本发明专利技术提出了一种通过地面的卷扬机向桩孔吊放，能依靠本身的重力所累积的势能和动能，采用冲击方式，通过在孔底特定位置扩大孔径的方式，将直筒状的孔底逐步扩大为纺锤状的扩底钻头。该扩底钻头，通过自主导向和掘进，既能进行灌注桩成孔后扩大底部孔径，还能将扩径的渣土完全收集并运输至地面。该扩底钻头轻便可靠，工作效率高，扩径倍率大，能提高钻扩孔的施工技术水平。施工技术水平。施工技术水平。
【技术实现步骤摘要】
一种冲击式干孔扩底钻头
[0001]本专利技术涉及钻探装备
，具体涉及一种采用冲击方式，能适应多种复杂地质条件的，在桩基干成孔作业中使用的扩底钻头。
技术介绍
[0002]现阶段钻孔扩底灌注桩湿作业状态下扩底容易实现，扩底技术已较为成熟。但干作业状态下的扩底灌注桩施工中，由于现有扩底机械无法将扩底形成的渣土从孔底收集出来，往往采取深度预先超钻，再采取旋转剥削侧壁，扩大桩孔直径，将落在孔底的渣土，就地夯实了事。这种扩底方法不仅严重扰动桩端岩土结构，而且对岩石等坚固岩土地质无法扩底。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对现阶段钻孔扩底桩扩底施工的弊病，提供一种能适应多种复杂地质条件的机械式的灌注桩干成孔作业环境下的扩大桩孔底部孔径的扩底钻头。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种从距孔底合适的高度释放，通过钻头本体快速向孔底下落，依靠其本身的重力累积动能，采用冲击方式，利用撑展的多个切土铲对侧向的孔壁向下切削；按一定的角度对对侧向的孔壁进行切削；按设计要求的扩底倍率对孔底扩径；按设计要求的扩底形状对侧向的孔壁进行切削；不扰动桩端持力层；将扩底作业产生的渣土全部收集在渣土仓后输送至地面上；每次扩底达到控制结点后能通过指示灯响应。
[0005]基于上述方案，一种冲击式干孔扩底钻头，包括：触发装置、扩径装置及控制装置。
[0006]所述一种冲击式干孔扩底钻头的触发装置包括触发盒、连杆、三角挂板、触发管、渣土仓、凸型槽、推移弹簧、触底板；扩径装置包括主弹簧、副弹簧、撑臂座、撑臂、切土铲；控制装置包括筒体、中心管、固定杆、拉绳、挡板、触碰开关、指示灯、调控螺母。
[0007]所述一种冲击式干孔扩底钻头的触发装置的触发盒由两套触发齿轮组成，每套触发齿轮由飞轮及齿轮轴和两端的两个推移齿轮组成，飞轮内缘与推移齿轮共轴，飞轮内缘转动带动齿轮轴转动，可使其两端的推移齿轮同步转动，推移齿轮外缘的渐进弧推动三角挂板移动，并释放三角挂板。
[0008]进一步的，推移齿轮设置有配重，在推移齿轮停止时，配重位置总处于下方，使其渐进弧在停止时始终处于上方位置。
[0009]进一步的，飞轮为荆轮结构，飞轮的外缘向外侧正向旋转时，飞轮内缘的荆爪会弹起卡住外缘内齿，使飞轮内外缘同步联动旋转，当飞轮的外缘向内侧反向旋转时，飞轮内缘的荆爪不会弹起，飞轮内缘不与外缘同步联动旋转。
[0010]触发管为一根上端有扩大头的通管，在扩大头之下的颈部设置有数圈螺纹，可在中心管内上下活动。初始状态下，触发管的扩大头直径大于两个飞轮外缘外齿之间的距离，
此时，触发管上端的扩大头卡在在两个飞轮外缘外齿之间，颈部螺纹与飞轮外缘外齿啮合。设置于连杆上的三角挂板的外侧面被推移弹簧抵住，紧贴在触发盒的推移齿轮外侧面，推移齿轮外缘渐进弧处于三角挂板上方，没有与三角挂板接触，使三角挂板的底面与设置在筒体上盖板上的凸型槽刚好错开。从而使三角挂板被卡在筒体上盖板之上，即连杆被固定在上盖板上，连杆的下端连接着扩径装置的撑臂座，使撑臂座不能被主弹簧弹开。
[0011]当所述一种冲击式干孔扩底钻头快速坠落孔底时，触发管的下端的触底板首先触底，触发管与触发盒产生快速的相对位移，触发盒触发启动推移齿轮转动，向外推动三角挂板，当三角挂板底面对正筒体上盖板上的凸型槽时，会通过凸型槽向下穿过上盖板，使连杆能够向下移动，主弹簧弹开，从而启动扩径装置。
[0012]所述一种冲击式干孔扩底钻头的扩径装置，两根撑臂和一个切土铲铰接组成一组扩径结构，多组扩径结构通过撑臂铰接在撑臂座上，撑臂座连接于主弹簧的活动端，由主弹簧弹力提供扩径结构的撑展动力。
[0013]撑臂座由上下铰接点及副弹簧组成，上下铰接点由副弹簧连接在一起，撑臂座由主弹簧弹开沿中心管下行时，上铰接点通过副弹簧来带动下铰接点一起沿中心管下行。副弹簧拉伸可使撑臂座的上铰接点相对于下铰接点发生位移，使一组扩径结构的上下两根撑臂可以产生微小异步，从而使切土铲下切角度变大，利于从上向下以较大的角度插入桩孔侧壁，快速切土。
[0014]所述一种冲击式干孔扩底钻头的控制装置的筒体侧壁设置有数道竖槽，可使扩径结构的撑臂从筒体内伸展出来，撑展切土铲。中心管通过上下两端与筒体固定为一体，并使整个钻头结构套接在触发管上并可自由滑动，中心管下端下滑至设置于触发管上的挡板并与之触碰，可触发触碰开关，使设置于筒体上盖板的指示灯开启。中心管下段设置有调控螺母，调控螺母沿中心管外壁螺纹旋转可使其在中心管上的位置改变，从而限制撑臂座随主弹簧弹开时的下移距离，控制扩径装置撑展范围。
[0015]通过地面的卷扬机向桩孔吊放一种冲击式干孔扩底钻头，在距孔底合适的高度通过地面的卷扬机释放拉绳，让其以自由落体方式快速向孔底坠落，此阶段为累积动能的过程。其触发装置的触底管首先触底，触发管以及触发管下段的渣土仓随后触底停止，所述一种冲击式干孔扩底钻头的其余部分还在向下快速坠落，触发管与触发盒产生快速的相对位移，触发管颈部螺纹与触发盒的飞轮啮合，触发盒触发启动推移齿轮转动，向外推动三角挂板，当三角挂板底面对正筒体上盖板上的凸型槽时，会通过凸型槽向下穿过上盖板，使连杆能够向下移动，主弹簧弹开，从而启动扩径装置。
[0016]扩径装置的主弹簧套在中心管外，上端限制于筒体上盖板之下，由于束缚主弹簧的连杆已由触发盒释放，主弹簧向下弹开，推动其下端的撑臂座下移至调控螺母处停止。撑臂伸开，使贴合在筒体外壁的切土铲撑展开来，切土铲随钻头筒体内的中心管沿触发管向下继续下行插入桩孔侧壁。铲落的渣土向下掉入孔底的渣土仓内。如此，所述一种冲击式干孔扩底钻头采用冲击方式，完成一次扩径。此阶段为切土铲消耗之前累积的动能，扩径作业的过程。随着动能消耗，切土铲向下切土的速度减小，当所述一种冲击式干孔扩底钻头累积的动能消耗完毕，切土铲向下切土停止。
[0017]当一次掘进产生的渣土较少，渣土仓还有空间时，通过地面的卷扬机提升拉绳，拉绳末端连接着连杆上端，此时开始压缩主弹簧，使撑臂收缩，切土铲收拢。当所述一种冲击
式干孔扩底钻头完全脱离孔底时，撑臂完全收缩，切土铲收拢后紧贴于筒体，主弹簧被压缩至最短。设置于连杆上的三角挂板已经穿过筒体上盖板。在筒体上升过程中，还处于定止状态的触发管上端的扩大头最后会卡在在两个飞轮外缘外齿之间，触发管外壁螺纹与飞轮外缘外齿再次啮合。将所述一种冲击式干孔扩底钻头提升至距孔底合适的高度，这一阶段，为累积势能的过程。释放拉绳，此时，因为主弹簧向下方向的弹力作用，三角挂板随连杆下移，当三角挂板接触推移弹簧时，由于圆形推移弹簧的推力影响，三角挂板外侧面被推移弹簧抵住，紧贴在触发盒的推移齿轮外侧面，使推移齿轮外缘渐进弧处于三角挂板上方，没有与三角挂板接触，使三角挂板的底面与设置在筒体上盖板上的凸型槽刚好错开，从而使三角挂板被卡在筒体上盖板之上，即连杆被固定在上盖板上，使所述一种冲击式干孔扩底钻头再次复位初始状态。
[0018]进一步的，所述一种冲击式干孔扩本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冲击式干孔扩底钻头，其特征在于，包括：触发装置 (1)、扩径装置(2)及控制装置(3)。2.根据权利要求1所述的一种冲击式干孔扩底钻头，其特征在于，所述触发装置(1) 包括触发盒(10)、连杆(11)、三角挂板(12)、触发管(13)、渣土仓(14)、凸型槽(15)、推移弹簧(16) 、触底板(17)。3.根据权利要求1所述的一种冲击式干孔扩底钻头，其特征在于，所述的扩径装置(2) 包括主弹簧(20)、副弹簧 (21)、撑臂座(22)、撑臂(23)、切土铲(24)。4.根据权利要求1所述的一种冲击式干孔扩底钻头，其特征在于，所述控制装置(3)包括筒体(30)、中心管(31)、固定杆(32)、拉绳(33)、挡板(34)、触碰开关(35) 、指示灯(36) 、调控螺母(37)。5.根据权利要求2所述的一种冲击式干孔扩底钻头，其特征在于，所述触发装置(1)的触发盒(10)由两套触发齿轮组成，每套触发齿轮由飞轮(101) 、齿轮轴(102)及其两端的两个推移齿轮(103)组成，飞轮(101)内缘与推移齿轮(103)共轴，飞轮(101)内缘转动带动齿轮轴(102)转动，可使其两端的推移齿轮(103)同步转动，推移齿轮 (103)外缘的渐进弧(104)推动三角挂板(12)移动，并释放三角挂板(12)。6.根据权利要求2所述的一种冲击式干孔扩底钻头，其特征在于，所述触发装置(1)的触发管(13)触底后与触发盒(10)产生快速相对位移，触发管(13)颈部的数圈螺纹(130)与飞轮(101)的外缘外齿啮合，使飞轮(101)的外缘转动一圈，飞轮(101)的外缘(1010)向外侧正向旋转时，飞轮(101)内缘(1011)的荆爪(1012)会弹起卡住外缘内齿，使飞轮(101)内外缘同步联动旋转，当飞轮(101)的外缘(1010)...
【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：
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