本发明专利技术公开了一种钻孔灌注桩用钻具结构，包括第一堵头，以及从上至下依次连接的中空钻杆、第一灌浆接头、转化接头、第二灌浆接头和钻头；第一灌浆接头上开设第一流道，转化接头上开设有第二流道，第二灌浆接头上开设有第三流道，钻头上开设有第四流道，中空钻杆、第一流道、第二流道、第三流道和第四流道依次连通以形成浆料输送通道，第一灌浆接头上设有连通第一流道和外界的第一出浆孔，第四流道与外界连通，第一堵头可沿浆料输送通道的上端进入第二流道中并关闭所述第二流道。本发明专利技术可在不提管的情况下，快捷方便地实现钻进过程中钻灌一体与提钻过程中高压旋喷灌浆的转换，适用于地基加固防渗的灌浆工程。
A drilling tool structure for Bored Pile
【技术实现步骤摘要】
一种钻孔灌注桩用钻具结构
本专利技术涉及地基基础加固与防渗处理灌浆领域，尤其涉及一种钻孔灌注桩用钻具结构。
技术介绍
随着人类社会的进步、经济水平的提高，大规模的土木工程建设越来越多，在改善人民生产生活的同时也使工程建设面临更多新的挑战。在工程建设中，地基加固和防渗是常见的工程问题，也是需要复杂工程技术和丰富工程经验进行治理的重点难题。现有的高压喷射灌浆技术是近年来在地基加固防渗工程中广泛使用的一项灌浆技术，传统的高压喷射灌浆需要先利用工程钻机造孔至设计深度，再将高压喷射灌浆管下至孔底开始自下而上的高压喷射灌浆，实际施工操作过程繁琐，效率低，很难满足各种复杂条件下的工程需要且会造成20％～30％的返浆，不利于环境保护与资源节约。CN110004932A公开了一种无返浆高压喷射灌浆系统，其中，钻具组成部分：双管钻喷导流器、钻喷孔口封闭器、双管活塞钻杆、双管钻喷机具均具有两个供浆通道，从而形成自上而下冲挤钻灌与自下而上喷射灌浆的独立供浆通道。该结构设计思路与本专利技术不同，且双通道设置导致钻具结构复杂，成套设备改进困难，且施工效率低，可操作性差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种钻孔灌注桩用钻具结构，可在不提管的情况下，快捷方便地实现钻进过程中钻灌一体与提钻过程中高压旋喷灌浆的转换，适用于地基加固防渗的灌浆工程。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种钻孔灌注桩用钻具结构，包括第一堵头，以及从上至下依次连接的中空钻杆、第一灌浆接头、转化接头、第二灌浆接头和钻头；所述第一灌浆接头上开设第一流道，所述转化接头上开设有第二流道，所述第二灌浆接头上开设有第三流道，所述钻头上开设有第四流道，所述中空钻杆、第一流道、第二流道、第三流道和第四流道依次连通以形成浆料输送通道，所述第一灌浆接头上设有连通第一流道和外界的第一出浆孔，所述第四流道与外界连通，所述第一堵头可沿浆料输送通道的上端进入所述第二流道中并关闭所述第二流道。本结构实现钻灌一体与高压旋喷灌浆转换的原理为：钻孔钻进过程中，静压浆料经浆料输送通道输出以对松软地层全孔进行加固，钻灌一体结束后，无需提管，只需向输送通道中投放第一堵头以封堵第二流道，提钻过程中进行高压旋喷灌浆，第一出浆孔中安装喷嘴，高压脉冲浆料从喷嘴中喷出，对土体进行冲击、切削从而使浆液与土体颗粒形成有效的固结体。如此，将钻灌一体低(静)压灌浆法和高压脉动旋喷灌浆法进行时序结合应用于地基加固与防渗工程中，从而发挥两种灌浆技术的优势，克服各自的缺点，从而达到最大的适用地层范围和最佳的加固防渗效果，保证加固防渗的成功率和安全性。与CN110004932A公开的钻具相比，本结构只有一个输送通道，结构简单，成套设备易于改进，且实际应用可操作性强，施工效率大大提高。作为上述技术方案的进一步改进：为实现采用第一灌浆接头进行高压脉动旋喷灌浆，所述第一灌浆接头的侧壁上开设凹槽，第一出浆孔开设于所述凹槽的底壁上，所述第一灌浆接头上设有喷嘴，所述喷嘴的一端置于所述容置孔中，所述喷嘴的另一端置于所述凹槽中。该结构可避免钻具上下运动过程中破坏喷嘴。所述喷嘴通过一螺母与所述第一灌浆接头固定。为避免第一堵头过大导致向下运动过程中卡死，所述第二流道的内壁上设有关闭第二流道的密封件，所述密封件上设有沿中空钻杆轴向方向延伸的通孔，所述通孔与第一堵头配合。所述第二灌浆接头设有自动控制静压浆体单向进入第四流道的单向结构，从而防止出现管内返浆。作为第二灌浆接头的一种具体结构形式，所述第二灌浆接头包括套管和所述单向结构，所述套管与转化接头相连，所述单向结构的上部伸入所述套管的内腔中并与套管固连，所述单向结构的下部与钻头相连，所述单向结构中开设有上流道和下流道，所述上流道的上下两端均封闭，所述下流道的上端封闭，所述下流道的下端与第四流道连通，所述单向结构的侧壁上部开设有第一孔和第一槽，第一孔和第一槽相对设置，第一孔与套管内腔和上流道均连通，第一槽的槽壁与套管内壁围合形成分流道，所述第一槽的底壁上开设有与上流道连通的第二孔，以及与下流道连通的第三孔，所述第二孔位于所述第一孔的上方，所述上流道中设有第二堵头，所述第二堵头可在静压浆体的推动下上下移动以使第一孔和第二孔连通或断开连通；所述套管内腔、第一孔、上流道、第二孔、分流道和下流道连通时形成所述第三流道。钻进过程中，静压浆料从第一孔流入上流道中，推动第二堵头向上运动，从而使得第一孔和第二孔连通，静压浆料经第三流道、第四流道流出，对周围土体渗透同时起到泥浆护壁的作用可有效防止塌孔。如出现返浆现象，返回的浆料从第二孔流入上流道中，推动第二堵头向下运动，从而断开第一孔和第二孔的连通，防止出现管内返浆。所述单向结构侧壁的上部开设有第二槽，所述第二槽沿所述中空钻杆的轴线方向延伸至所述单向结构的上端面，所述第一孔开设于第二槽的底壁上。所述钻头包括连接部和设于连接部下端的刀头部，所述连接部的上端与第二灌浆接头连接，所述刀头部的下端设有多个切割刀片和多个钻齿，多个切割刀片和多个钻齿均围绕所述钻头的中心轴线周向间隔布置，多个钻齿设于多个切割刀片围合形成的空间内；所述第四流道开设于连接部中，所述刀头部的底端面上还开设有与第四流道连通的第二出浆孔。钻进过程中刀头部对土体进行破坏钻进造孔，水泥稳定浆液在低压脉冲的作用下从第二出浆孔出浆，实现边钻边灌的功能。所述第二出浆孔设有多个，多个第二出浆孔围绕所述钻头的中心轴线周向间隔布置，第二出浆孔与切割刀片交替设置。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术可快捷方便地实现钻进过程中钻灌一体与提钻过程中高压旋喷灌浆的超能转换，并能有效控制灌浆过程不返浆，施工操作过程高效、环保、节能，适用于地基加固防渗的灌浆工程。附图说明图1为本专利技术实施例的钻孔灌注桩用钻具结构剖视图。图2为第一灌浆接头的轴测图(未安装喷嘴)。图3为第一灌浆接头的轴测图(安装喷嘴)。图4为第一灌浆接头的侧视图。图5为第一灌浆接头的正视图。图6为第一灌浆接头的剖视图。图7为第一灌浆接头的俯视图。图8为转化接头(低压灌浆状态)的剖视图。图9为转化接头(高压灌浆状态)的剖视图。图10为转化接头的俯视图。图11为第二灌浆接头的剖视图。图12为图11的A-A剖面图。图13为图11的B-B剖面图。图14为套管的轴测图。图15为钻头的轴测图。图16为实施案例1灌注形成的加固桩取芯所得实物图。图17为实施案例2灌注形成的加固桩取芯所得实物图。图例说明：1、中空钻杆；2、第一灌浆接头；21、第一流道；22、凹槽；23、第一出浆孔；3、转化接头；31、第二流道；32、密封件；321、通孔；4、第二灌浆接头；41、单向结构；411、上流道；412、下流道；413、第一孔；414、第一槽；415、第二孔；416、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钻孔灌注桩用钻具结构，其特征在于，包括第一堵头（6），以及从上至下依次连接的中空钻杆（1）、第一灌浆接头（2）、转化接头（3）、第二灌浆接头（4）和钻头（5）；所述第一灌浆接头（2）上开设第一流道（21），所述转化接头（3）上开设有第二流道（31），所述第二灌浆接头（4）上开设有第三流道（43），所述钻头（5）上开设有第四流道（51），所述中空钻杆（1）、第一流道（21）、第二流道（31）、第三流道（43）和第四流道（51）依次连通以形成浆料输送通道，所述第一灌浆接头（2）上设有连通第一流道（21）和外界的第一出浆孔（23），所述第四流道（51）与外界连通，所述第一堵头（6）可沿浆料输送通道的上端进入所述第二流道（31）中并关闭所述第二流道（31）。/n
【技术特征摘要】
1.一种钻孔灌注桩用钻具结构，其特征在于，包括第一堵头（6），以及从上至下依次连接的中空钻杆（1）、第一灌浆接头（2）、转化接头（3）、第二灌浆接头（4）和钻头（5）；所述第一灌浆接头（2）上开设第一流道（21），所述转化接头（3）上开设有第二流道（31），所述第二灌浆接头（4）上开设有第三流道（43），所述钻头（5）上开设有第四流道（51），所述中空钻杆（1）、第一流道（21）、第二流道（31）、第三流道（43）和第四流道（51）依次连通以形成浆料输送通道，所述第一灌浆接头（2）上设有连通第一流道（21）和外界的第一出浆孔（23），所述第四流道（51）与外界连通，所述第一堵头（6）可沿浆料输送通道的上端进入所述第二流道（31）中并关闭所述第二流道（31）。
2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩用钻具结构，其特征在于，所述第一灌浆接头（2）的侧壁上开设凹槽（22），第一出浆孔（23）开设于所述凹槽（22）的底壁上，所述第一灌浆接头（2）上设有喷嘴（7），所述喷嘴（7）的一端置于所述容置孔（23）中，所述喷嘴（7）的另一端置于所述凹槽（22）中。
3.根据权利要求2所述的钻孔灌注桩用钻具结构，其特征在于，所述喷嘴（7）通过一螺母（8）与所述第一灌浆接头（2）固定。
4.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩用钻具结构，其特征在于，所述第二流道（31）的内壁上设有关闭第二流道（31）的密封件（32），所述密封件（32）上设有沿中空钻杆（1）轴向方向延伸的通孔（321），所述通孔（321）与第一堵头（6）配合。
5.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩用钻具结构，其特征在于，所述第二灌浆接头（4）设有自动控制静压浆体单向进入第四流道（51）的单向结构（41）。
6.根据权利要求5所述的钻孔灌注桩用钻具结构，其特征在于，所述第二灌浆接头（4）包括套管（42）和所述单向结构（41），所述套管（42）与转化接头（3）相连，所述单向结构（41）的上部伸入所述套管（42）的内腔中并与套管（42）固连，所述单向结构（41）的下部与钻头（5）相连，所述单向结构（41）中开设有上流道（411）和下流道（...
【专利技术属性】
技术研发人员：付建军，李永丰，朱临瑞，白治军，王少华，陈安重，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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