[发明专利]一种随钻跟管桩用的硬质岩切削钻头及施工方法

说明书

本发明公开了一种随钻跟管桩用的硬质岩切削钻头及施工方法，钻头包括钻头主体；钻头前爪，钻头前爪固定在钻头主体的底端面上；扩挖机构，扩挖机构位于钻头主体底端的外侧，扩挖机构包括活动翼板和扩挖子弹钻头。在正向旋挖时，通过向外张开带限位板的活动翼板，使扩挖机构的旋挖半径增加，配合形成阶梯状结构的钻头主体和钻头前爪，以符合破岩时具备的最优子弹头方向和分布，最省力地实现旋转断面的全覆盖及钻头在高硬度基岩中的快速钻进，由于扩挖子弹钻头的中心线与岩石表面的夹角与基底岩石的内摩擦角接近，因此在抗压强度超过100MPa的微风化花岗岩等硬岩地区旋转切削成孔的效果良好，提高了随钻跟管桩施工的掘进效率和嵌岩效果。

技术领域

本发明涉及桩基工程技术领域中的一种随钻跟管桩用的硬质岩切削钻头及施工方法。

背景技术

通常，随钻跟管桩的埋深通常较大、内腔作业空间有限、桩底构造复杂且局部扩径，传统旋挖成孔方法难以实现在高硬度岩层桩底扩孔成孔，传统钻头切削得到的岩土渣难以排掉等问题，而随钻跟管桩施工具有施工速度快、经济环保、质量可靠等优点，能够有效降低能耗、减少建筑垃圾、缩短建造工期等，故具有显著的社会与经济效益。由于随钻跟管桩以岩层作为持力层时桩底需要嵌入岩层一定深度，需要用扩孔钻头正向旋挖成孔，而在沿海地区，以花岗岩为代表的硬质岩强度高达50～100MPa不等。钻头旋转钻进过程中，采用常规子弹头布置方法，容易因岩体过于致密、硬度过高，导致钻头的子弹头及其底座被岩体磨损，而无法继续钻进，导致入岩施工失败。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种随钻跟管桩用的硬质岩切削钻头及施工方法，实现可靠、高效的施工。本发明能针对目前的新桩型起到良好的成孔效果，保证随钻跟管钢桩靴嵌入高硬度岩层，产生沉渣小，内腔浇筑的水下封底混凝土能够直接与桩底岩土、桩靴、管桩内腔紧密黏结，使得桩底附近能够形成一个整体结构共同承受桩底反力，进而提高随钻跟管桩施工工艺的掘进效率和嵌岩效果。

根据本发明的第一方面实施例，提供一种随钻跟管桩用的硬质岩切削钻头，包括钻头主体；钻头前爪，所述钻头前爪固定在所述钻头主体的底端面上，所述钻头前爪与所述钻头主体形成阶梯状结构；扩挖机构，所述扩挖机构位于所述钻头主体底端的外侧，所述扩挖机构包括带限位板的活动翼板和扩挖子弹钻头，所述带限位板的活动翼板的一端转动安装在所述钻头主体上，所述限位板用于限定所述活动翼板的纵向位移，所述扩挖子弹钻头倾斜固定在所述带限位板的活动翼板的外侧。为了扩挖子弹钻头切削过程中产生的渣土顺利清走，扩挖子弹钻头的底部与钻头主体底部的螺旋叶片的角度相同，以将被切削至破碎的渣土从螺旋叶片上提排到随钻跟管桩机的出土箱，从而实现渣土的排出。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，所述扩挖子弹钻头通过底座固定在所述带限位板的活动翼板上，所述底座上还设有第一保护钻头，所述第一保护钻头的长度小于所述扩挖子弹钻头的长度。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，所述扩挖机构还包括第二保护钻头，所述第二保护钻头固定在所述带限位板的活动翼板第一端的底面，所述第二保护钻头的指向方向与所述扩挖子弹钻头的指向方向之间的夹角小于90°。

根据本发明第一方面实施例，进一步地，所述钻头前爪的端部设有第一钻头组，所述第一钻头组包括至少两个倾斜设置的第一子弹钻头，两个所述第一子弹钻头的尖端关于所述钻头前爪的底面中心对称。