[發明專利]一種GPS鉆機鉆頭及GPS鉆機樁基成孔施工方法

在審

• 申請號: 201710431194.4
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107165581A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 李濤;顧陽華;王金勇;丁杰
• 申請（專利權）人: 上海建工二建集團有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E02D5/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種GPS鉆機鉆頭，用于清除加固土體完成樁基成孔作業，尤其適用于采用磨樁工藝進行的樁基成孔作業。本發明還涉及使用該鉆頭的GPS鉆機樁基成孔施工方法。

背景技術

GPS系列工程鉆機適用于高層建筑、港口、水壩、橋梁、基礎施工等灌注樁孔施工，亦可供鉆鑿大口徑水井用。最大鉆孔直徑為3m，最大鉆進深度為130m，反循環鉆進工藝提高鉆進效率，成孔質量好。該系列鉆機操作方便、性能可靠，在基礎施工中被廣泛采用，在用戶中享有很高的聲譽。

隨著我國經濟的不斷發展和改革的不斷深入，大城市、超大城市的人口越來越多，土地資源也越來越緊張，在原有建筑范圍內進行施工的工程也越來越多，原建筑圍護將成為今后施工中需克服的一個重中之重的難點，由于原建筑范圍里包括老圍護樁、老止水帷幕及老工程樁，因此在原有的障礙物場地內新增工程樁的作業好比見縫插針，加上施工范圍內加固土的年份長遠，樁基施工難度將越來越大。現有的GPS型鉆機的鉆頭在施工過程中經常遇到障礙物無法下鉆的情況，導致鉆頭及鉆桿的斷裂現象頻頻產生，無法進行成孔施工作業。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供清除加固土體的GPS鉆機專用鉆頭，能夠磨穿加固土體完成樁基成孔作業，使廢樁的產生幾率降至最小。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：

一種GPS鉆機鉆頭，包括鉆桿，鉆桿下端的周面通過鉆頭支撐體固接中空的圓柱形鉆桶，所述鉆桿的底端與鉆桶平齊或伸出所述鉆桶外，鉆桶的底部以及鉆桿的底部均固設有若干鉆牙。

作為進一步的改進，所述鉆頭支撐體的底部也固設有鉆牙。這樣能夠有利于進一步磨穿加固土體，提高作業效率。

更進一步，作為一種優選方案，所述鉆桿支撐體由數個固接在鉆桶與鉆桿之間的支撐桿組成。

進一步，所述支撐桿的數量為3或4個，相鄰支撐桿之間的夾角相等。

作為優選，所述鉆牙的材質為金剛石鉆牙。

作為優選，固設在所述鉆桿底部的鉆牙數量為4顆。

再進一步，所述鉆桶的長度為0.5m至1.2m。

作為優選，本發明所述的清除加固土體的GPS鉆機專用鉆頭用于裝配在GPS-20型的鉆機上。

本發明的GPS鉆機鉆頭的工作原理是，在鉆桿及鉆桶的底部同時固設鉆牙，施工作業時，鉆桶上的鉆牙和鉆桿上的鉆牙共同作用，使受力進行分攤，更容易磨穿加固土體，因此不容易出現鉆頭鉆桿斷裂的情況。當鉆桿底端伸出鉆桶外時，在旋轉作業時鉆桿首先接觸作業面，從鉆桿點開始破除作業面的加固土體，然后鉆桶接觸作業面，依靠鉆桶上的鉆牙大面磨穿。鉆頭支撐體底部的鉆牙有利于加快磨穿加固土體，使作業效率得到提高；鉆頭支撐體采用均勻間隔的支撐桿結構可使鉆桿及鉆桶作用力更加均勻，能夠進一步防止鉆桿斷裂。

一種GPS鉆機樁基成孔施工方法，應用在包含老圍護樁、老止水帷幕或老工程樁的原有建筑范圍內，包括如下步驟：

S1、將GPS鉆機固定在施工區域，接著將上述GPS鉆機鉆頭固定安裝在GPS鉆機上；

S2、施工前在樁基成孔區域深挖2-3米，若未發現障礙物，則在該區域內直接進行作業；若發現障礙物，則修改樁基成孔區域，避開障礙物所在位置進行作業。

進一步，若施工作業超過3米后發現障礙物，則采用磨樁工藝分兩步進行劈樁清障：

第一步、將鉆機鋼套管鉆入老樁的一半位置進行劈樁，

第二步、將鉆機鋼套管與灌注樁同心壓入，在鉆頭逐步壓入的同時，用沖抓斗不斷的抓出套管內的老樁碎塊，在老樁清除深度至20m深的時候，暫時停止開挖清樁，先在鋼套管內加水至管頂部，以防止承壓水上涌，造成周圍地表沉降，加水完成后繼續利用沖抓斗在套管內清樁，直到清除老樁為止。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1、相對于普通鉆頭，本發明采用鉆桶代替原有的鉆條，利用鉆桶來保護鉆頭與鉆桿，避免大障礙物造成卡鉆現象。

2、本發明利用鉆桿、鉆桶的共同作用，更利于磨穿加固土體，防止鉆桿的斷裂；將原有的齒輪換成金剛石鉆牙并焊接在鉆桿上，避免兩次轉接造成連接處的斷裂。

3、此發明不需要在樁基施工前對樁孔位置進行CD機清障施工，并且不需要來回更換大型機械，只需在有加固土體的部位進行樁基施工前更換鉆頭即可。