本發(fā)明涉及鉆進(jìn)領(lǐng)域，尤其是一種用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭及其使用方法。

背景技術(shù)：

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁是一種比較粗放的工藝，同時(shí)又是一種水下灌注工藝，樁頭的灌注高度很難準(zhǔn)確控制，特別是當(dāng)前隨著城市化進(jìn)程的加快，土地越來(lái)越寶貴，建筑物開(kāi)始向高空和地下發(fā)展，樓建的越來(lái)越高，基坑挖的越來(lái)越深，在深基坑中進(jìn)行泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工，難度非常大，常規(guī)的施工方法是先在地面進(jìn)行樁基施工，樁基施工完畢后再進(jìn)行土方開(kāi)挖和基坑支護(hù)。這種施工工序，更增加了鉆孔灌注樁的樁頭高度的控制難度，由于基坑越深，設(shè)計(jì)樁頂?shù)穆裆钜苍酱?，樁體灌注過(guò)程中的混凝土面標(biāo)高不好把握，如果混凝土沒(méi)能灌注到設(shè)計(jì)標(biāo)高，基坑開(kāi)挖后要進(jìn)行接樁，由于地下水位的原因，接樁工作基本上無(wú)法進(jìn)行，所以為了盡量避免在深基坑中接樁，混凝土的灌注高度控制一般比規(guī)范規(guī)定的稍高，由于施工人員的工作經(jīng)驗(yàn)不足以及地層差異等方面的因素，成樁后的樁頭高度往往超出設(shè)計(jì)標(biāo)高3-4m，給后續(xù)的土方開(kāi)挖，樁頭鑿除及外運(yùn)帶來(lái)了難度，增加了費(fèi)用。

鉆孔垂直度的控制一直是鉆孔灌注樁施工中存在的難題，影響鉆孔垂直度的因素有很多，主要可分為施工前準(zhǔn)備階段因素和施工階段因素。施工前準(zhǔn)備階段的影響因素可以通過(guò)前期人員、機(jī)械、材料、工藝、場(chǎng)地等預(yù)處理工作進(jìn)行校準(zhǔn)而減少偏差，而在施工階段由于地下情況不明或事發(fā)突然，一旦問(wèn)題出現(xiàn)鉆孔垂直度不可避免發(fā)生偏差，因此在施工過(guò)程中的垂直度控制措施就顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭及其使用方法，既能成孔鉆進(jìn)，又能清掃樁頭，也能在一定程度上控制鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中的垂直度。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭，包括帶螺紋接口的鉆頭尖、帶螺紋接口的封口板、中空的鉆體和設(shè)有鉆齒的側(cè)翼，所述鉆體頂部為垂直出水口，鉆體中部開(kāi)有水平出水口，水平出水口處設(shè)有擋水板，擋水板套裝在鉆體上；所述鉆頭尖或封口板通過(guò)螺口固定在鉆體的頂部，當(dāng)鉆頭尖固定在鉆體的頂部時(shí)，鉆體頂部的垂直出水口為敞開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)封口板固定在鉆體的頂部時(shí)，封口板將鉆體頂部的垂直出水口封堵；所述側(cè)翼有多個(gè)并等間距的焊接固定在鉆體的側(cè)部；所述側(cè)翼的下端連接有環(huán)形的穩(wěn)定器。

優(yōu)選地，所述鉆頭尖是由三根鉆刀組成的錐形鉆頭尖，所述鉆刀上密布有鋸齒。

優(yōu)選地，所述側(cè)翼的上端固定在鉆體上部，側(cè)翼的下端通過(guò)固定翼連接鉆體的下部；所述鉆體、側(cè)翼、固定翼形成三角形固定支撐。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)定器為螺紋穩(wěn)定器，螺紋穩(wěn)定器用于在鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中咬合土體，保證鉆桿的垂直向穩(wěn)定。

優(yōu)選地，所述側(cè)翼上設(shè)有鉆齒。

優(yōu)選地，所述出水口有兩個(gè)，出水口為直徑為4cm的圓口。

優(yōu)選地，所述出水口上設(shè)有橡膠密封圈。

優(yōu)選地，所述橡膠密封圈底部?jī)?nèi)圈略大于出水口，橡膠密封圈的外圈具有一定曲度用于貼合鉆體曲面。

優(yōu)選地，所述擋水板內(nèi)徑略大于鉆體外徑，擋水板通過(guò)滑槽固定在鉆體上，擋水板內(nèi)表面擠壓橡膠密封圈，通過(guò)橡膠密封圈彈性擠壓增大擋水板與鉆體的摩擦。

優(yōu)選地，所述鉆體上與水平出水口齊高處且垂直于水平出水口連線對(duì)稱兩點(diǎn)焊接有固定螺栓，所述滑槽對(duì)稱分布于擋水板兩側(cè)，固定螺栓與滑槽配合起到穩(wěn)定擋水板并阻止其滑落的作用。

優(yōu)選地，所述側(cè)翼有四個(gè)，并等間距的呈十字狀固定在鉆體的側(cè)部。

上述用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭的使用方法，包括成孔鉆進(jìn)和清掃樁頭，先成孔鉆進(jìn)，再清掃鉆頭；

成孔鉆進(jìn)包括如下步驟：

(1-1)在鉆孔定位、場(chǎng)地平整后鉆機(jī)就位，將用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭安裝好，水平出水口需塞入橡膠密封圈后套上擋水板；

(1-2)檢查鉆孔位置和鉆桿垂直度無(wú)誤后，開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)，通入泥漿，開(kāi)始鉆進(jìn)；

(1-3)鉆進(jìn)速度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定，在成孔鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭的垂直出水口可供泥漿進(jìn)出，環(huán)形穩(wěn)定器的螺紋穩(wěn)定器在鉆進(jìn)過(guò)程中通過(guò)螺紋擠土方式與土體間存在一定約束力，形成一固定支撐點(diǎn)，通過(guò)控制地面鉆桿垂直度而起到控制整體垂直度的作用，使鉆桿和水流方向垂直；

清掃樁頭包括如下步驟：

(2-1)混凝土灌注完畢后，把導(dǎo)管拔出，移開(kāi)灌注用孔口架，鉆機(jī)重新就位，拆卸鉆頭尖，更換成帶螺紋接口的封口板；

(2-2)擰開(kāi)水平擋水板，去除出水口塞入的橡膠密封圈，泥漿的流出方向是水平方向噴射流出；

(2-3)將用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭隨鉆桿下入孔內(nèi)，并嚴(yán)格控制深度，深度確認(rèn)無(wú)誤后，開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)和泥漿泵并緩慢提升，用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)，由于兩用鉆頭的旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)及水流的沖洗作用，用泥漿把灰漿替換出來(lái)，超灌部分不再是混凝土，而是松散的砂和碎石。

采用如上技術(shù)方案取得的有益技術(shù)效果為：

該用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭具有兩種功能，第一種功能：成孔鉆進(jìn)，第二種功能：清掃樁頭。屬于成孔鉆進(jìn)和樁頭清掃兩用鉆頭，也能在一定程度上控制鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中的垂直度，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，成本較低。

正常成孔鉆進(jìn)時(shí)開(kāi)啟鉆頭垂直出水口，關(guān)閉鉆頭側(cè)壁的出水口，使水流方向豎直向下，有利于提高成孔鉆進(jìn)速度，從而提高了施工效率；清掃樁頭時(shí)將鉆頭垂直出水口關(guān)閉，開(kāi)啟鉆頭中部管壁側(cè)面的水口，以避免豎向水流對(duì)樁頭造成破壞。

附圖說(shuō)明

圖1為用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的側(cè)視圖。

圖3為圖1的俯視圖。

圖4為鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為鉆頭和鉆體連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為鉆頭、鉆體、側(cè)翼連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭加裝封口板示意圖。

圖8為出水口封裝示意圖。

圖9為圖8的側(cè)剖示圖。

圖10為實(shí)施例3的用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為實(shí)施例3用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭加裝封口板示意圖。

圖中，1、鉆頭尖，2、垂直出水口，3、鉆體，4、鉆齒，5、側(cè)翼，6、穩(wěn)定器，7、擋水板，8、出水口，9、固定翼，10、封口板，11、橡膠密封圈，12、滑槽，13、固定螺栓。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖1至11對(duì)本發(fā)明的具體試試方式做進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1：

一種用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭，包括帶螺紋接口的鉆頭尖1、帶螺紋接口的封口板10、鉆體3和側(cè)翼5，所述鉆體3中空，鉆體3頂部為垂直出水口2，鉆體3中部開(kāi)有出水口8，出水口8處設(shè)有擋水板7，擋水板7套裝在鉆體3上；所述鉆頭尖3或封口板10固定在鉆體3的頂部。所述側(cè)翼5有多個(gè)并等間距的固定在鉆體3的側(cè)部。

當(dāng)鉆頭尖1固定在鉆體3的頂部時(shí)，鉆體3頂部的垂直出水口2為敞開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)封口板10固定在鉆體3的頂部時(shí)，封口板10將鉆體3頂部的垂直出水口2封堵。

鉆頭尖是由三根鉆刀組成的錐形鉆頭尖，所述鉆刀上密布有鋸齒，增加了鉆頭尖的鉆進(jìn)力度。

側(cè)翼的上端固定在鉆體上部，側(cè)翼的下端通過(guò)固定翼9連接鉆體的下部；所述鉆體、側(cè)翼、固定翼形成三角形固定支撐，增加兩用鉆頭的牢固性。側(cè)翼上設(shè)有鉆齒，便于兩用鉆頭的鉆進(jìn)。側(cè)翼的下端連接有環(huán)形的穩(wěn)定器，用于固定支撐側(cè)翼。

出水口有兩個(gè)，對(duì)稱分布，出水口為直徑為4cm的圓口。

出水口上設(shè)有橡膠密封圈11，橡膠密封圈用于封堵出水口。

橡膠密封圈底部?jī)?nèi)圈略大于出水口，可塞入孔內(nèi)且不易松動(dòng)，頂部外圈直徑大于孔徑10mm以上，并具有一定曲度，保證能貼合鉆體曲面。

側(cè)翼優(yōu)選為四個(gè)，并等間距的呈十字狀固定在鉆體的側(cè)部。此時(shí)，側(cè)翼的間距正合適，便于沙土的外排，還具有較合適的鉆進(jìn)切割力。

實(shí)施例2：

如圖8和9所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，擋水板內(nèi)徑略大于鉆體外徑，擋水板通過(guò)滑槽12固定在鉆體上，擋水板內(nèi)表面擠壓橡膠密封圈，通過(guò)橡膠密封圈彈性擠壓增大擋水板與鉆體的摩擦。

鉆體3上與水平出水口8齊高處且垂直于水平出水口8連線對(duì)稱兩點(diǎn)焊接有固定螺栓13，所述滑槽12對(duì)稱分布于擋水板7兩側(cè)，固定螺栓13與滑槽12配合起到穩(wěn)定擋水板7并阻止其滑落的作用。

固定螺栓13是焊接在鉆體之上，為與水平出水口齊高的柱狀螺栓，位于兩出水口之間，左右各一，固定螺栓連線與水平出水口連線呈十字形。在擋水板套上后，由于鉆頭需要鉆進(jìn)，因此不可避免得會(huì)與土體發(fā)生摩擦，若只是簡(jiǎn)單固定，擋水板很容易就發(fā)生脫落，因此的滑槽和固定螺栓起到了穩(wěn)定擋水板和阻止滑落的作用。

擋水板遠(yuǎn)離鉆頭尖一側(cè)內(nèi)徑為115mm，近鉆頭尖一側(cè)內(nèi)徑為112mm，板寬約60mm，壁厚3mm。擋水板上開(kāi)有兩道滑槽，滑槽對(duì)稱分布于擋水板兩側(cè)。滑槽寬度約8mm，可供設(shè)在出水口等高度兩側(cè)的已焊接固定的固定螺栓(直徑約8mm)滑動(dòng)。

鉆頭側(cè)翼焊接前，將擋水板套入鉆身。在鉆孔開(kāi)孔施工前，將橡膠密封圈塞于水平出水口內(nèi)，套上擋水板，讓固定螺栓通過(guò)滑槽最后固定在固定端。鉆頭開(kāi)孔完畢后，及時(shí)用清水清洗鉆頭，將擋水板卸下，橡膠密封圈取出，擋水板自由垂落即可。在鉆頭用于浮漿清理時(shí)，關(guān)閉鉆頭的垂直出水口，下鉆前需通泥漿測(cè)試出水口的密封程度。

實(shí)施例3：

如圖10、11所示，在實(shí)施例2和3的基礎(chǔ)上，所述穩(wěn)定器為螺紋穩(wěn)定器，螺紋穩(wěn)定器用于在鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中咬合土體，保證鉆桿的垂直向穩(wěn)定。

在下鉆過(guò)程中，由于多方面因素影響會(huì)使得鉆桿發(fā)生彎曲或傾斜，而影響到鉆孔的垂直度，鉆桿越長(zhǎng)越容易發(fā)生這樣情況。導(dǎo)致這種原因除了不可抗力的因素外，最重要的就是因?yàn)樵阢@進(jìn)過(guò)程中只利用了鉆機(jī)這一個(gè)支點(diǎn)，所以鉆頭很容易發(fā)生擺動(dòng)。本設(shè)計(jì)利用兩點(diǎn)一線的原理，所設(shè)螺紋穩(wěn)定器在鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中可以較好得咬合土體，如同在近鉆頭處增加了一個(gè)支點(diǎn)，從而保證鉆桿的垂直向穩(wěn)定。

實(shí)施例1和2所示的兩用鉆頭可用于鉆進(jìn)淺層土壤，本實(shí)施例所示的兩用鉆頭可用于鉆進(jìn)各種深度的土層。

實(shí)施例4：

如上實(shí)施例1、2或3所述用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭的使用方法，包括成孔鉆進(jìn)和清掃樁頭，先成孔鉆進(jìn)，再清掃鉆頭。

成孔鉆進(jìn)包括如下步驟：

(1-1)在鉆孔定位、場(chǎng)地平整(如土體松軟需硬化)后鉆機(jī)就位，將用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭安裝好，水平出水口需塞入橡膠密封圈后套上擋水板；

(1-2)檢查鉆孔位置和鉆桿垂直度無(wú)誤后，開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)，通入泥漿，開(kāi)始鉆進(jìn)；

(1-3)鉆進(jìn)速度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定，在成孔鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭的垂直出水口可供泥漿進(jìn)出(分正、反循環(huán)工藝)，環(huán)形穩(wěn)定器的螺紋穩(wěn)定器在鉆進(jìn)過(guò)程中通過(guò)螺紋擠土方式與土體間存在一定約束力，形成一固定支撐點(diǎn)，通過(guò)控制地面鉆桿垂直度而起到控制整體垂直度的作用，使鉆桿和水流方向垂直。

用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭下入深度控制在設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上0.8-1.0m處。

用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭每米旋轉(zhuǎn)沖洗時(shí)間約為1分鐘，臨近地面提升速度可適當(dāng)加快。

清掃樁頭包括如下步驟：

(2-1)混凝土灌注完畢后，把導(dǎo)管拔出，移開(kāi)灌注用孔口架，鉆機(jī)重新就位，拆卸鉆頭尖，更換成帶螺紋接口的封口板；

(2-2)擰開(kāi)水平擋水板，去除出水口塞入的橡膠密封圈，泥漿的流出方向是水平方向噴射流出；

(2-3)將用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭隨鉆桿下入孔內(nèi)，并嚴(yán)格控制深度，深度確認(rèn)無(wú)誤后，開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)和泥漿泵并緩慢提升，用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)，由于兩用鉆頭的旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)及水流的沖洗作用，用泥漿把灰漿替換出來(lái)，超灌部分不再是混凝土，而是松散的砂和碎石。

實(shí)施例5：

在實(shí)際應(yīng)用中，混凝土灌注完畢后，把導(dǎo)管拔出，移開(kāi)灌注用孔口架，鉆機(jī)重新就位，將本用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭安裝好，出水口需塞入橡膠密封圈后套上擋水板。檢查無(wú)誤后隨鉆桿下入孔內(nèi)，兩用鉆頭下入深度控制在設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上0.8-1.0m，此深度必須嚴(yán)格控制。深度確認(rèn)無(wú)誤后，開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)和泥漿泵并緩慢提升，泥漿泵為必不可少的輔助設(shè)備，功率以2pn為宜；兩用鉆頭每米旋轉(zhuǎn)沖洗時(shí)間約1分鐘左右，臨近地面提升速度可適當(dāng)加快。

該樁頭處理鉆頭的鉆體宜選用直徑為108mm壁厚5mm鋼管，管長(zhǎng)大于1.0m，為避免泥漿泵壓力過(guò)大導(dǎo)致將設(shè)計(jì)標(biāo)高處的樁頂沖壞，下鉆前將鉆頭底部鉆頭尖更換為封口板10，將垂直出水口封閉，同時(shí)開(kāi)啟鉆體中部管壁側(cè)面的2個(gè)直徑約4cm的水口。鉆頭底部鉆尖部分與鉆體通過(guò)螺紋接口相連，清除浮漿時(shí)更換成帶螺紋接口的圓形封口板，封口板如瓶蓋一般套與鉆頭底部。

這樣泥漿的流出方向不是向下而是水平方向噴射流出，對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高處的樁頂不會(huì)造成任何影響，高于控制標(biāo)高處的樁頭，由于兩用鉆頭的旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)及水流的沖洗作用，用泥漿把灰漿替換出來(lái)，超灌部分不再是混凝土，而是松散的砂和碎石?；娱_(kāi)挖后即使還有樁頭，其強(qiáng)度已幾乎沒(méi)有，形不成高大的樁頭，便于鑿除和外運(yùn)，大大降低了鑿除難度和處理費(fèi)用。

該用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭具有兩種功能，第一種功能：成孔鉆進(jìn)，第二種功能：清掃樁頭。用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工的兩用鉆頭屬于成孔鉆進(jìn)和樁頭清掃兩用鉆頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，成本較低。

正常成孔鉆進(jìn)時(shí)開(kāi)啟鉆頭垂直出水口，關(guān)閉鉆頭側(cè)壁的出水口，使水流方向豎直向下，有利于提高成孔鉆進(jìn)速度，從而提高了施工效率；清掃樁頭時(shí)將鉆頭垂直出水口關(guān)閉，開(kāi)啟鉆頭中部管壁側(cè)面的水口，以避免豎向水流對(duì)樁頭造成破壞。

采用該兩用鉆頭，可提前對(duì)高出的樁頭做相應(yīng)處理，這樣等基坑開(kāi)挖后，進(jìn)行樁頭鑿除時(shí)，大大降低了施工難度和鑿除及樁頭外運(yùn)費(fèi)用，提高了破樁速度，縮短了工期。

當(dāng)然，以上說(shuō)明僅僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說(shuō)明書(shū)的指導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說(shuō)明書(shū)的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本發(fā)明的保護(hù)。