[發(fā)明專利]一種沖擊式干孔擴(kuò)底鉆頭

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211025044.0
• 申請(qǐng)日: 2022-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115306305A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田景剛;田宇航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西百駿千駒建設(shè)工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B10/32
• 分類號(hào): E21B10/32;E21B10/36;E21B10/46;E02D13/08;E02D5/34;E02D5/44
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提出了一種通過(guò)地面的卷?yè)P(yáng)機(jī)向樁孔吊放，能依靠本身的重力所累積的勢(shì)能和動(dòng)能，采用沖擊方式，通過(guò)在孔底特定位置擴(kuò)大孔徑的方式，將直筒狀的孔底逐步擴(kuò)大為紡錘狀的擴(kuò)底鉆頭。該擴(kuò)底鉆頭，通過(guò)自主導(dǎo)向和掘進(jìn)，既能進(jìn)行灌注樁成孔后擴(kuò)大底部孔徑，還能將擴(kuò)徑的渣土完全收集并運(yùn)輸至地面。該擴(kuò)底鉆頭輕便可靠，工作效率高，擴(kuò)徑倍率大，能提高鉆擴(kuò)孔的施工技術(shù)水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆探裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用沖擊方式，能適應(yīng)多種復(fù)雜地質(zhì)條件的，在樁基干成孔作業(yè)中使用的擴(kuò)底鉆頭。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段鉆孔擴(kuò)底灌注樁濕作業(yè)狀態(tài)下擴(kuò)底容易實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)底技術(shù)已較為成熟。但干作業(yè)狀態(tài)下的擴(kuò)底灌注樁施工中，由于現(xiàn)有擴(kuò)底機(jī)械無(wú)法將擴(kuò)底形成的渣土從孔底收集出來(lái)，往往采取深度預(yù)先超鉆，再采取旋轉(zhuǎn)剝削側(cè)壁，擴(kuò)大樁孔直徑，將落在孔底的渣土，就地夯實(shí)了事。這種擴(kuò)底方法不僅嚴(yán)重?cái)_動(dòng)樁端巖土結(jié)構(gòu)，而且對(duì)巖石等堅(jiān)固巖土地質(zhì)無(wú)法擴(kuò)底。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)階段鉆孔擴(kuò)底樁擴(kuò)底施工的弊病，提供一種能適應(yīng)多種復(fù)雜地質(zhì)條件的機(jī)械式的灌注樁干成孔作業(yè)環(huán)境下的擴(kuò)大樁孔底部孔徑的擴(kuò)底鉆頭。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種從距孔底合適的高度釋放，通過(guò)鉆頭本體快速向孔底下落，依靠其本身的重力累積動(dòng)能，采用沖擊方式，利用撐展的多個(gè)切土鏟對(duì)側(cè)向的孔壁向下切削；按一定的角度對(duì)對(duì)側(cè)向的孔壁進(jìn)行切削；按設(shè)計(jì)要求的擴(kuò)底倍率對(duì)孔底擴(kuò)徑；按設(shè)計(jì)要求的擴(kuò)底形狀對(duì)側(cè)向的孔壁進(jìn)行切削；不擾動(dòng)樁端持力層；將擴(kuò)底作業(yè)產(chǎn)生的渣土全部收集在渣土倉(cāng)后輸送至地面上；每次擴(kuò)底達(dá)到控制結(jié)點(diǎn)后能通過(guò)指示燈響應(yīng)。

基于上述方案，一種沖擊式干孔擴(kuò)底鉆頭，包括：觸發(fā)裝置、擴(kuò)徑裝置及控制裝置。

所述一種沖擊式干孔擴(kuò)底鉆頭的觸發(fā)裝置包括觸發(fā)盒、連桿、三角掛板、觸發(fā)管、渣土倉(cāng)、凸型槽、推移彈簧、觸底板；擴(kuò)徑裝置包括主彈簧、副彈簧、撐臂座、撐臂、切土鏟；控制裝置包括筒體、中心管、固定桿、拉繩、擋板、觸碰開(kāi)關(guān)、指示燈、調(diào)控螺母。

所述一種沖擊式干孔擴(kuò)底鉆頭的觸發(fā)裝置的觸發(fā)盒由兩套觸發(fā)齒輪組成，每套觸發(fā)齒輪由飛輪及齒輪軸和兩端的兩個(gè)推移齒輪組成，飛輪內(nèi)緣與推移齒輪共軸，飛輪內(nèi)緣轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可使其兩端的推移齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，推移齒輪外緣的漸進(jìn)弧推動(dòng)三角掛板移動(dòng)，并釋放三角掛板。

進(jìn)一步的，推移齒輪設(shè)置有配重，在推移齒輪停止時(shí)，配重位置總處于下方，使其漸進(jìn)弧在停止時(shí)始終處于上方位置。

進(jìn)一步的，飛輪為荊輪結(jié)構(gòu)，飛輪的外緣向外側(cè)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，飛輪內(nèi)緣的荊爪會(huì)彈起卡住外緣內(nèi)齒，使飛輪內(nèi)外緣同步聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)飛輪的外緣向內(nèi)側(cè)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，飛輪內(nèi)緣的荊爪不會(huì)彈起，飛輪內(nèi)緣不與外緣同步聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

觸發(fā)管為一根上端有擴(kuò)大頭的通管，在擴(kuò)大頭之下的頸部設(shè)置有數(shù)圈螺紋，可在中心管內(nèi)上下活動(dòng)。初始狀態(tài)下，觸發(fā)管的擴(kuò)大頭直徑大于兩個(gè)飛輪外緣外齒之間的距離，此時(shí)，觸發(fā)管上端的擴(kuò)大頭卡在在兩個(gè)飛輪外緣外齒之間，頸部螺紋與飛輪外緣外齒嚙合。設(shè)置于連桿上的三角掛板的外側(cè)面被推移彈簧抵住，緊貼在觸發(fā)盒的推移齒輪外側(cè)面，推移齒輪外緣漸進(jìn)弧處于三角掛板上方，沒(méi)有與三角掛板接觸，使三角掛板的底面與設(shè)置在筒體上蓋板上的凸型槽剛好錯(cuò)開(kāi)。從而使三角掛板被卡在筒體上蓋板之上，即連桿被固定在上蓋板上，連桿的下端連接著擴(kuò)徑裝置的撐臂座，使撐臂座不能被主彈簧彈開(kāi)。

當(dāng)所述一種沖擊式干孔擴(kuò)底鉆頭快速墜落孔底時(shí)，觸發(fā)管的下端的觸底板首先觸底，觸發(fā)管與觸發(fā)盒產(chǎn)生快速的相對(duì)位移，觸發(fā)盒觸發(fā)啟動(dòng)推移齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，向外推動(dòng)三角掛板，當(dāng)三角掛板底面對(duì)正筒體上蓋板上的凸型槽時(shí)，會(huì)通過(guò)凸型槽向下穿過(guò)上蓋板，使連桿能夠向下移動(dòng)，主彈簧彈開(kāi)，從而啟動(dòng)擴(kuò)徑裝置。

所述一種沖擊式干孔擴(kuò)底鉆頭的擴(kuò)徑裝置，兩根撐臂和一個(gè)切土鏟鉸接組成一組擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)，多組擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)通過(guò)撐臂鉸接在撐臂座上，撐臂座連接于主彈簧的活動(dòng)端，由主彈簧彈力提供擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)的撐展動(dòng)力。