[发明专利]一种注浆成桩钻头

说明书

一种注浆成桩钻头，涉及桩基础中注浆成桩设备的制造技术。

在地基基础工程中，预制桩和灌注桩是经常采用的。预制桩的制成不仅需要有一定的工作场地，制桩模板，还必须有一定的养护期，方能成桩。在沉桩施工中要采用庞大的专门沉桩设备，沉桩过程中发生的挤土、振动及噪声对邻近建筑物和环境有相当影响。灌注桩则是现在场用钻头或者钢管在土体内成孔，然后用灌浆设备在孔内灌入混凝土，制成桩。灌注桩的钻孔、沉管设备都比较大，沉管过程中会发生振动对邻近建筑物和环境会有影响。施工中泥浆排放量大，对周围土体有扰动，且对孔底沉渣的厚度难以控制，所以施工工艺复杂，制桩工期长。为了改进灌注桩的制作，美国专利文献(US 3206936)提供了一种灌注桩的制作和施工方法，它采用带有螺旋板和喷口的注浆钻头固定在注浆杆的前端，通过钻机使螺旋板切割土体，钻至设计深度，然后，加压浆液，比如砂浆通过注浆杆中的通道，经设在钻头前端的喷口由下至上灌注到土体中。可是这种设置在钻头上的喷口，在注浆杆旋转深入土体过程中，泥土会进入喷口，堵塞注浆杆内的通道，影响了灌注桩的制作而且注浆结束后，注入地下的浆液的压力大，会发生冒浆现象，施工环境差。中国专利文献(CN 86100705A)公开了一种称为“PIP”的钢筋混泥土桩施工方法，这种方法先是通过成孔后在提钻的同时从设在钻头上的喷嘴向土体喷注浆液至不会发生塌孔危险的位置，然后插入钢筋、填满粒料，再放入至少一根可直通桩孔底的高压注浆胶管从孔底至孔口作二次补浆。这种方法整个施工过程工序多，所需设备多，操作复杂。

本发明的目的在于提供一种结构合理，操作方便，制桩时不产生振动，噪声和挤土现象，制桩工期短、质量高的注浆成桩钻头。

本发明成桩设备主要由上管，螺旋板，下管，球塞，导向杆，钻头盖组成，设置在注浆杆的前端。上管的前部与下管的后部由螺纹连接成一体，螺旋板焊接在上管外壁，当钻头钻进土层过程巾，螺旋板在它的直径范围内从上到下切割土体，但是不挤、排土体，在注浆过程中，螺旋板作为隔板将上部的上体与下部的浆液隔开。球塞设在导向杆的后端与浆液通道前端之间，钻头盖与下管活动连接成一体。当钻头在土层内钻进时，由于钻头盖前端土层的阻力作用，使得钻头盖将下管前端口封住，防止泥土进入下管，堵塞浆液通道，钻至设计深度后，通过注浆杆经成桩钻头向土中加压灌注由水泥和其他配料合成的浆液制桩。由于有压浆液的压力作用把钻头盖向前推开，有压浆液经过下管端口灌注到土层中去。注浆结束后，注浆管内的压力消失，但是灌到土层中去的有压浆液压力设有完全消失，向上推动球塞，使球塞塞住浆液通道口，阻止了有压浆液从注浆管内回流冒出，成桩钻头受有压浆液的上顶作用和钻机上拔注浆杆的作用，成桩钻头随注浆杆逐渐上提，被切割过的土体逐渐被提出孔口排除，整个桩孔逐渐被注满水泥浆液，插入钢筋笼后成桩。

本发明的优点是明显的，它的结构合理，制作安装和使用都很方便，本发明钻进土体时不产生挤、排土体，对邻近建筑物和环境不产生影响，无噪声，无振动，能有效地克服有压浆液在施工中从土体缝隙或者注浆管内的通道回流冒出，改善了施工环境，采用本发明钻头，注浆成桩工期短，桩的质量容易控制，提高了工作效率且本发明钻头可反复使用。

附图为本发明实施例示意图，其中

图1．本发明结构示意图，

图2．采用本发明注浆成桩工作示意图。

结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明由上管1，下管2，钻头盖3，螺旋板4，导向环5，球塞7，导向杆8组成。上管1的前部与下管2的后部由螺纹连接成一体，螺旋板4焊接在上管1外壁，球塞7设在导向杆8后端与浆液通道6之间，在下管内壁下部置有导向环5，导向杆8设在下管2内，它的前端与钻头盖3的后端连接，钻头盖3与下管2活动连接成一体。

本发明固定连接在作为钻杆的注浆杆下端，制桩开始时注浆杆和注浆成桩钻头由钻机放入定位孔(a)，然后在钻机的驱动下注浆杆和注浆成桩钻头旋转进入土层内，螺旋板4在土层钻进的过程中切割土体(b)，由于土层的阻力，把下管2的前端封住，防止泥土进入下管2后堵塞注浆通道。在设计深度注浆时(c)，由于有压浆液的压力，把钻头盖3推开，浆液经下管2前端灌注到土层中去，注入土体的有压浆液挤压土体形成蒜头形的扩大的桩头(d)。螺旋板4在注浆过程中又作为隔板，把上部土体与注入土体内的浆液分隔开来，既防止土块混入浆液中，有效地保证了桩的质量，又能防止有压浆液上冒。继续增压、连续注浆、注入土体内浆液压力也增大，此时注浆成桩钻头随注浆杆在钻机上拔作用与有压浆液上顶螺旋板4，注浆成桩钻头逐渐上升，螺旋板4以上被切割过的土体被逐步提出孔口排除掉，同时桩孔内不断地被注满浆液(e)，桩由下至上逐渐形成，直至地面，土体中桩孔内完全注满浆液后插入钢筋笼(f)，注浆成桩工作完成。注浆结束后，注浆管内压力消失，而灌到土体中的有压浆液压力设有完全消失，会使浆液从管子内回流，此时球塞7被向上推动，使球塞7塞住浆液通道口，阻止了有压浆液从注浆管内回流冒出。在成桩过程中还可根据设计需要在任意深度，加大注浆压力，挤压土体，形成局部的扩径，提高桩基承载力。