因而能夠產(chǎn)生約束反力，使擴孔刀桿完全張開實施擴孔作業(yè)。
本實用新型適合于在各類土層中施工變截面樁樁孔，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、加工費用低廉的優(yōu)點。因為孔內(nèi)有泥漿循環(huán)，滑板滑行的阻力遠小于基孔鉆進的阻力，所以它不會給鉆桿和鉆機帶來超負荷影響。
由于目前使用的鉆桿既有法蘭、牙嵌等非螺紋連接的(可以順、逆時針回轉(zhuǎn))，又有螺紋連接的(只能順時針回轉(zhuǎn))，因此以下將結(jié)合附圖對本實用新型不同的實施方案作詳細描述。


圖1是以非螺紋連接的鉆桿使用本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1的局部放大示意圖。
圖3是滑板示意圖。
圖4、圖5是以非螺紋連接的鉆桿使用本實用新型另外二個方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是以螺紋連接的鉆桿使用本實用新型的結(jié)構(gòu)展開圖。
參照
圖1，1為外管，上端用法蘭與鉆桿相連。2為上導正環(huán)。5為開穿外管壁、上窄下寬的“L”型鍵槽，鍵槽的數(shù)目為一個至三個(圖中為二個)。內(nèi)管7插入外管內(nèi)并可以轉(zhuǎn)動及伸縮，在其上部有密封圈，防止泥砂進入內(nèi)、外管間隙中。6為安裝在內(nèi)管壁上的方頭導向平鍵，它可以在外管的寬鍵槽內(nèi)左右移動，在窄鍵槽內(nèi)上下移動，鍵的數(shù)目同鍵槽。內(nèi)、外管通過鍵連接傳遞扭矩，帶動內(nèi)管下端用法蘭連接的鉆頭短管13回轉(zhuǎn)。外管固定有上支座3，鉆頭短管固定有下支座11，二支座分別鉸接上刀桿4和下刀桿10，刀桿的外側(cè)鑲焊刀片9，其鑲焊方向為鉆桿逆時針回轉(zhuǎn)切削土層。鉸鏈8將二刀桿相連，使外管、內(nèi)管、上刀桿、下刀桿組成連桿機構(gòu)，當外管上提，鍵處于寬鍵槽位置時，上下刀桿收攏；而外管下壓，使內(nèi)管插入外管，鍵處于窄鍵槽位置時，上下刀桿張開，其中上刀桿和下刀桿即為擴孔刀桿，其數(shù)目為三組，圖中雙點劃線為擴孔刀桿張開后的極限位置。下導正環(huán)12固定在翼板座18上。基孔鉆頭由切削翼板17及超前兩翼小鉆頭15組成。16為切削翼板刀片，14為滑板。
圖2為
圖1鉆頭短管部分的放大圖。翼板座18焊于鉆頭短管13的外壁，切削翼板17鉸接在翼板座順時針回轉(zhuǎn)的前面。切削翼板刀片16及超前兩翼小鉆頭刀片22的鑲焊方向均為鉆桿順時針回轉(zhuǎn)切削土層?；?4焊于翼板座底部。在滑板逆時針回轉(zhuǎn)的前端底部倒角(10～20mm)×(10～15°)。19為拉伸彈簧，其作用是使切削翼板復位，20為彈簧架。斜撐21的作用是增加滑板的強度。上述翼板座、切削翼板及滑板共有三組，沿鉆頭短管外壁圓周均布。基孔鉆進時，鍵處于寬鍵槽段，切削翼板處在圖中實線位置，啟動轉(zhuǎn)盤順時針回轉(zhuǎn)，由于切削翼板刀片突出于滑板底面7～10mm而切削土層。當鉆至需要擴孔的深度時，則啟動轉(zhuǎn)盤逆時針回轉(zhuǎn)，鍵即進入窄鍵槽段，隨之加壓，切削翼板在土層阻力作用下，擺起到圖中雙點劃線位置，而由滑板在孔底滑行承受擴孔刀桿張開時的軸向壓力，擴孔刀桿即可張開擴孔。擴孔結(jié)束，停止轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)，將鉆頭稍提起，使鍵回到寬鍵槽段及切削翼板在彈簧作用下復位到圖中實線位置，然后啟動轉(zhuǎn)盤順時針回轉(zhuǎn)，又可進行基孔鉆進。
圖3為滑板示意圖。該滑板的底面與切削翼板刀片的回轉(zhuǎn)面即其切削成的圓錐形孔底相吻合。在它滑行時的前端底部倒角(10～20mm)×(10～15°)，其作用是減小滑行阻力。圖中雙點劃線分別為鉆頭短管和超前兩翼小鉆頭。
圖4所示為非螺紋連接的鉆桿使用本實用新型的另一實施方案(本方案及以下各方案的外管、內(nèi)管、鍵、鍵槽等結(jié)構(gòu)均同
圖1，故在各圖中略去)。本方案為切削翼板焊于鉆頭短管的外壁，并在其逆時針回轉(zhuǎn)的前面鉸接滑板。上述切削翼板及滑板共有三組，沿鉆頭短管外壁圓周均布?；足@進，轉(zhuǎn)盤順時針回轉(zhuǎn)，由切削翼板刀片切削土層，滑板則在土層阻力作用下擺起到圖中雙點劃線位置，處于拖動狀態(tài)。擴孔時，先停止轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)，再提起鉆頭隨即放下，使滑板在拉伸彈簧作用下恢復到圖中實線位置，此時滑板的底面突出于切削翼板刀片7～10mm，刀片就不再接觸土層。然后啟動轉(zhuǎn)盤逆時針回轉(zhuǎn)，由滑板在孔底滑行承受擴孔刀桿張開時的軸向壓力，擴孔刀桿即可張開擴孔。
圖5所示為非螺紋連接的鉆桿使用本實用新型的又一實施方案。本方案為翼板座18焊于鉆頭短管的外壁，在其下部鉸接切削翼板17。切削翼板逆時針回轉(zhuǎn)的前面底部焊接滑板14。上述翼板座、切削翼板及滑板共有三組，沿鉆頭短管外壁圓周均布?；足@進，轉(zhuǎn)盤順時針回轉(zhuǎn)，由于拉伸彈簧的作用和限位擋塊23的限位，切削翼板處于圖中實線位置，其刀片即切削土層。擴孔時，啟動轉(zhuǎn)盤逆時針回轉(zhuǎn)，切削翼板受土層阻力作用擺起，被另一個限位擋塊24限位，處于圖中雙點劃線位置，此時則由滑板在孔底滑行承受擴孔刀桿張開時的軸向壓力，擴孔刀桿即可張開擴孔。擴孔完畢，停止轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)，將鉆頭提起隨即放下，切削翼板恢復到圖中實線位置，又可進行基孔鉆進。
上述三個方案均為轉(zhuǎn)盤順時針回轉(zhuǎn)進行基孔鉆進，逆時針回轉(zhuǎn)進行擴孔。顯然也可以按照上述三個方案，將滑板安裝到超前兩翼小鉆頭處。該處滑板的底面應與超前兩翼小鉆頭刀片的回轉(zhuǎn)面即其切削成的圓錐形孔底相吻合。
圖6是以螺紋連接的鉆桿使用本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。13為鉆頭短管。11為下支座，在其上鉸接下刀桿10，上、下刀桿外側(cè)鑲焊鉆桿順時針回轉(zhuǎn)切削土層的切片9。18為焊于鉆頭短管外壁的翼板座，在其順時針回轉(zhuǎn)的前面鉸接切削翼板17。連桿25的上下兩端分別與下刀桿和固定于切削翼板的推桿28鉸接。切削翼板刀片16及超前兩翼小鉆頭刀片22的鑲焊方向均為鉆桿順時針回轉(zhuǎn)切削土層?；?4焊于翼板座底部，在其順時針回轉(zhuǎn)的前端底部倒角(10～20mm)×(10～15°)。21為斜撐。鉆頭短管外壁鉸接支腿26。27為拉伸彈簧，其作用是使支腿復位。上述翼板座、切削翼板、滑板及支腿共有三組(圖中為一組)沿鉆頭短管外壁圓周均布?；足@進時，下刀桿收攏，切削翼板處于圖中實線位置，啟動轉(zhuǎn)盤順時針回轉(zhuǎn)，因為切削翼板刀片突出于滑板底面7～10mm，而可切削土層，支腿則在土層阻力作用下擺起到圖中雙點劃線位置，處于拖動狀態(tài)。鉆至需要擴孔的深度時，先停止轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)，隨之將鉆頭提離孔底再放下，支腿在彈簧作用下恢復到圖中實線位置，因為有它的支撐，切削翼板刀片不再接觸孔底，然后反轉(zhuǎn)鉆桿一個很小的角度，使鍵進入窄鍵槽段，擴孔刀桿即張開。在下刀桿剛張開尚未接觸到基孔孔壁前，連桿就將切削翼板推起，使原來突出于滑板底面的切削翼板刀片被抬起到高于滑板底面。這時再啟動轉(zhuǎn)盤順時針回轉(zhuǎn)，支腿則擺起，由滑板在孔底滑行，承受擴孔刀桿張開時的軸向壓力，擴孔刀桿即可張開擴孔。切削翼板最終被推起到圖中雙點劃線位置。擴孔完畢，停止轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)，將鉆頭提離孔底，在擴孔刀桿收攏的同時，切削翼板由圖中雙點劃線位置恢復到實線位置，然后再將鉆頭放回孔底，又可進行基孔鉆進。
使用本實用新型反復鉆進和擴孔，即施工出變截面樁樁孔，在其中灌注混凝土，就成為具有較高的垂直和水平承載力及抗拔力的變截面樁。
本實用新型可以使用正循環(huán)及泵吸、氣舉反循環(huán)排渣工藝。
權(quán)利要求1.一種由外管(1)、內(nèi)管(7)、上刀桿(4)、下刀桿(10)、鉆頭短管(13)及超前兩翼小鉆頭(1 5)組成的變截面樁成孔器，其特征在于它的底部還安裝有滑板(14)，基孔鉆進時由切削翼板刀片(16)及超前兩翼小鉆頭刀片(2 2)切削土層，擴孔時由滑板在孔底滑行。
2.按權(quán)利要求1所述的變截面樁成孔器，其特征在于滑板(14)的底面與切削翼板刀片(16)或超前兩翼小鉆頭刀片(22)的回轉(zhuǎn)面也即其刀片切削成的圓錐形孔底相吻合。
3.按權(quán)利要求1所述的變截面樁成孔器，其特征在于滑板(14)滑行的前端底部倒角(10～ 20mm)×(10～15°)。
4.按權(quán)利要求1所述的變截面樁成孔器，其特征在于滑板(14)上安裝有斜撐(21)。
5.按權(quán)利要求1所述的變截面樁成孔器，其特征在于鑲焊切削翼板刀片(16)的切削翼板(17)上安裝有拉伸彈簧(19)。
6.按權(quán)利要求5所述的變截面樁成孔器，其特征在于切削翼板(17)的前、后各安裝一個限位擋塊(23)和(24)。
7.按權(quán)利要求1所述的變截面樁成孔器，其特征在于連桿(25)的上端與下刀桿(10)鉸接，下端與固定在切削翼板(17)上的推桿(28)鉸接。
8.按權(quán)利要求1所述的變截面樁成孔器，其特征在于鉆頭短管(13)的外壁鉸接支腿(26)，在該支腿上安裝有拉伸彈簧(27)。
專利摘要變截面樁成孔器是一種建筑基礎施工變截面樁的成孔裝置。該裝置由內(nèi)外管、切削翼板、超前兩翼小鉆頭及擴孔刀桿組成,其特點是在切削翼板刀片及超前兩翼小鉆頭刀片的回轉(zhuǎn)面位置安裝有滑板,基孔鉆進時由切削翼板刀片及超前兩翼小鉆頭刀片切削土層,擴孔時則由滑板在孔底滑行承受擴孔刀桿張開時的軸向壓力。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,可以應用于各種鉆機使用正循環(huán)及泵吸、氣舉反循環(huán)排渣工藝在各類土層中施工變截面樁樁孔。
文檔編號E02D5/22GK2294995SQ9721308
公開日1998年10月21日 申請日期1997年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月2日
發(fā)明者郭允莊 申請人:郭允莊