破除废旧实心桩的钻头及破除旧实心桩并灌注新桩的方法技术

本发明专利技术公开了一种破除废旧实心桩的钻头及利用本发明专利技术的钻头来破除废旧实心桩并灌注新桩的方法，该钻头包括芯轴和挡圈，芯轴和挡圈之间设有多个第一刮板和第二刮板，上述两种刮板的内端与芯轴连接而外端与挡圈连接；每块刮板的底部设有外低内高的底斜边，第一刮板的底斜边设有多个牙轮齿，第二刮板的底斜边设有多个截齿；该方法的关键在于：将旧桩破除和新桩成孔两个步骤合二为一、同步进行，利用牙轮齿和截齿对实心桩进行破碎。该钻头及方法能有效破碎实心桩、且效率快、成本低。

【技术实现步骤摘要】
破除废旧实心桩的钻头及破除旧实心桩并灌注新桩的方法
本专利技术涉及建筑基础施工
，具体讲是一种破除废旧实心桩的钻头和利用该钻头破除废旧实心桩并灌注新桩的方法。
技术介绍
在工程建设中，经常需要将低矮老破的建筑物拆除，然后在旧场地内建设更高更新的建筑物，这就涉及到场地内废旧桩的拆除及新桩灌注施工的问题。而本申请针对的，是废旧实心桩的破除，当然，这里的实心桩应作广义的理解，它包括了钻孔灌注桩、CFG桩、实心预制桩等。现有技术的废旧桩的破除施工的过程为：利用带拔桩套管的拔桩机将地基上的废旧管桩拔出，然后对拔桩后残留的桩孔进行扩孔并加深，使其形成更大更深的桩孔，再进行清孔，放入钢筋笼，灌注混凝土，使之形成新的钻孔灌注桩。这样，将旧的、承载力小的管桩拔出，灌注好新的，桩径更大、更深的、承载力更强的钻孔灌注桩。但现有技术废旧桩改造的方案存在一个巨大的局限，即现有技术仅能处理管桩，一旦涉及到实心的混凝土桩，则现有的技术方案无能为力，这也构成了一个困扰行业内技术人员多年的技术难题。而即便是针对管桩，现有技术的方案也存在较多缺陷，如拔桩机的拔桩套管的长度有限，一般不超过20米，故只能拔出20米深度以内的管桩；而且，对施工单位来说，专门配备一套拔桩设备也是一个不小的成本，若购置，则使用率低不划算，若租用，其租金又很高，而且还必须承担设备转场的费用，故经济效益差，且设备转场费时费力、很难及时送达因而延误工期；况且，上述旧桩拔除和钻取更大更深的钻孔的过程是分步进行的，故施工效率不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是，提供一种能有效破碎实心桩、且效率快、成本低的破除废旧实心桩的钻头。本专利技术的一个技术解决方案是，提供一种破除废旧实心桩的钻头，它包括芯轴和挡圈，芯轴顶部设有用于与螺旋钻杆对接的连接部，芯轴和挡圈之间设有多个第一刮板和第二刮板，上述两种刮板的内端与芯轴连接而外端与挡圈连接；每块刮板的底部设有外低内高的底斜边，第一刮板的底斜边设有多个牙轮齿，第二刮板的底斜边设有多个截齿，挡圈的内径大于欲破碎的实心桩的外径，第一刮板最底部的一个牙轮齿下凸出挡圈底环面。本专利技术破除废旧实心桩的钻头与现有技术相比，具有以下优点和效果：下钻前，钻头的挡圈套在欲破碎的实心桩顶部，起初步限位作用，下钻时，牙轮齿能快速有效地破碎实心桩混凝土，并研磨实心桩钢筋笼上的钢筋，将钢筋磨细磨长使其易于铰断，而截齿能进一步破碎实心桩混凝土，并铰断钢筋，同时截齿能钩挂缠绕住断的钢筋，将其带出钻孔；而且，从整体上看，多块的内高外低的刮板共同构成了锥形的切削面，下钻过程中，将实心桩切削成锥形结构，这样，起到稳定导向、确保垂直下钻、防止钻杆偏移的作用；综上，该钻头解决了一直困扰行业内多年的技术难题，即实现了实心桩的破碎清除。况且，本专利技术的钻头将旧桩清除和新桩成孔两个步骤合二为一、同步进行，加快了施工效率；且旧桩清除的深度不再受到拔桩机的拔桩套管的约束，可以根据需要下钻不同深度，以清除深度超过20米的废旧实心桩；而且，上述旧桩拆除设备是与钻头整合在一起的，故无需另外配备专用的拔桩设备，降低了拔桩设备的持有成本、租赁费用和转场费用，且随用随取，无需像现有技术一样等待专用拔桩设备转场，故避免延误工期；况且，配备了截齿和牙轮齿的钻头切削效率高、成桩效果好，更粗更深，还能入岩，故使得新桩承载力强，满足现代化高楼的需求。当然，本钻头可根据废旧实心桩的桩径大小，从而采用不同大小的钻头规格进行施工。作为优选，第一刮板的底斜边低于第二刮板的底斜边，这样，第一刮板上的牙轮齿会先一步接触实心桩体，起到主要的破碎混凝土和研磨钢筋的作用，将钢筋磨变形，使钢筋变得细长易于断裂，而第二刮板上的截齿会滞后一定时间接触实心桩体，起到辅助破碎混凝土和铰断钢筋的作用，故牙轮齿和截齿的时间差使得该钻头的破桩过程更具层次感，且牙轮齿先研磨变形，再由截齿铰断并钩挂缠绕，两种钻齿相互配合，设计合理。作为进一步优选，芯轴可转动套合有外套管，第一刮板内端与外套管固定，第一刮板外端与挡圈固定；外套管管壁上设有与第二刮板一一对应的P形通孔，P形通孔由上部的横向外扩孔和下部的直孔构成，横向外扩孔的高度与第二刮板内端的高度相吻合，直孔宽度与第二刮板内端的宽度相吻合；挡圈内圆周面设有与第二刮板一一对应的P形限位槽，P形限位槽由上部的横向外扩槽和下部的直槽构成，横向外扩槽的高度与第二刮板外端的高度相吻合，直槽宽度与第二刮板外端的宽度相吻合；每块第二刮板穿过对应的P形通孔，第二刮板的内端与芯轴固定，第二刮板的外端卡入对应的P形限位槽内。上述结构的动作原理为，下钻时，第二刮板两端分别卡在横向外扩孔和横向外扩槽内，第二刮板和截齿处于挡圈内相对较高的位置，这样，截齿和牙轮齿之间在空间的高度差和下钻的时间差，使得牙轮齿先与桩体接触大幅度破碎混凝土并对钢筋进行先期研磨，发挥牙轮齿破岩强度明显比截齿大的优势，再由截齿跟进破碎混凝土并铰断已经被研磨得细长的钢筋；而下钻到一定深度后，反向旋转芯管，使得第二刮板反转至直孔和直槽上方，这样，脱离横向外扩孔和横向外扩槽限制后，芯管会带动第二刮板会下降，使第二刮板两端下降至直孔和直槽底部，即使得第二刮板和截齿处于挡圈内相对低的位置，便于上提钻头时截齿尽可能多的缠绕钩挂住断掉的钢筋，即使得截齿最大化地将断掉的钢筋携带出钻孔；而当钻头被上拔出地面后，在切割掉截齿上缠绕的钢筋的过程中，第二刮板已重新位于直孔和直槽的上端，此时，工人在钻孔口可以方便的手动旋转复位挡圈，使得第二刮板两端重新卡入横向外扩孔和横向外扩槽内，便于重复下钻、反转、上提等步骤。作为更进一步优选，挡圈上设有多个垫块，垫块下部设有卷边，垫块上部设有螺栓孔，垫块的卷边与挡圈钩挂，垫块上部与挡圈螺接，这样，在挡圈外可拆式的安装了多个垫块，用来保护挡圈，避免挡圈过快磨损，而且，上述的垫块拆装快捷方便，只需要勾住下部的卷边再将其上部螺接就能实现垫块的快速安装，这样，旧垫块磨损后，能方便快捷更换新的垫块。本专利技术要解决的另一个技术问题是，提供一种能有效破碎实心桩、且效率快、成本低的利用本专利技术的钻头来破除废旧实心桩并灌注新桩的方法。本专利技术的一个技术解决方案是，提供一种利用钻头来破除废旧实心桩并灌注新桩的方法，其步骤包括：先将欲破碎的实心桩顶部周边土体清除以露出桩顶，驱动钻头下降，使得钻头的挡圈套住实心桩桩顶以初步限位；初始状态下，第二刮板内端位于P形通孔的横向外扩孔内而外端位于P形限位槽的横向外扩槽内，此时，第二刮板及截齿位于挡圈高位；驱动钻杆向下钻进，由于第二刮板的截齿位于挡圈高位，故第一刮板的牙轮齿先与实心桩接触并破碎桩体的混凝土，同时研磨实心桩钢筋笼上的钢筋，而位于挡圈高位的第二刮板及截齿则跟进破碎实心桩混凝土，同时截齿铰断钢筋笼的钢筋，并将从钢筋笼脱离的钢筋缠绕钩挂；钻头钻进的过程中，钻渣经刮板之间的间隙向上，由钻杆的螺旋叶片带出地面；下钻一定深度后，反向旋转钻杆及芯轴，使得第二刮板内端从P形通孔的横向外扩孔旋转到直孔上方再下压至直孔底端，同时使得第二刮板内端从P形限位槽的横向外扩槽旋转到直槽上方再下压至直槽的底端，进而使得第二刮板及截齿下降到挡圈低位，然后继续反向旋转几圈，以确保截齿钩挂住更多断裂的钢筋；再将钻头上提出钻孔口，上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种破除废旧实心桩的钻头，它包括芯轴(1)和挡圈(2)，芯轴(1)顶部设有用于与螺旋钻杆对接的连接部(3)，其特征在于：芯轴(1)和挡圈(2)之间设有多个第一刮板(4)和第二刮板(5)，上述两种刮板的内端与芯轴(1)连接而外端与挡圈(2)连接；每块刮板的底部设有外低内高的底斜边(7)，第一刮板(4)的底斜边(7)设有多个牙轮齿(8)，第二刮板(5)的底斜边(7)设有多个截齿(9)，挡圈(2)的内径大于欲破碎的实心桩的外径，第一刮板(4)最底部的一个牙轮齿(8)下凸出挡圈(2)底环面。

【技术特征摘要】
1.一种破除废旧实心桩的钻头，它包括芯轴(1)和挡圈(2)，芯轴(1)顶部设有用于与螺旋钻杆对接的连接部(3)，其特征在于：芯轴(1)和挡圈(2)之间设有多个第一刮板(4)和第二刮板(5)，上述两种刮板的内端与芯轴(1)连接而外端与挡圈(2)连接；每块刮板的底部设有外低内高的底斜边(7)，第一刮板(4)的底斜边(7)设有多个牙轮齿(8)，第二刮板(5)的底斜边(7)设有多个截齿(9)，挡圈(2)的内径大于欲破碎的实心桩的外径，第一刮板(4)最底部的一个牙轮齿(8)下凸出挡圈(2)底环面。2.根据权利要求1所述的破除废旧实心桩的钻头，其特征在于：第一刮板(4)的底斜边(7)低于第二刮板(5)的底斜边(7)。3.根据权利要求1所述的破除废旧实心桩的钻头，其特征在于：芯轴(1)可转动套合有外套管(10)，第一刮板(4)内端与外套管(10)固定，第一刮板(4)外端与挡圈(2)固定；外套管(10)管壁上设有与第二刮板(5)一一对应的P形通孔(11)，P形通孔(11)由上部的横向外扩孔(11.1)和下部的直孔(11.2)构成，横向外扩孔(11.1)的高度与第二刮板(5)内端的高度相吻合，直孔(11.2)宽度与第二刮板(5)内端的宽度相吻合；挡圈(2)内圆周面设有与第二刮板(5)一一对应的P形限位槽(12)，P形限位槽(12)由上部的横向外扩槽(12.1)和下部的直槽(12.2)构成，横向外扩槽(12.1)的高度与第二刮板(5)外端的高度相吻合，直槽(12.2)宽度与第二刮板(5)外端的宽度相吻合；每块第二刮板(5)穿过对应的P形通孔(11)，第二刮板(5)的内端与芯轴(1)固定，第二刮板(5)的外端卡入对应的P形限位槽(12)内。4.根据权利要求3所述的破除废旧实心桩的钻头，其特征在于：挡圈(2)上设有多个垫块(13)，垫块(13)下部设有卷边(14)，垫块(13)上部设有螺栓孔(6)，垫块(13)的卷边(14)与挡圈(2)钩挂，垫块(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊敬亮，沈远志，黄海达，赖丰瑜，李帅，
申请(专利权)人：中地君豪建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23