一种饱和软黄土地层旋挖钻头及旋挖机的制作方法

1.本技术涉及建筑施工装备技术领域，尤其是涉及一种饱和软黄土地层旋挖钻头及旋挖机。

背景技术：

2.饱和软黄土是由湿陷性黄土受水浸湿后形成的，土的湿陷性虽退化，但土的大孔隙仍基本保存完整，土的结构也未因浸水而彻底破坏，在新增加的载荷作用下，会产生较大的压缩变形，该类土的工程性能较差，含水率高，常处于软塑或流塑状态，承载力很低。
3.旋挖成孔是在泥浆护壁的条件下，旋挖钻机上的转盘或动力头带动可伸缩式钻杆和钻杆底部的直筒型钻头旋转，用钻斗底端和侧面开口上的切削刀具切削黄土，同时切削下来的黄土从开口处进入钻斗内。待钻斗装满钻屑后，通过伸缩钻杆把钻头提到孔口，自动开底卸土，再把钻斗下到孔底继续钻进。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为在饱和软黄土地层中旋挖成孔时，由于饱和软黄土呈软塑状，局部呈流塑状，因此旋挖钻机在成孔过程中直筒型钻头的外壁与孔壁间会充满流泥，在提钻过程中易形成“活塞”效应，容易出现孔壁坍塌。

技术实现要素：

5.为了降低提钻过程中的塌孔概率，本技术提供一种饱和软黄土地层旋挖钻头及旋挖机。
6.第一方面，本技术提供一种饱和软黄土地层旋挖钻头，其采用如下的技术方案：
7.一种饱和软黄土地层旋挖钻头，包括钻筒和至少一把边刀；所述边刀靠近所述钻筒钻进端设置，所述边刀与所述钻筒的外周侧之间的间距由靠近所述钻筒安装端一侧至靠近所述钻筒钻出端一侧逐渐增大，所述边刀所在平面与所述钻筒钻进端的水平端面之间的夹角度数处于60
°
至65
°
之间，所述边刀与所述钻筒的外侧壁连接。
8.通过采用上述技术方案，钻孔时，将钻筒的安装端与旋挖机的钻杆相连，利用桅杆导向下放钻杆并将钻头放置至孔位，启动旋挖机的动力装置与加压装置，使钻头向下钻孔，钻筒旋进的同时，带动边刀刮削孔壁，钻头向下破碎黄土的同时利用钻齿将黄土送入钻筒内，然后再由旋挖机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，循环往复，直至钻至设计深度；设计的饱和软黄土地层旋挖钻头，通过向外倾斜的边刀，实现刮削孔壁从而增大孔径的效果，在饱和软黄土地层中旋挖相同孔径的桩基孔时，钻筒的筒径可以更小，从而增大钻筒外侧壁与孔壁之间的间隙，降低流泥充满钻筒外侧壁与孔壁之间的间隙的可能性，从而在提钻过程中不易形成“活塞”效应，降低塌孔概率。
9.可选的，所述边刀的长度大于30cm且小于50cm。
10.通过采用上述技术方案，设计的长度在30cm至50cm的边刀，可以在保证一定钻孔效率和降低“活塞”效应的同时延长边刀的使用寿命。
11.可选的，所述钻筒竖直设置时，所述边刀的最低点位于所述钻筒钻进端的下方。
12.通过采用上述技术方案，设计的边刀，在刮削孔壁的同时，可以减少钻筒钻进端的边缘与黄土接触，从而降低黄土对于钻筒的钻进端边缘的磨损程度。
13.可选的，所述边刀的下端朝向沿所述钻筒的旋转方向的反方向倾斜设置。
14.通过采用上述技术方案，设计的边刀，在刮削孔壁的同时，便于将刮削下来的黄土及泥块利用边刀倾斜面推送至钻筒底部。
15.可选的，所述边刀的厚度沿自身旋转方向递减，且所述边刀的内侧壁形成一个导料斜面。
16.通过采用上述技术方案，设计的边刀，在刮削孔壁的同时，便于将刮削下来的黄土及泥块经由边刀的内侧壁所形成的导料斜面推送至钻筒底部。
17.可选的，所述钻筒竖直设置时，所述钻筒过自身轴线的竖直截面形状为等腰梯形，且等腰梯形的下底角度数处于75
°
至80
°
之间。
18.通过采用上述技术方案，设计的钻筒，采用锥筒结构，且过自身轴线的竖直截面的下底角度数处于75
°
至80
°
之间，可以在保证一定提钻效率和便于卸土的同时延长钻筒的使用寿命。
19.可选的，所述钻筒的外侧壁上设有多条螺纹状的防护凸棱。
20.通过采用上述技术方案，设计的防护凸棱，通过减少外侧壁与黄土的接触，从而降低钻筒的外侧壁的磨损程度，延长使用寿命。
21.第二方面，本技术提供一种旋挖机，包括饱和软黄土地层旋挖钻头，所述饱和软黄土地层旋挖钻头安装于旋挖机的钻杆上。
22.通过采用上述技术方案，使用饱和软黄土地层旋挖钻头的旋挖机，在饱和软黄土地层中钻孔时，可以增大钻筒外侧壁与孔壁之间的间隙，降低流泥充满钻筒外侧壁与孔壁之间的间隙的可能性，从而在提钻过程中不易形成“活塞”效应，降低塌孔概率。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1.设计的饱和软黄土地层旋挖钻头，通过向外倾斜的边刀，实现刮削孔壁从而增大孔径的效果，在旋挖相同孔径的桩基孔时，钻筒的筒径可以更小，从而增大钻筒外侧壁与孔壁之间的间隙，在饱和软黄土地层中钻孔时，可以降低流泥充满钻筒外侧壁与孔壁之间的间隙的可能性，从而在提钻过程中不易形成“活塞”效应，降低塌孔概率；
25.2.设计的饱和软黄土地层旋挖钻头，采用锥筒结构的钻筒，通过与边刀的配合，在扩大钻筒的外侧壁与孔壁之间的间隙的同时，便于提升钻头和卸土；
26.3.设计的饱和软黄土地层旋挖钻头，通过防护凸棱减少外侧壁与黄土的接触，从而降低钻筒的外侧壁的磨损程度，延长使用寿命。
附图说明
27.图1是本技术实施例1的一种饱和软黄土地层旋挖钻头的整体结构示意图。
28.图2是本技术实施例1的一种饱和软黄土地层旋挖钻头的钻筒竖直设置时的主视图。
29.图3是边刀的整体结构示意图。
30.图4是本技术实施例2的一种饱和软黄土地层旋挖钻头的钻筒竖直设置时的主视图。
31.附图标记说明：1、钻筒；2、边刀；3、防护凸棱。
具体实施方式
32.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种饱和软黄土地层旋挖钻头及旋挖机。
34.第一方面，本技术公开一种饱和软黄土地层旋挖钻头。
35.实施例1
36.参照图1和图2，一种饱和软黄土地层旋挖钻头包括钻筒1和边刀2；钻筒1为锥筒状，当钻筒1竖直设置时，钻筒1过自身轴线的竖直截面形状为等腰梯形，且等腰梯形的下底角的度数位于75度至80度之间，本实施例1中优选75度。
37.参照图1和图2，本实施例中设有4把边刀2，4把边刀2沿钻筒1的周向均匀分布在钻筒1的外周侧上，边刀2与钻筒1的外周侧之间的间距由靠近所述安装端一侧至靠近钻筒1安钻进端一侧逐渐增大，边刀2所在平面与所述钻筒1钻进端的水平端面之间的夹角度数处于60度至65度之间，本实施例1中优选65度，且边刀2的下端朝向沿所述钻筒1的旋转方向的反方向倾斜设置，边刀2焊接在钻筒1上，边刀2与钻筒1之间的间隙被焊接材料填充。
38.参照图2和图3，边刀2的长度为35cm，当钻筒1竖直设置时，边刀2的最低点位于钻筒1钻进端的下方；边刀2的厚度沿自身旋转方向递减，且在边刀2的内侧壁形成一个导料斜面。
39.实施例1的实施原理为：在钻孔时，将钻筒1的安装端与旋挖机的钻杆连接，利用桅杆导向下放钻杆并将钻头放置至孔位，启动旋挖机的动力装置与加压装置，使钻头向下钻孔，钻筒1旋进的同时，带动边刀2刮削孔壁，将桩基孔的孔径扩大，同时倾斜设置的边刀2，便于将刮削下来的黄土与泥块推送至钻筒1底部，然后利用钻筒1底部的钻齿将黄土送入钻筒1内，当钻头钻入一定深度时，再由旋挖机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，循环往复，直至钻至设计深度；本实施例1中将边刀2倾斜设置，且增加边刀2长度，从而提升边刀2刮削孔壁并增大孔径的效果，在饱和软黄土地层中旋挖相同孔径的桩基孔时，可使钻筒1的筒径更小，从而增大钻筒1的外周侧与孔壁之间的间隙，降低流泥填满钻筒1外侧壁与孔壁之间的间隙的可能性，从而在提钻过程中不易形成“活塞”效应，降低塌孔概率。
40.实施例2
41.参照图4，本实施例2与实施例1的不同之处在于：钻筒1为直筒状，且钻筒1的外侧壁上设有2条螺纹状的防护凸棱3，防护凸棱3与钻筒1一体成型。
42.实施例2的实施原理为：在钻孔时，将钻筒1的安装端与旋挖机的钻杆连接，利用桅杆导向下放钻杆并将钻头放置至孔位，启动旋挖机的动力装置与加压装置，使钻头向下钻孔，钻筒1旋进的同时，带动边刀2刮削孔壁，将桩基孔的孔径扩大，同时倾斜设置的边刀2，便于将刮削下来的黄土与泥块推送至钻筒1底部，然后利用钻筒1底部的钻齿将黄土送入钻筒1内，当钻头钻入一定深度时，再由旋挖机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，循环往复，直至钻至设计深度；本实施例2中将边刀2倾斜设置，且增加边刀2长度，从而提升边刀2刮削孔壁并增大孔径的效果，在饱和软黄土地层中旋挖相同孔径的桩基孔时，可使钻筒1的筒径更小，从而增大钻筒1外周侧与孔壁之间的间隙，降低流泥填满钻筒1外侧壁与孔壁之间的间隙的可能性，从而在提钻过程中不易形成“活塞”效应，降低塌孔概率，同时在钻
筒1的外周侧上设置防护凸棱3，减少钻筒1外侧壁与黄土的接触，从而降低钻筒1外侧壁的磨损程度，延长使用寿命。
43.第二方面，本技术公开一种旋挖机，包括实施例1或实施例2描述的饱和软黄土地层旋挖钻头。
44.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种饱和软黄土地层旋挖钻头，其特征在于：包括钻筒(1)和至少一把边刀(2)；所述边刀(2)靠近所述钻筒(1)钻进端设置，所述边刀(2)与所述钻筒(1)的外周侧之间的间距由靠近所述钻筒(1)安装端一侧至靠近所述钻筒(1)钻进端一侧逐渐增大，所述边刀(2)所在平面与所述钻筒(1)钻进端的水平端面之间的夹角度数处于60
°
至65
°
之间，所述边刀(2)与所述钻筒(1)的外侧壁连接。2.根据权利要求1所述的饱和软黄土地层旋挖钻头，其特征在于：所述边刀(2)的长度大于30cm且小于50cm。3.根据权利要求1所述的饱和软黄土地层旋挖钻头，其特征在于：所述钻筒(1)竖直设置时，所述边刀(2)的最低点位于所述钻筒(1)钻进端的下方。4.根据权利要求3所述的饱和软黄土地层旋挖钻头，其特征在于：所述边刀(2)的下端朝向沿所述钻筒(1)的旋转方向的反方向倾斜设置。5.根据权利要求3所述的饱和软黄土地层旋挖钻头，其特征在于：所述边刀(2)的厚度沿自身旋转方向递减，且所述边刀(2)的内侧壁形成一个导料斜面。6.根据权利要求1所述的饱和软黄土地层旋挖钻头，其特征在于：所述钻筒(1)竖直设置时，所述钻筒(1)过自身轴线的竖直截面形状为等腰梯形，且等腰梯形的下底角度数处于75
°
至80
°
之间。7.根据权利要求1所述的饱和软黄土地层旋挖钻头，其特征在于：所述钻筒(1)的外侧壁上设有多条螺纹状的防护凸棱(3)。8.一种旋挖机，其特征在于：包括权利要求1-7任一项所述的饱和软黄土地层旋挖钻头。

技术总结

本申请涉及建筑施工装备技术领域，尤其涉及一种饱和软黄土地层旋挖钻头及旋挖机，其包括钻筒和至少一把边刀；边刀靠近钻筒钻进端设置，边刀与钻筒的外周侧之间的间距由靠近钻筒安装端一侧至远离钻筒安装端一侧逐渐增大，边刀所在平面与钻筒钻进端的端面之间的夹角度数处于60

技术研发人员：

刘延锋 王贵 刘国平 姚峰 程晔 孙军利

受保护的技术使用者：

陕西建工基础建设集团有限公司

技术研发日：

2022.09.21

技术公布日：

2023/1/3