專利名稱：可變徑擴孔鉆的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鉆進，屬于一種基礎鉆孔灌注樁成孔施工中用的鉆具。
目前，在軟土地基中大量使用的灌注樁、拉錨等樁、柱，都屬于摩擦樁類，其與土層間摩擦力的大小決定了該樁承載力的大小，而摩擦力的大小又取決于樁、柱孔(井)的深度和樁孔軸向深度的孔形。在現有技術中，用以鉆孔的鉆具其鉆頭都具有固定的形狀，即在鉆桿的端部裝一直徑固定的多刃錐形鉆頭，從鉆桿中可通入直達鉆頭的水流，該水流與鉆落的泥土混合成泥漿，再把泥漿抽出，即成樁孔。由于這種錐形鉆頭切削刃的直徑是固定的，故成孔的孔壁比較平滑，造成在樁體制作完成后其樁體外壁亦較平滑，結果是樁體與土層的結合程度較差、摩擦力較小，則樁體的承載力就偏小。為達到設計承載力，則必須加長樁長(亦即加深樁孔深度)或擴大樁徑。眾所周知，一個建筑物的基礎中包含有許多根基樁，若各根基樁具有基本相同的摩擦力，則基礎的整體承載力就高，但是，因地基條件不可能每點相同，并且又由于各施工單位對施工技術的掌握程度有差異，使得用現有鉆具鉆出來的樁孔既是一種平直孔壁，而且每個樁孔的孔壁平直度又有相當大的差異。為確保工程質量，設計人員只能作較為保守的設計，或增加樁數或加深孔深，造成工程量增大，泥漿污染增大等不利因素的出現。為改變這一情況，有人倡導用凹凸形鉆孔灌注樁，并證實，凹凸形樁能明顯地提高樁體與土層的摩擦力，從而提高樁的承載力。在現有的試驗條件下，已得到60厘米直徑的凹凸形樁，其承載力能大于80厘米直徑的平滑壁樁。而能否制成符合要求的凹凸形樁的關鍵是能否鉆出符合要求的凹凸形樁孔。但目前因沒有合適鉆具，只能采用如改變進鉆速度，或在鉆孔過程中以晃動鉆頭的施工方法來造成孔壁上的一些凹齒，因而凹凸幅度小，且各單樁孔形極不穩定；另外，這些工作方法還受技術掌握程度、工程進度等一系列問題的制約，難以推廣采用凹凸形基礎樁。
本實用新型的目的在于提供一種可變徑擴孔鉆，使得在鉆孔施工時該擴孔鉆可按要求進行改變而增大切削直徑，造成成孔孔壁上具有一個個凹齒，最終制成的樁體上具有一個個凸齒，以此增大樁體與土層間的摩擦力，提高樁的承載力。
為實現上述目的，本實用新型是在鉆頭與鉆桿之間設置有一擴孔器，該擴孔器包含有一其外徑與樁孔設計孔徑相同的筒體，一設置在筒體內的動力葉輪、一齒輪傳動裝置及一與齒輪傳動裝置相連、其切削頭可伸縮的擴孔頭，該筒體以其上、下兩端分別與鉆桿及鉆頭柄相固連。如此所述的擴孔器，利用鉆具的原有液流帶動葉輪轉動，經齒輪傳動裝置帶動擴孔頭之切削頭的伸縮，實現擴孔的目的。
顯然，本實用新型的優點是，在鉆孔過程中可利用擴孔器中的擴孔頭按要求伸出其切削頭而對已成孔進行擴孔，從而鉆成呈凹凸形(齒牙形)的樁孔，灌注成與土層間具有凹凸形(齒牙形)結合體的樁、柱。本實用新型結構簡單，操作方便，鉆成的各凹凸形樁孔規格劃一，確保樁孔質量。另一方面，如使用本實用新型鉆具鉆孔并制造灌注樁，則可改進現有的基礎樁設計，節省鋼筋混凝土用量，減少泥漿排放量，提高工程進度，降低工程造價。
本實用新型的實施例如附圖所示。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型一個實施例的結構半剖視圖。
圖2為本實用新型另一個實施例的結構半剖視圖。
圖3為本實用新型又一個實施例的結構半剖視圖。
實施例一圖1所示為一種采用張翼式擴孔頭的擴孔器，主要包含有一外徑與設計樁孔直徑相一致的筒體5、一動力葉輪4、一齒輪傳動裝置3和由一與齒輪傳動裝置3相連接的梯形螺桿6，一與該梯形螺桿6相嚙合的牽引螺母9及一對張翼式直齒切削頭10構成的擴孔頭。由圖見，筒體5通過與其連成一體的上下支架2固定在鉆桿1和鉆頭柄11上，受液流推動的葉輪4帶動齒輪傳動裝置3轉動。本實施例中的張翼式直齒切削頭10略呈“”形，在其近轉角處具有一鉸接點，此“”形切削頭以此鉸接點用銷軸鉸接在筒體(5)內，并通過一連桿(7)使其短邊的端部與牽引螺母(9)相鉸連。如此結構的擴孔器，當葉輪4通過齒輪傳動裝置3帶動梯形螺桿6作正(反)向轉動時，與之嚙合的牽引螺母9作上、下運動牽引螺母9向上運動時，連桿7推動“”切削頭10向筒體5內收攏；牽引螺母9向下運動時，連桿7拉動“”切削頭10張開伸出筒體5而進行切削泥層。
實施例二圖2所示為一種采用伸縮式擴孔頭的擴孔器。與實施例一一樣也包含有一外徑與設計樁孔直徑相一致的筒體5、一動力葉輪4、一齒輪傳動裝置3，稍有不同的是，其擴孔頭由一與齒輪傳動裝置3相連接的主軸13、一設置在主軸13端部的小齒輪14和一對其根部具有與小齒輪14嚙合的齒牙、頭部具有齒形刀刃的齒條刀15構成。如此結構的擴孔器，當葉輪4通過齒輪傳動裝置3帶動小齒輪14作正(反)向轉動時，則帶動與之嚙合的齒條刀15作伸(縮)運動。在鉆具鉆孔過程中，當齒條刀15受控伸出于筒體5時，則進行對泥層切削而擴孔，反之，當齒條刀15受控縮進筒體5時，則停止擴孔動作。
實施例三圖3所示為一種采用旋轉刀架擴孔頭的擴孔器。與上兩實施例一樣也包含有一外徑與設計樁孔直徑相一致的筒體5、一動力葉輪4、一齒輪傳動裝置3，不同之處在于，其擴孔頭由一與齒輪傳動裝置3相連接的主軸16、一設置在主軸16端部的小齒輪17、一對分別與小齒輪17嚙合的刀架齒輪18和偏心地固裝在刀架齒輪18軸心外側的齒形刀19構成。如此結構的擴孔器，當葉輪4通過齒輪傳動裝置3帶動小齒輪17作正(反)向轉動時，則帶動與之嚙合的刀架齒輪18作正(反)向轉動運動，則在鉆具鉆孔過程中，當刀架齒輪18受控作正向旋轉時，固裝其上的齒形刀19伸出于筒體5，則進行對泥層切削而擴孔，反之，當刀架齒輪18受控作反向旋轉時，齒形刀19被轉進筒體5，則停止擴孔動作。
權利要求1，一種在基礎鉆孔灌注樁成孔施工中用的可變徑擴孔鉆，其特征在于在鉆頭(12)與鉆桿(1)之間設置有一擴孔器，該擴孔器包含有一其外徑與樁孔設計孔徑相同的筒體(5)，一設置在筒體(5)內的動力葉輪(4)、一齒輪傳動裝置(3)及一與齒輪傳動裝置相連、其切削頭(10)可伸縮的擴孔頭，該筒體(5)以其上、下兩端分別與鉆桿(1)及鉆頭柄(11)相固連。
2，根據權利要求1所述可變徑擴孔鉆，其特征在于所說擴孔頭主要由一與齒輪傳動裝置(3)相連接的梯形螺桿(6)，一與該梯形螺桿(6)相嚙合的牽引螺母(9)及一對張翼式直齒切削頭(10)構成；其中，該直齒切削頭(10)略呈“”形，在其近轉角處具有一鉸接點，此“”形切削頭以此鉸接點用銷軸鉸接在筒體(5)內，并通過一連桿(7)使其短邊的端部與牽引螺母(9)相鉸連。
專利摘要本實用新型是一種基礎鉆孔灌注樁成孔施工中用的可變徑擴孔鉆，主要特點是在鉆頭與鉆桿之間設置有一擴孔器，該擴孔器包含有一其外徑與樁孔設計孔徑相同的筒體，一設置在筒體內的動力葉輪、一齒輪傳動裝置及一與齒輪傳動裝置相連、其切削頭可伸縮的擴孔頭。本實用新型結構簡單、操作方便，能鉆成樁孔孔壁上具有凹凸形的、規格劃一的樁孔，以使能灌注成與土層間具有凹凸形(齒牙形)結合體的樁、柱。
文檔編號E21B10/26GK2271607SQ96229360
公開日1997年12月31日 申請日期1996年2月28日 優先權日1996年2月28日
發明者董泉森 申請人:董泉森