一种变截面挤扩螺纹桩钻具

摘要

本发明公开一种变截面挤扩螺纹桩钻具，包括钻头模块、正旋挤压模块和反旋挤扩模块，各部以标准模块化布局依次拼装；既可采用交叉型钻头，也可采用倒三角形一字钻头，是一种集钻进掘土、双头螺旋叶片螺旋挤土、变径挤压扩孔三重功能于一体的螺纹桩钻具，正向回转时，扩展片闭合，钻具处于变截面挤扩桩小直径状态；反向回转与纵向提升作用力下，有二组（或三组）扩展片张开至钻具最大挤扩直径，大截面挤扩成孔。可实现上大、下小，或上小、下大的变截面桩基成孔要求，或等直径截面为圆柱形的成孔结构形式。具有功率消耗低、挤扩质量更加稳定、成孔时无需排土特点，通过变截面挤扩螺纹成孔，符合桩基础的受力规律，可大幅提高桩孔的承载力。

主权项

一种变截面挤扩螺纹桩钻具，包括位于下端的钻头模块（Ⅰ）、位于中部的正旋挤压模块（Ⅱ）和位于上部的反旋挤扩模块（Ⅲ）三部分，各部分之间以标准模块化布局依次拼装；所述正旋挤压模块（Ⅱ）包括：钻头筒体（9）、钻头活门（13）、销轴（15）、复位弹簧（14）和内六方套（7）；所述钻头筒体（9）是一等壁厚的上大下小的锥形筒体，锥形筒体外侧有正旋双头螺旋梯形挤土叶片（10），所述双头螺旋梯形挤土叶片（10）下端起点处有呈圆弧过渡的可拆换式正向切削掘齿（11）；在钻头筒体（9）下端还有二个对称的与双头螺旋挤土叶片（10）起点方向一致的出混凝土缺口，所述缺口上有铰支座，所述钻头活门（13）上有铰孔，所述铰孔和复位弹簧（14）通过销轴（15）与所述铰支座铰接；钻孔作业时钻头活门（13）常闭，灌注混凝土过程中钻头活门（13）自动打开；所述反旋挤扩模块（Ⅲ）包括：扩展筒体（3）、钻头芯轴（1）、上扩展片（4）、下扩展片（6）、主销轴（2）；所述扩展筒体（3）是采用耐磨材料整体精密铸造成型的中空圆筒状体，扩展筒体（3）内侧有键槽，所述钻头芯轴（1）是中空管状，钻头芯轴（1）套装在扩展筒体（3）内，钻头芯轴（1）的外侧焊接有与扩展筒体（3）内侧键槽滑动配合的柱形滑键（16）；所述上扩展片（4）或下扩展片（6）各有至少二组且均匀分布在扩展筒体（3）外侧的上部和下部，并通过主销轴（2）活动连接在扩展筒体（3）上；其特征在于：所述扩展筒体（3）的外壁上，均布有至少二条纵向肋，以及：上、中、下三道环状肋；所述上、下两道环状肋是连贯的环状肋，所述中间一道环状肋是不连贯环状肋，所述上扩展片（4）分布在上、中两道环状肋之间，下扩展片（6）分布在中、下两道环状肋之间；所述上扩展片（4）和下扩展片（6）各有至少二组且是在扩展筒体（3）外侧均匀分布，上扩展片（4）和下扩展片（6）均是通过主销轴（2）活动连接在扩展筒体（3）上；上扩展片（4）的下部与下扩展片（6）的上部之间，有呈弧形的凹凸台，所述弧形凹凸台是形成上扩展片（4）与下扩展片（6）之间联动装置；所述扩展筒体（3）外壁上非安装上、下扩展片的肋条间，还均布有耐磨片（5），所述耐磨片（5）通过螺栓固连在扩展筒体（3）上；所述钻头芯轴（1）的外侧还焊接有凸起的球形钢珠（18），所述上扩展片（4）与下扩展片（6）的内侧开有球形凹孔，当钻头芯轴（1）正旋时，所述球形钢珠（18）处在上、下扩展片的球形凹孔内；当钻头芯轴（1）反向旋转时，凸起的球形钢珠（18）推挤上扩展片（4）和下扩展片（6）绕主销轴（2）沿径向涨开，并在钻具外侧土体的反作用力下，上扩展片（4）和下扩展片（6）转动至钻具扩孔所需的极限位置；所述套装在扩展筒体（3）内的钻头芯轴（1）下端有采用埋弧焊焊接的与所述内六方套（7）对接的外六方接头，内六方套（7）与外六方接头之间通过插销连接成为一体；所述内六方套（7）的外壁上，自上至下环形分布有至少三道可方便拆装的耐磨合金弧形挤扩体（8）；所述钻头筒体（9）的上部与内六方套（7）之间通过埋弧焊连接；位于钻头筒体（9）下部出混凝土缺口的下沿，有连接钻头模块（Ⅰ）的基座凸台，所述基座凸台上开有通过螺栓固连钻头模块（Ⅰ）的孔；钻头模块（Ⅰ）与所述基座凸台之间是十字交叉凹凸台互嵌的方式对接，并通过强力螺栓固连；所述钻头模块（Ⅰ）包括交叉型十字钻头（12），或者是倒三角形一字钻头。