一种高压旋喷桩钻头制造技术

本发明专利技术公布了一种高压旋喷桩钻头，包括上段杆体，钻叶基座以及下段杆体，利用三者在钻头钻进过程中受力状态和旋转方式的改变，引起上段杆体，钻叶基座以及下段杆体相对位置发生变化，从而使该钻头实现以两种高压旋喷液和两种变化的结构进行工作，实现一种泵吸去土的预成孔增径高压旋喷桩钻头的功能。该技术方案可以按照设计的参数，采用高压旋喷配合钻叶搅拌制浆，定量泵吸去土预成孔，高压增径旋喷，逐层造浆成桩。造浆成桩。造浆成桩。

【技术实现步骤摘要】
一种高压旋喷桩钻头


[0001]本专利技术涉及旋喷桩施工
，具体涉及一种泵吸去土的预成孔增径高压旋喷桩钻头。

技术介绍

[0002]高压旋喷桩，是以旋转的喷嘴将高压水泥浆喷入土层，达到切割土体和混合土体的目的，最后形成连续搭接的水泥加固体。旋喷钻头是高压旋喷桩施工设备的关键部件。
[0003]现阶段的高压旋喷桩施工所用的旋喷钻头，一般为杆状的腔体结构，在钻头前端设置有锥尖，颈部设置有一个或多个喷嘴，伴随钻头旋转，从喷嘴连续喷射高压水泥浆液切割周围土体，并将多余土体以溢流方式排出，施工过程中需要持续地喷入足量的水泥浆，随着越来越多的土体混合在水泥浆中间以溢流方式从孔口排出，桩体内的水泥含量逐步提高。伴随这种缓慢而低效的置换过程，大量的水泥土混合浆液从孔口排出，在施工场地形成大量的建筑固体废弃物，造成大量水泥和水的浪费，最后，溢出的水泥土混合浆液会凝固，形成难以处理的建筑垃圾。并且因为大量的水泥从孔口排出被废弃，使得桩体的水泥含量无法准确计量，造成高压旋喷桩的质量难以把控。另外由于钻头上的喷嘴状态无法调整，只能以一种固定方式重复旋转喷射高压水泥浆液切割周围土体，高压水泥浆液射流影响范围局限于钻头周围，施工较大直径旋喷桩的效果往往不尽如人意。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供一种泵吸去土的预成孔增径高压旋喷桩钻头，首先在钻头下行过程中，利用高压水旋喷，以钻叶搅拌制浆方式将需要置换的土与水充分搅拌成为泥浆；采用泵吸方式，经由钻头设置的开口去除掉，并在钻杆周围形成空腔，直至设计深度；然后通过可控制摆动的旋喷管，调整水泥浆喷嘴的位置，使喷嘴跨越空腔区域，贴近土体喷射高压水泥浆射流，直接快速高效地完成高压水泥浆切割土体。当钻头从孔底逐层向上完成旋喷，即完成了整根高压旋喷桩施工。这一方式代替现有缓慢而低效的混合置换过程，能够避免水泥和水等建筑材料的浪费，同时可以精确计量桩体的水泥含量，并扩大喷嘴喷射高压水泥浆的影响范围，扩展旋喷桩的直径，并使旋喷桩桩体的水泥含量能够精确控制。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：首先，将可控制摆动的旋喷管收缩于下段杆体的筒体槽内，以水为介质，通过钻头旋转管表面的水喷嘴，在钻头下行过程中，利用高压水旋喷，以钻叶搅拌制浆方式将需要置换的土与水制备为泥浆，同时，采用泵吸方式，经由钻头设置的开口输送到地面上的泥浆池，由于此时的泥浆中没有水泥，通过沉淀就可以分离其中的泥土和水使之可以循环使用。当高压旋喷桩钻头钻进至设计深度时，即形成了一个较小孔径的去除了土的空腔。
[0006]然后，拉提钻头，钻头的下段杆体因为重力与钻头的上段杆体分开，同步展开旋喷管，切换介质通道，使一重管与二重管之间的环形通道一直贯通至旋喷管梢部的水泥浆喷
嘴，使用高压水泥浆为介质，通过旋喷管端部的水泥浆喷嘴。从下至上，利用高压水旋喷增大桩径，逐层旋喷造浆成桩。
[0007]该技术方案可以按照设计的参数，精确掌控需要置换的去土量、预先成孔的直径、桩体的直径以及水泥喷入量，并且施工过程中不产生泥浆外溢，节省建筑材料，水泥的使用量即为桩体的水泥含量，施工过程清洁、环保、高效、科学、可靠。
[0008]为达成上述技术方案，所述一种高压旋喷桩钻头，分为上段杆体，钻叶基座和下段杆体三部分。所述上段杆体，杆状腔体结构，上端为标准复合二重管接口，接口与上段杆体内的一重管及二重管贯通，一重管及二重管下端连接变向的管喉。一重管通过管喉，与位于上段杆体外表面的两个对称设置的开口贯通。二重管套在一重管外侧，通过管喉，二重管与位于上段杆体下端的传力柱内的上端口贯通。上段杆体下端的传力柱为矩形中空结构，传力柱下端设置有两根滑轨槽。
[0009]所述下段杆体，为杆状腔体结构，由上部分中空的筒体，下部分的锥体以及旋喷管组成。筒体为内方外圆的筒状结构，对称的两侧设置有筒体槽，筒体槽内为容纳收缩状态的旋喷管，内腔为与传力柱外径相匹配的矩形结构，向下贯通至锥体。锥体为锥状空腔结构，内部设置有下端口，通过软管与上端口连接。下端口连接锥体内部的腔道，并与固定管贯通。固定管共两支，固定于锥体上部，处于筒体外部对称两侧。管壁设置有一个开孔，末端封闭。旋喷管由水泥浆喷嘴，喷浆管，管套，旋转管及转柄组成，对称设置于筒体两侧的筒体槽内，通过旋转管套设于固定管外侧，喷浆管收缩状态时竖置于筒体槽内，摆开90度可成平直状态。每支旋转管的管壁设置有两个开孔，一个为水喷嘴，另一个为水泥浆孔，位置呈90度，喷水泥浆孔连接喷浆管，并与水泥浆喷嘴贯通。旋转管套在固定管外，方向柄固定在旋转管外面，末端挂置于滑轨槽内并可滑动。
[0010]所述钻叶基座，为圆环状，上面布置有四片钻叶，上缘设置有一对上缘凸出，下缘设置有一对下缘凸出，下缘凸出上面有一个挂耳。所述一种高压旋喷桩钻头在下行钻进时，钻杆正时针方向旋转，钻叶因为搅拌产生的阻力使得钻叶基座与钻杆产生旋转速度差，钻叶基座上缘凸出会转动至锁定位置，当上缘凸出靠紧上段杆体锁定限位时，钻叶基座的挂耳会挂住筒体的上沿凸出，使上下两段杆体处于锁定状态，并使钻叶基座下缘凸出覆盖下段杆体的筒体槽内处于收缩状态的喷浆管梢部，以防止在所述一种高压旋喷桩钻头在下行钻进时，处于高速旋转状态的的收缩状态的旋喷管因离心力而从筒体槽内甩出；钻杆如果逆时针方向旋转，钻叶因为搅拌产生的阻力使得钻叶基座与钻杆产生旋转速度差，钻叶基座上缘凸出会转动至解锁位置，当上缘凸出靠紧上段杆体解锁限位时，钻叶基座下缘上的挂耳会与下段杆体的筒体上沿凸出脱离，钻叶基座下缘L型挂耳同时旋转偏离筒体槽的位置，使处于收缩状态的旋喷管完全暴露出来，钻头处于解锁状态。只有在解锁状态，才能通过停止旋转，并提拉钻头，使旋喷管展开。如果不需要将旋喷管展开，则可继续正时针方向旋转钻杆，继续钻进。
[0011]进一步地，所述一种高压旋喷桩钻头设置有可控制摆动的旋喷管，即通过位于传力柱下端的滑轨槽牵制转柄，来控制套在固定管外侧的旋转管转动。旋转管转动可以使固定管的开孔在旋转管上的水喷嘴与喷水泥浆孔之间切换，形成高压水及高压水泥浆两种介质的不同喷射路径的改变，从而实现高压水及高压水泥浆两种介质由各自对应的喷嘴喷射。具体而言，就是当旋喷管呈收缩状态处于筒体槽内时，旋转管上的水喷嘴与固定管开孔
刚好重合贯通，此时水泥浆孔则处于封闭状态。由地面柱塞泵加压形成的高压水经由二重管与一重管之间的环状通道，依次经过管喉，上端口，软管，下端口，腔道，固定管，最后通过开孔进入旋转管，从水喷嘴喷射；当旋转管向外旋转90度，旋喷管同步向外旋转90度，呈伸展状态，旋转管上的水泥浆孔与固定管开孔刚好重合贯通，此时水喷嘴则处于封闭状态。由地面柱塞泵改变旋喷介质，加压形成的高压水泥浆从水泥浆喷嘴喷射。
[0012]进一步的，所述一种高压旋喷桩钻头在向下钻进和向上钻进两个工作状态上下两段杆体受力状态不同，引起相互位置的转变。向下钻进时，高压旋喷桩钻头承受压力，上段杆体和下段杆体紧贴在一起，并且，传力柱下端将压力通过与之贴合的锥体内腔传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压旋喷桩钻头，其特征在于：包括上段杆体，钻叶基座以及下段杆体，钻叶基座设置在上段杆体和下段杆体之间，上段杆体通过传力柱与下段杆体套接为一体。2.根据权利要求1所述的一种高压旋喷桩钻头，其特征在于：所述上段杆体，包括其内部的腔体结构，以及下端的传力柱。3.根据权利要求2所述的一种高压旋喷桩钻头，其特征在于：所述腔体结构包括二重管接口之下的套在一起的一重管及二重管，一重管及二重管下端连接管喉，管喉贯通一重管与开口,同时，一重管与二重管之间的环形通道，通过管喉贯通至上端口, 所述传力柱为矩形管状结构，插接在下段杆体内部，下端设置有滑轨槽。4.根据权利要求1所述的一种高压旋喷桩钻头，其特征在于：所述钻叶基座为环状结构，包括不止一对钻叶、上缘凸出及下缘凸出，在钻叶基座伴随上段杆体旋转过程中，数对钻叶同步旋转，可对钻杆周围的水土混合浆液进行搅拌。5.根据权利要求4所述的一种高压旋喷桩钻头，其特征在于：所述钻叶基座滑动至锁定位置，下缘凸出上设置的挂耳会挂住下筒体上设置的上沿凸出，使上段杆与下段杆体两者锁定在一起,所述钻叶基座滑动至开锁位置，挂耳会与下段杆体的筒体上沿凸出脱离，使上段杆与下段杆体可以被拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：田景刚，田宇航，
申请(专利权)人：陕西百骏千驹建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：