[发明专利]长螺旋嵌岩型钻机门架式钻头装置

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域中桩基钻孔及混凝土灌注施工技术，具体涉及一种长螺旋嵌岩型钻机门架式钻头装置。

背景技术

随着国家经济建设的发展及桩基施工技术的不断研发和应用，当工程地质为软硬土层交替且风化基岩埋深不深时，应用中风化基岩作为中高层建筑的桩基持力层也愈来愈广泛。

当桩基类型设计为钻孔灌注桩时，适用冲击桩机或长螺旋钻孔桩机，而长螺旋钻孔桩机的施工效率比冲击桩机高很多，即穿越硬土层(中密以上的砂土、砾砂层)及风化基岩的能力强。但传统的长螺旋桩机的门架式钻头在到达中风化基岩设计深度时，需要提拔几十厘米后才能打开活门(活门底连接有门架式钻头尖)压灌混凝土，造成孔底沉渣不能充分被压灌入的混凝土搅合均匀，即桩端混凝土往往达不到设计的强度，这是一个关键的缺点。传统长螺旋桩机的门架式钻头(活门呈关闭状态)。

目前现有的长螺旋钻孔桩机有如专利号为ZL2014101324879的长螺旋嵌岩型桩机耙式门架式钻头装置，并具体公开了长螺旋钻杆的芯管的底端为带活门的门架式钻头尖，而且为了增大长螺旋钻杆的钻进能力，在螺旋叶片的底端也焊接了两个门架式钻头耙，两门架式钻头耙分居门架式钻头尖两侧与门架式钻头尖一起钻进形成锅底形的桩端孔。泵送砼附属设备与长螺旋钻杆的芯管连通。该桩机还包括蓄水箱、高压泵、胶皮水管、输水钢管和两个喷嘴，蓄水箱、高压泵、胶皮水管、输水钢管和两个喷嘴依次连通，输水钢管焊接在长螺旋钻杆的芯管内，输水钢管下端分叉为两根分别与两个喷嘴连通的分管。每个喷嘴焊接在长螺旋钻杆的一个门架式钻头耙上。

上述的长螺旋嵌岩型桩机耙式门架式钻头装置实现了在中风化基岩上钻孔成桩，但是该装置由于活门板底焊接有门架式钻头尖，此门架式钻头尖比两侧的门架式钻头耙齿低，故在钻至中风化基岩设计标高后泵送压灌混凝土前，需先提拔长螺旋钻杆门架式钻头才能打开活门压灌出混凝土，这样不仅会影响成桩的质量，而且也降低了工作效率；另一方面由于该装置的牙轮钻尖的截面为矩形，其对应对中风化基岩及其以上的硬土层(砾石、砾砂与权风化、强风化基岩)的旋削较困难，且磨损后的牙轮钻尖不易更换，从而降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于解决上述技术问题的长螺旋嵌岩型钻机门架式钻头装置。

具体地：本发明所提供的长螺旋嵌岩型钻机门架式钻头装置，包括长螺旋钻杆，设于长螺旋钻杆内并与长螺旋钻杆共同形成长螺旋钻杆内环腔的内芯管，及通过内六方接头连接在长螺旋钻杆上的门架式钻头；所述长螺旋钻杆的底端设有用于盖设内芯管上砼通道的活门，其中所述活门一侧用铰链固定在长螺旋钻杆上，另一侧通过活门扣与长螺旋钻杆连接；所述门架式钻头包括设于活门两侧的门架左竖板、门架右竖板，焊接在门架左竖板上的螺旋叶片左加强板，焊接在门架右竖板上的螺旋叶片右加强板，及设于活门上铰链的一侧并与长螺旋钻杆内环腔连通的出气管；其中所述螺旋叶片左加强板与长螺旋钻杆上的螺旋叶片相连接，所述螺旋叶片右加强板与门架右竖板底端上横向固定有的门架侧条板连接；所述门架左竖板与门架右竖板的底端用门架中条板连接，且所述门架左竖板、门架右竖板及门架中条板共同形成门形腔；所述螺旋叶片左加强板、门架中条板及门架侧条板的底端依次连接有沿顺时针方向倾斜排布的左牙轮钻尖、中牙轮钻尖及右牙轮钻尖，其中所述中牙轮钻尖相对于左牙轮钻尖及右牙轮钻尖部分向下伸出。

作为本发明的优选方案，所述螺旋叶片左加强板上沿顺时针方向倾斜排布有3个左牙轮钻尖，所述门架中条板上沿顺时针方向倾斜排布有4个中牙轮钻尖，所述门架侧条板上沿顺时针方向倾斜排布有3个右牙轮钻尖。

作为本发明的优选方案，所述门架中条板设置为水平状结构，所述门架中条板上固定有的4个中牙轮钻尖中的2个中牙轮钻尖相对于门架中条板垂直设置。

作为本发明的优选方案，每个左牙轮钻尖、中牙轮钻尖和右牙轮钻尖均包括钻尖主体，及设于钻尖主体上的合金钻尖，其中所述合金钻尖的横截面设置为圆锥形，且与钻尖主体之间用螺纹方式进行连接固定。

作为本发明的优选方案，所述装置包括桩机，设于桩机上的主电动卷扬机、加压卷扬机、空压机和主桅杆，动力头，及砼泵，其中所述动力头向下与长螺旋钻杆连接；所述主电动卷扬机与动力头之间用钢丝牵引绳进行连接，其中所述钢丝牵引绳绕经固定在主桅杆上桅顶梁的桅顶滑轮；所述动力头上设置有滑轮组，且所述加压卷扬机通过加压钢丝绳途经滑轮组与动力头连接；所述空压机通过输气皮管与长螺旋钻杆内的长螺旋钻杆内环腔相连接，所述砼泵通过泵送砼皮管与长螺旋钻杆内的内芯管相连接。