申请/专利权人：威海市水利岩土工程有限公司

申请日：2018-06-13

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN108547577B

主分类号：E21B10/44

分类号：E21B10/44;E21B10/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2018.10.16#实质审查的生效;2018.09.18#公开

摘要：本发明涉及土木工程用螺旋挤土桩设备技术领域，具体地说是一种螺旋钻头，该钻头包括钻头杆和螺旋叶片，其特征在于钻头杆的下端设有刀头座面，刀头座面上端一侧与钻头杆相铰接，刀头座面下端的两侧分别设有一组中心撬岩刀头，中心撬岩刀头由中心刀头座和中心刀头组成，中心刀头分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，所述的钻头杆下端的螺旋叶片的叶面上设有侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组至少由一个侧边撬岩刀头组成，侧边撬岩刀头由侧边刀头座和侧边刀头组成，侧边刀头分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，具有挤土效果好、挤土效率高、增大桩的承载力和摩阻力的螺旋钻头等优点。

主权项：1.一种螺旋钻头，该钻头包括钻头杆和螺旋叶片，钻头杆的上端与钻杆相连接，钻头杆上设有螺旋叶片，螺旋叶片上端与钻杆上的螺旋叶片光滑连续连接，其特征在于钻头杆的下端设有刀头座面，刀头座面上端一侧与钻头杆相铰接，刀头座面下端的两侧分别设有一组中心撬岩刀头，中心撬岩刀头由中心刀头座和中心刀头组成，所述的中心刀头座与刀头座面相连接，中心刀头设在中心刀头座上，中心刀头分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，所述的钻头杆下端的螺旋叶片的叶面上设有侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组至少由一个侧边撬岩刀头组成，侧边撬岩刀头由侧边刀头座和侧边刀头组成，侧边刀头座与螺旋叶片的叶面相连接，侧边刀头设在侧边刀头座上，侧边刀头分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，侧边刀头的轴线与钻头杆轴线呈10-60度夹角，所述的侧边刀头的端部伸出刀头座面的端部平面，中心刀头端部与刀头座面的间距大于侧边刀头端部与刀头座面的间距，所述的钻头杆下端的螺旋叶片的叶面上至少两个侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组均布在螺旋叶片叶面的螺旋圆周上，所述的刀头座面上的中心撬岩刀头尖端部与刀头座面的间距沿着钻头杆轴线朝外逐渐减小，以使中心撬岩刀头与侧边撬岩刀头的连线形成锥度桩孔，所述中心刀头轴线与钻头杆轴线最优化呈30-35度夹角，侧边刀头的轴线与钻头杆轴线最优化呈30-35度夹角，所述的钻头杆上设有至少一个挤土扩体单元，挤土扩体单元由下向上呈直径逐渐减小的锥台状，锥台状挤土扩体单元的锥度角为30~85度，钻头杆和挤土扩体单元由下向上连续缠绕有挤扩螺旋叶片，挤扩螺旋叶片与钻杆上的螺旋叶片光滑连接，挤扩螺旋叶片由下向上呈直径逐渐增大的锥台状，锥台状挤扩螺旋叶片的锥度角为7度~19度，所述的缠绕在钻头杆和挤土扩体单元上的挤扩螺旋叶片的螺距由下向上逐渐增大，所述的钻头杆端面中部通过上锥形的挤土扩体单元和锥形的挤扩螺旋叶片同时作用实现快速下钻、扩孔。

全文数据：一种螺旋钻头技术领域[0001]本发明涉及土木工程用螺旋挤土桩设备技术领域，具体地说是一种结构简单、使用方便、挤土效果好、挤土效率高、增大粧的承载力和摩阻力的螺旋钻头。背景技术[0002]众所周知，在建筑施工中长螺旋钻孔桩通常是用普通长螺旋钻杆的下端连接螺栓挤土钻头，然后再将钻杆的上端安装在长螺旋钻机上进行钻孔，现有的挤土钻头一般都是由钻尖、钻头杆和螺旋叶片组成，钻进过程中钻杆直径范围内的土都随着叶片升至孔外，对周围土体基本没有挤密作用，故在处理湿陷性黄土或需要挤密的土体时还需要增加挤密桩，因此会将螺旋叶片之间的钻头杆上设有由下向上直径逐渐增大的挤土扩体，这样增大了挤密作，，由于该挤土扩体的直径由下向上逐渐增大，这样对土的上移就会产生阻碍，不仅降低土壤的上移速度，而且影响整个钻体的下移速度，影响挤土效果，特别是现有的挤土钻一般难以钻入风化岩层，对风化岩层的土壤下钻效果差，而且由于坚硬的风化岩层极易导致钻头的损坏。发明内容[0003]本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、挤土效果好、挤土效率高、增大粧的承载力和摩阻力的螺旋钻头。[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种螺旋钻头，该钻头包括钻头杆和螺旋叶片，钻头杆的上端与钻杆相连接，钻头杆上设有螺旋叶片，螺旋叶片上端与钻杆上的螺旋叶片光滑连续连接，其特征在于钻头杆的下端设有刀头座面，刀头座面上端一侧与钻头杆相铰接，刀头座面下端的两侧分别设有一组中心撬岩刀头，中心撬岩刀头由中心刀头座和中心刀头组成，所述的中心刀头座与刀头座面相连接，中心刀头设在中心刀头座上，中心刀头分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，中心刀头轴线与钻头杆轴线呈10-60度夹角，所述的钻头杆下端的螺旋叶片的叶面上设有侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组至少由一个侧边撬岩刀头组成，侧边撬岩刀头由侧边刀头座和侧边刀头组成，侧边刀头座与螺旋叶片的叶面相连接，侧边刀头设在侧边刀头座上，侧边刀头分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，侧边刀头的轴线与钻头杆轴线呈1〇-6〇度夹角，所述的侧边刀头的端部伸出刀头座面的端部平面，中心刀头端部与刀头座面的间距大于侧边刀头端部与刀头座面的间距。[0005]本发明所述的钻头杆下端的螺旋叶片的叶面上至少两个侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组均布在螺旋叶片叶面的螺旋圆周上，增大侧边撬岩刀头的撬岩效果。[0006]本发明所述的刀头座面上的中心撬岩刀头尖端部与刀头座面的间距沿着钻头杆轴线朝外逐渐减小，以使中心撬岩刀头与侧边撬岩刀头的连线形成锥度桩孔，能快速钻孔，省力。[0007]本发明所述中心刀头轴线与钻头杆轴线最优化呈3〇_35度夹角，侧边刀头的轴线与W夭什梱线琨伉化至30-35度天用。[0008]本发明所述的钻头杆上设有至少一个挤土扩体单元，挤土扩体单元由下向上呈直径逐渐减小的锥台状，锥台状挤土扩体单元的锥度角为30〜85度，钻头杆和挤土扩体单元由下向上连续缠绕有挤扩螺旋叶片，挤扩螺旋叶片与钻杆上的螺旋叶片光滑连接，挤扩螺旋叶片由下向上呈直径逐渐增大锥台状，锥台状挤扩螺旋叶片的锥度角为7度〜19度，所述的缠绕在钻头杆和挤土扩体单元上的挤扩螺旋叶片的螺距由下向上逐渐增大，增大挤密效果，通过上锥形的挤土扩体单元和锥形的挤扩螺旋叶片同时作用实现快速下钻、扩孔。[0009]本发明所述的钻头杆上的挤土扩体单元依次排列呈连续性连接，挤扩螺旋叶片由下向上缠绕在挤土扩体单元上并与钻杆上的螺旋叶片光滑连接。[0010]本发明所述的钻头杆上的挤土扩体单元呈间隔性连接，挤扩螺旋叶片的由下向上缠绕在挤土扩体单元和钻头杆上并与钻杆上的螺旋叶片连续连接。[0011]本发明所述的挤土扩体单元的上端面和下端面分别与缠绕在挤土扩体单元上端面和下端面的挤扩螺旋叶片重合，防止挤土扩体单元与挤扩螺旋叶片之间的空隙存土，保证土上移效果。[0012]本发明所述的钻头杆最上端的挤土扩体单元的上端面直径与钻杆的下端面的直径相配合连接，保证挤土的连续性，保证推土效果。[0013]本发明由于采用上述结构，具有结构简单、使用方便、挤土效果好、挤土效率高、增大粧的承载力和摩阻力的螺旋钻头。附图说明[0014]图1是本发明的结构示意图。[0015]图2是本发明钻杆上挤土扩体单元连续连接的结构示意图。[0016]图3是图2的F向局部放大图。[0017]图4是图2中M的局部放大剖视图。[0018]图5是本发明钻杆上挤土扩体单元间隔连接的结构示意图。[0019]图6是本发明中实施例的结构示意图。[0020]图7是图6的仰视图。[0021]图8是本发明的中心撬岩刀头与钻头杆的连接示意图。[0022]图9是本发明中侧边撬岩刀头与钻头杆的连接示意图。具体实施方式[0023]下面结合附图对本发明进一步说明：如附图所示，一种螺旋钻头，该钻头包括钻头杆1和螺旋叶片，钻头杆1的上端与钻杆相连接，钻头杆1上设有螺旋叶片，螺旋叶片上端与钻杆10上的螺旋叶片2光滑连续连接，其特征在于钻头杆1的下端设有刀头座面3,刀头座面3上端一侧与钻头杆1相铰接，刀头座面3下端的两侧分别设有一组中心橇岩刀头，中心撬岩刀头由中心刀头座4和中心刀头5组成，所述的中心刀头座4与刀头座面3相连接，中心刀头5设在中心刀头座4上，中心刀头5分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，中心刀头5轴线与钻头杆1轴线呈10-60度夹角，最优化为3〇_35度，所述的钻头杆1下端的螺旋叶片的叶面上设有侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组至少由一个侧边撬岩刀头组成，侧边撬岩刀头由侧边刀头座7和侧边刀头8组成，侧边刀头座7与螺旋叶片的叶面相连接，侧边刀头8设在侧边刀头座7上，侧边刀头8分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，侧边刀头8的轴线与钻头杆1轴线呈10-60度夹角，最优化为30-35度，所述的侧边刀头8的端部伸出刀头座面3的端部平面，中心刀头5端部与刀头座面3的间距大于侧边刀头7端部与刀头座面3的间距，至少大于3cm，所述的钻头杆1下端的螺旋叶片的叶面上至少两个侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组均布在螺旋叶片叶面的螺旋圆周上，增大侧边撬岩刀头的撬岩效果，所述的刀头座面3上的中心撬岩刀头尖端部与刀头座面3的间距沿着钻头杆1轴线朝外逐渐减小，以使中心撬岩刀头与侧边橇岩刀头的连线形成锥度桩孔，能快速钻孔，省力，所述的钻头杆1上设有至少一个挤土扩体单元8，挤土扩体单元8由下向上呈直径逐渐减小的锥台状，锥台状挤土扩体单元8的锥度角B为30〜85度，钻头杆1和挤土扩体单元8由下向上连续缠绕有挤扩螺旋叶片9,挤扩螺旋叶片9与钻杆10上的螺旋叶片2光滑连接，挤扩螺旋叶片9由下向上呈直径逐渐增大的锥台状，锥台状挤扩螺旋叶片9的锥度角A为7度〜19度，挤扩螺旋叶片9的边缘设有朝向叶片外侧的钻齿，通过上锥形的挤土扩体单元8和锥形的挤扩螺旋叶片9同时作用实现快速下钻、扩孔，所述的缠绕在钻头杆1和挤土扩体单元8上的挤扩螺旋叶片9的螺距由下向上逐渐增大，螺距如图1中的LI、L2和L3，L1小于L2小于L3,增大挤密效果，所述的钻头杆1上的挤土扩体单元8依次排列呈连续性连接，挤扩螺旋叶片9由下向上缠绕在挤土扩体单元8上并与钻杆10上的螺旋叶片2光滑连接，所述的钻头杆1上的挤土扩体单元8呈间隔性连接，挤扩螺旋叶片9的由下向上缠绕在挤土扩体单元8和钻头杆1上并与钻杆10上的螺旋叶片2连续连接，所述的挤土扩体单元8的上端面和下端面分别与缠绕在挤土扩体单元8上端面和下端面的挤扩螺旋叶片9重合，防止挤土扩体单元8与挤扩螺旋叶片9之间的空隙存土，保证土上移效果，所述的钻头杆1最上端的挤土扩体单元8的上端面直径与钻杆10的下端面的直径相配合连接，保证挤土的连续性，保证推土效果，本发明所述的钻头杆1的上端经连接组件与钻杆1〇相连接，所述的连接组件由连接护板11、连接螺栓12组成，所述的连接护板11的一端与钻杆1〇的下端相连接，连接护板11的另一端包裹在钻头杆1的最上端挤土扩体单元8的外表面上并经连接螺栓12进行连接，所述的钻杆10的下端面设有连接凸台13,钻头杆1的上端面设有与连接凸台13配合的连接凹槽14,通过连接凸台I3和连接凹槽14的配合连接实现钻头与钻杆1〇的定位连接，所述的挤扩螺旋叶片的圆周边缘上设有钻尖，辅助进行扩土。[0024]本发明在使用时，首先将钻杆1〇与该钻头相连接，连接后由驱动机构带动该转头旋转下移，在旋转下移的过程中，由于钻头中设有中心撬岩刀头和侧边撬岩刀头，可以快速的撬起岩土层，而且该钻头中的挤扩螺旋叶片9为下锥形，这样有利于下钻，提高了下行速度，同时由于钻头杆1上设有呈上锥形的挤土扩体单元8，这样挤土扩体单元8形成切刃，有利于削切，同时可以进行挤土，有利于推土上行，同时反作用力推动挤扩螺旋叶片9下行，对土有挤密效果，提高了施工效率，特别是上锥形的挤土扩体单元可以对钻头周围的土壤进行挤密，挤密后对填充的混凝土桩实现回力挤压，进而增大混凝土桩的承载力，增大桩的稳定性，本发明中的钻头杆和钻杆都与现有技术相同，设为中空状，方便混凝土的输送，具有结构简单、使用方便、挤土效果好、挤土效率高、增大桩的承载力和摩阻力的螺旋钻头等优点。实施例[0025]如图6和图7所示，钻头杆下端面的刀头座面上的左侧设有一个中心撬岩刀头a，刀头座面的右侧设有两个中心撬岩刀头b和c，钻头杆左侧的螺旋叶片叶面上设有一个侧边撬岩刀头d，钻头杆右侧的螺旋叶片叶面上设有一个侧边撬岩刀头e，中心撬岩刀头和侧边撬岩刀头距离钻头杆轴线的距离abcde，在撬岩的过程中，首先中心撬岩刀头a进行撬岩，然后中心撬岩刀头b和c、侧边撬岩刀头d、侧边撬岩刀头e依次进行撬岩，撬出锥形桩孔，这样多个撬岩刀头分散扩孔和现有技术中的单个刀头相比，受力小并连续扩孔，增大了扩孔的效果和效率。

权利要求：1.一种螺旋钻头，该钻头包括钻头杆和螺旋叶片，钻头杆的上端与钻杆相连接，钻头杆上设有螺旋叶片，螺旋叶片上端与钻杆上的螺旋叶片光滑连续连接，其特征在于钻头杆的下端设有刀头座面，刀头座面上端一侧与钻头杆相铰接，刀头座面下端的两侧分别设有一组中心撬岩刀头，中心撬岩刀头由中心刀头座和中心刀头组成，所述的中心刀头座与刀头座面相连接，中心刀头设在中心刀头座上，中心刀头分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，，所述的钻头杆下端的螺旋叶片的叶面上设有侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组至少由一个侧边撬岩刀头组成，侧边撬岩刀头由侧边刀头座和侧边刀头组成，侧边刀头座与螺旋叶片的叶面相连接，侧边刀头设在侧边刀头座上，侧边刀头分别朝向螺旋叶片旋转方向并斜向下方倾斜，侧边刀头的轴线与钻头杆轴线呈10-60度夹角，所述的侧边刀头的端部伸出刀头座面的端部平面，中心刀头端部与刀头座面的间距大于侧边刀头端部与刀头座面的间距。2.根据权利要求1所述的一种螺旋钻头，其特征在于所述的钻头杆下端的螺旋叶片的叶面上至少两个侧边撬岩刀头组，侧边撬岩刀头组均布在螺旋叶片叶面的螺旋圆周上。3.根据权利要求1所述的一种螺旋钻头，其特征在于所述的刀头座面上的中心撬岩刀头尖端部与刀头座面的间距沿着钻头杆轴线朝外逐渐减小，以使中心撬岩刀头与侧边撬岩刀头的连线形成锥度桩孔。4.根据权利要求1所述的一种螺旋钻头，其特征在于所述中心刀头轴线与钻头杆轴线最优化呈30-35度夹角，侧边刀头的轴线与钻头杆轴线最优化呈30—35度夹角。5.根据权利要求1所述的一种螺旋钻头，其特征在于所述的钻头杆上设有至少一个挤土扩体单元，挤土扩体单元由下向上呈直径逐渐减小的锥台状，锥台状挤土扩体单元的锥度角为30~85度，钻头杆和挤土扩体单元由下向上连续缠绕有挤扩螺旋叶片，挤扩螺旋叶片与钻杆上的螺旋叶片光滑连接，挤扩螺旋叶片由下向上呈直径逐渐增大的锥台状，锥台状挤扩螺旋叶片的锥度角为7度〜19度，所述的缠绕在钻头杆和挤土扩体单元上的挤扩螺旋叶片的螺距由下向上逐渐增大，所述的钻头杆端面中部通过上锥形的挤土扩体单元和锥形的挤扩螺旋叶片同时作用实现快速下钻、扩孔。6.根据权利要求5所述的一种螺旋钻头，其特征在于所述的钻头杆上的挤土扩体单元依次排列呈连续性连接，挤扩螺旋叶片由下向上缠绕在挤土扩体单元上并与钻杆上的螺旋叶片光滑连接。7.根据权利要求5所述的一种螺旋钻头，其特征在于所述的钻头杆上的挤土扩体单元呈间隔性连接，挤扩螺旋叶片的由下向上缠绕在挤土扩体单元和钻头杆上并与钻杆上的螺旋叶片连续连接。8.根据权利要求5、6或7所述的一种螺旋钻头，其特征在于所述的挤土扩体单元的上端面和下端面分别与缠绕在挤土扩体单元上端面和下端面的挤扩螺旋叶片重合。9.根据权利要求5、6或7所述的一种螺旋钻头，其特征在于所述的钻头杆最上端的挤土扩体单元的上端面直径与钻杆的下端面的直径相配合连接。

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