[发明专利]在硬质地层中施工方形孔的设备

说明书

本发明公开一种在硬质地层中施工方形孔的设备，它包括钻杆，钻杆经万向节接头连接有上小下大的阶梯块，该阶梯块由上部的莱诺三角形导向块和下部的莱诺三角形刀座构成，莱诺三角形刀座下端固定有莱诺三角形刀头；钻杆经一个中轴承可转动安装有一个固定板，固定板经连杆固定有用于约束住旋转的莱诺三角形导向块从而使莱诺三角形刀头在地层中切削出矩形孔的矩形导向套；矩形孔的外轮廓与矩形导向套的外轮廓一致；矩形孔成孔前，预定桩位的地面设有周向定位装置。该设备操作方便，效果可靠。

技术领域

本发明涉及土木工程中的地基施工或地基处理技术领域，具体的说，是在硬质地层中施工方形孔的设备。

背景技术

土木工程行业内的技术人员在进行地基施工或地基处理时发现，某些场合若能在地层中施工出横截面为方形的孔，就能比圆孔获得更好的技术效果。如施工咬合桩作为基坑支护体系的止水帷幕时，圆形的咬合桩相互咬合重叠部位路径短，漏水概率大，基坑安全性不足；若是间隔施工出方形的素混凝土桩，再在每两个相邻的素混凝土方桩之间施工一个钢筋混凝土方桩进行咬合连接，则方桩与方桩相互咬合重叠部位的路径明显增长，漏水隐患低，基坑安全性好。又比如跃幅施工地连墙时，在进行各个先行槽段也就是奇数段的一三五七……单元槽段的槽道的开挖工序时，需要在各个先行槽段的首尾两端分别钻取两个边孔，再由挖槽机的液压抓斗将两个边孔之间的土体挖掉以形成该单元槽段；现有技术中的两个边孔均为圆形边孔，这样，后续施工需要搭配插入两根圆形接头管，且浇注混凝土并拔出圆形接头管后，在后继槽段也就是偶数段的二四六八……单元槽段施工时，又需要将接头管拔出后形成的弧形槽壁刮干净，将其铲平成直槽壁，这样，刮擦清理的过程繁琐费力，清理效果也不好，降低了地连墙的防渗功能，还不如一开始就在上述先行槽段的首尾两端施工出方形边孔，则后续的开挖、浇捣、清理、与后继槽段对接等一系列过程，操作均会更便捷，且施工质量也更高。

但据申请人了解，目前行业内仍存在技术空白，现有技术的成孔设备尚无法在硬质地层中施工出横截面为方形的孔，这就极大制约了止水帷幕、地连墙等地基施工或地基处理技术的发展。

在论述本申请的技术方案之前，还需要先厘清一个概念，在土木工程领域中，行业内技术人员习惯将强度大于5MPa且小于20MPa的地层如砂砾坚土层、软石层、次坚石层和坚石层等定义为硬质地层；常见的黏土、风化基岩等都属于硬质地层。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种操作方便，效果可靠的在硬质地层中施工方形孔的设备。

本发明的技术解决方案是，提供一种在硬质地层中施工方形孔的设备，它包括与动力头连接的钻杆；钻杆下端设有万向节接头，万向节接头下端设有上小下大的阶梯块，该阶梯块由上部的莱诺三角形导向块和下部的莱诺三角形刀座构成，莱诺三角形刀座下端固定有莱诺三角形刀头；

钻杆经一个中轴承可转动安装有一个固定板，钻杆还固定有压板和托板，压板和托板分居固定板上下侧对固定板轴向定位；固定板经连杆固定有用于约束住旋转的莱诺三角形导向块从而使莱诺三角形刀头在地层中切削出矩形孔的矩形导向套；矩形孔的外轮廓与矩形导向套的外轮廓一致；

矩形孔成孔后，矩形导向套卡入矩形孔内并由矩形孔孔壁周向限位；

矩形孔成孔前，预定桩位的地面设有用于卡住矩形导向套的周向定位装置。

采用以上结构的在硬质地层中施工方形孔的设备与现有技术相比，具有以下优点。

先分析该设备的成孔过程。