一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头制造技术

本实用新型专利技术提出了一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头，包括置于钻杆端部的自锁卡扣一和置于钻头端部的自锁卡扣二，所述的自锁卡扣一包括沿着钻杆圆周方向设置的三个卡爪和沿着钻杆轴线方向设置在钻杆端部中心位置的限位杆，在其中一个卡爪的周向受力面上设有应力片，在限位杆上套装一个弹簧，弹簧的一端固定在钻杆上；自锁卡扣二包括沿着钻头圆周方向设置的三个卡槽和沿着钻头轴线方向设置且位于钻头中心位置的导向孔，所述的卡爪插入到卡槽内时与卡槽配合，实现钻杆和钻头的轴向和径向的固定，限位杆和弹簧一起插装在导向孔内。内。内。

【技术实现步骤摘要】
一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头


[0001]本技术涉及水泥土旋喷桩地基加固领域，具体涉及一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头。

技术介绍

[0002]由于路基高度大、地基相对软弱，路基工后沉降是黄泛区高速公路建设的关键技术问题之一。旋喷桩技术通过施工钻头在现场进行劈裂注浆而成桩，其工程扰动小、施工迅速、造价相对较低、地基加固深度大，被大量用于黄泛区高速公路建设特别是公路拓宽中的地基加固工程中。但对于旋喷桩设计，常用的设计方法是按照最软弱土层确定其水泥掺入量等参数，并应用于整个桩体，施工时保持施工参数恒定。然而对于黄泛区层状底层，这种设计方法未考虑实际土体的成层性，承载力设计土层的厚度往往并不是全桩长范围内分布，其它土层的承载力则接近甚至大于承载力设计值，故将最软弱土层对应的设计参数应用于整个桩体进行均匀施工将造成浪费。如果施工装备能在下钻过程中，解决土层识别这一关键问题，实时追踪探测钻头所在土层信息，并通过反馈的土层信息进行施工参数的实时调整，实现智能化施工，就能降低施工过程中均匀施工造成的浪费，节省施工成本。
[0003]目前市面上已有一些针对水泥土桩不同土层实时探测的相关装备，其主要的类型及在使用中的主要问题如下：
[0004]电机探测型装置，根据钻头在不同土层由于土体抵抗力不同导致的电机输出不同原理，通过探测电机的输出值的不同判断钻头所在地层(如电流)，实现土层实时探测，但这种方法探测的是电机总输出，其值受到土体与钻杆摩擦与机械自身摩擦的影响较大且目前没有较为成熟完整的总输出值的修正方法，导致该种方法的精度较差。
[0005]钻头探测型装置。直接在钻头处安装传感器或其他一些触探装置进行钻头处反映土体抵抗力的物理参数测定，实现土层探测。这种方法避免了第一种方法中的摩擦干扰及探测值的修正，但由于其探测装置直接与土体接触，整个过程中收到的扰动较大，导致其读数稳定性差且探测装置易发生损坏，实际运用中问题较大。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本技术的目的是提供一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头，该钻头在有效实现土层实时探测的同时极大提升读数的精度、稳定性及使用耐久性。
[0007]为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]第一方面，本技术的实施例提供了一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头，包括置于钻杆端部的自锁卡扣一和置于钻头端部的自锁卡扣二，所述的自锁卡扣一包括沿着钻杆圆周方向设置的三个卡爪和沿着钻杆轴线方向设置的限位杆，在其中一个卡爪的轴向受力面上设有应力片，在限位杆上套装一个弹簧，弹簧的一端固定在钻杆上；所述的自锁卡扣二包括沿着钻头圆周方向设置的三个卡槽和沿着钻头轴线方向设置的导向孔，所
述的卡爪插入到卡槽内时，与卡槽配合，实现轴向和径向的固定，所述的限位杆和弹簧一起插装在导向孔内。
[0009]进一步的，所述的应力片与外部监控主机，所述应力片用于感知钻头下钻过程中不同土层卡槽压应力的变化；所述外部监控主机用于读取实时的压应力大小并根据其范围判断钻头所在土层，进而对施工参数进行调整。
[0010]作为进一步的技术方案，从应变片所在的连接部位到顶部的钻杆中心开孔，以便应力片走线。
[0011]上述本技术的实施例的有益效果如下：
[0012]1.本技术通过对常规旋喷桩钻头与上部钻杆连接方式进行改进，在施工过程中对改进后的连接处压应力进行实时检测，从而将钻头在不同土层叶片扭矩的不同反映为压应力的不同，从而实现施工下钻过程中土层的实时识别从而对施工参数进行实时调整。通过该钻头，可对于层状地层实现区别喷浆，进一步降低旋喷桩技术工程造价。
[0013]2.相比常规钻头探测型装置，本钻头通过将应力片置于钻杆连接构件处，
[0014]使得应力片几乎不与土体直接接触，使得其受土体扰动较小，因而可靠性更高且数据输出更加稳定。
[0015]3.相比电机探测型装置，本技术直接将探测装置置于钻头处，因而直接获取的是钻头处的有效数据，因而省去了复杂的数据修正环节。
[0016]4.变频喷浆使得最终得到的旋喷桩整体桩身强度更均匀，从而具有更加稳定的性能。
附图说明
[0017]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0018]图1、图2是钻杆端部的自锁卡口一的结构示意图；
[0019]图3、图4是钻头端部的自锁卡口二的结构示意图；
[0020]图中：1应变片，2限位杆，3硬质弹簧，4自锁卡扣一，5自锁卡扣二，6限位孔、4
‑
1卡接部一，4
‑
2卡接部二，4
‑
3卡槽一、4
‑
4卡槽二，7钻头，8钻杆。
具体实施方式
[0021]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0022]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本技术另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
[0023]正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本技术提出了一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头。
[0024]实施例1
[0025]本技术的一种典型的实施方式中，如图1、图2、图3、图4所示，为本实施例提出的可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头，其包括置于钻杆端部的自锁卡扣一、置于钻头端部的自锁卡扣二、应力片和外部监控主机，自锁卡扣一、自锁卡扣二主要用于将钻头与钻杆进行连接，且在其接口处卡槽处可进行应力片张贴；所述应力片贴于接口卡槽处，用于感知钻头下钻过程中不同土层卡槽压应力的变化。
[0026]更为具体的，自锁卡扣一包括沿着钻杆圆周方向设置的三个卡爪和沿着钻杆轴线方向设置的限位杆，其中，一个卡爪在其中卡爪的轴向受力面上设有应力片，在限位杆上套装一个硬质弹簧，硬质弹簧的一端固定在钻杆上。
[0027]自锁卡扣二包括沿着钻头圆周方向设置的三个卡槽和沿着钻头轴线方向设置的导向孔，所述的卡爪插入到卡槽内时，与卡槽配合，所述的限位杆和弹簧一起插装在导向孔内；连接时自锁卡扣一的三爪相互扣锁，提供竖向及水平向约束，弹簧经压缩后随中间杆插入凹槽内，起到固定及限位作用，应力片粘贴于爪的连接挤压部位。组装时先将中间杆位置弹簧进行压缩，连同中间杆插入凹槽内，然后将爪盘旋转，使三爪相互扣锁。应力片线路通过爪的挤压处引至钻杆中间开孔位置，由钻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头，其特征在于，包括置于钻杆端部的自锁卡扣一和置于钻头端部的自锁卡扣二，所述的自锁卡扣一包括沿着钻杆圆周方向设置的三个卡爪和沿着钻杆轴线方向设置在钻杆端部中心位置的限位杆，在其中一个卡爪的周向受力面上设有应力片，在限位杆上套装一个弹簧，弹簧的一端固定在钻杆上；所述的自锁卡扣二包括沿着钻头圆周方向设置的三个卡槽和沿着钻头轴线方向设置且位于钻头中心位置的导向孔，所述的卡爪插入到卡槽内时与卡槽配合，实现钻杆和钻头的轴向和径向的固定，所述的限位杆和弹簧一起插装在导向孔内。2.如权利要求1所述的一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头，其特征在于，所述的应力片与外部监控主机，所述应力片用于感知钻头下钻过程中不同土层卡槽压应力的变化。3.如权利要求1所述的一种可以实现压应力变化检测的旋喷桩钻头，其特征在于，从应变片所在的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟彬，郭静，董道卫，赵振华，姚占勇，姚凯，史长远，王凯，施国庆，王海洋，
申请(专利权)人：济南黄河路桥建设集团有限公司，
类型：新型
国别省市：