[发明专利]一种用于深层搅拌桩机的可调十字丝初始相位组合钻头

说明书

本发明涉及一种用于深层搅拌桩机的可调十字丝初始相位组合钻头，包括三个相同的钻头本体，每个钻头本体包括上叶片(1)、漏浆孔(2)、下叶片(3)和鱼尾片(4),其中上叶片(1)和下叶片(3)均以90°垂直设置于钻头本体之上，漏浆孔(2)位于上叶片(1)与下叶片(3)之间，呈45°夹角向下，鱼尾片(4)位于钻头的尾端；每个钻头本体上的上叶片(1)与下叶片(3)垂直设置，其特征在于，相邻的钻头本体之间的上叶片(1)的初始相位组合夹角为22°～90°，当初始相位夹角为90°时，相邻的钻头本体上的上叶片(1)或者相邻的钻头本体上的下叶片(3)相互之间发生碰撞的几率为零。本发明确保了灌注施工过程的顺利进行。

技术领域

本发明属于搅拌桩设备技术领域，特别是涉及一种用于深层搅拌桩机的可调十字丝初始相位组合钻头。

背景技术

深层搅拌桩三头钻机，为目前水利截渗工程常用的搅拌桩设备，一般要两序成墙，而不是一序成墙。在搅拌过程中两侧的钻杆是顺时针旋转，中间的钻杆是为逆时针旋转。通常的相邻两个钻头之间的轴心距为450mm，当搅拌深度不超过10m时，该深度下的地应力的数值较小，又由于钻杆的刚度较大，钻杆受到地应力侧向挤压的影响较小。此时钻杆在高速运转的情况下可认为轴心是在同一个点上。传统的三轴组合钻头其同一层叶片之间的夹角为0°，此时相邻两个钻头叶片处于平行状态。当旋转90°传统的钻头同层的叶片处于同一条直线上，此时两个叶片之间的距离仅为450-350＝100mm。在这样的情况下，当搅拌深度不超过10m时，钻头之间也不会发生碰撞。

随着搅拌深度的增加，当超过10m后，因为地应力的增加，导致钻杆会因为挠度而发生偏转，当相邻两个钻头的轴心偏转到最近的位置时，此时发生碰撞的可能性大大增加。当钻进深度超过10m之后，相邻钻头之间的叶片将会产生碰撞。这是因为当直接采用深层搅拌桩三头钻机时，由于钻进深度超过10m之后，钻头在自转的同时由于地应力的影响从而对钻头的十字丝产生一个侧向挤压力致使钻头的轴心会随之偏转，此时钻头会做周转运动，即钻头的轴心轨迹不再是固定的一个点而是一个圆周,如图1-2所示。所以在实际工程施工中，发生不少因钻头碰撞而产生的十分巨大的危害。

因此传统深层搅拌桩机三头钻存在缺陷：1)不考虑初始相位；2)叶片为定型三头钻产品，其相邻钻头同层叶片平行夹角为零，导致其发生的碰撞几率最大。因此，传统的深层搅拌桩机三头钻已不能满足实际施工过程的需要，亟待提出一种解决方案使其能够避免钻头之间产生的碰撞问题。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种用于深层搅拌桩机的可调十字丝初始相位组合钻头，本发明应用于深层水利截渗工程中，能够有效地解决灌注深层搅拌桩时深层搅拌桩机的相邻的钻头本体之间叶片的碰撞问题，确保施工过程的顺利进行，从而提高施工效率。

根据本发明提出的一种用于深层搅拌桩机的可调十字丝初始相位组合钻头，包括三个相同的钻头本体，每个钻头本体包括上叶片、漏浆孔、下叶片和鱼尾片,其中上叶片和下叶片均以90°垂直设置于钻头本体之上，漏浆孔位于上叶片与下叶片之间，呈45°夹角向下，鱼尾片位于钻头的尾端；每个钻头本体上的上叶片与下叶片垂直设置，其特征在于，相邻的钻头本体之间的上叶片的初始相位组合夹角为22°～90°，当初始相位夹角为90°时，相邻的钻头本体上的上叶片或者相邻的钻头本体上的下叶片相互之间发生碰撞的几率为零。

本发明的实现原理是：本发明提出的一种用于深层搅拌桩机的可调十字丝初始相位组合钻头，在深层搅拌桩机的搅拌深度达到10m及以上时，当钻头的轴心周转到最近的位置时，钻头本体上的同层叶片之间处于平行状态，此时同层叶片之间的距离最近。当相邻的钻头本体上的同层叶片之间采用不同深度下的初始相位组合，此时相邻的钻头本体上的同层叶片之间存在夹角，增大了同层叶片之间的距离，有效地解决灌注深层搅拌桩时深层搅拌桩机的相邻的钻头本体上的同层叶片之间的碰撞问题。