一种变角度自转式旋挖钻头及其应用于树根桩的基础施工方法

摘要

本发明公开了树根桩钻头技术领域的一种变角度自转式旋挖钻头及其应用于树根桩的基础施工方法，钻头结构包括外壳和转轴，外壳上穿设有若干环列于转轴外侧的钻头安装轴，转轴及钻头安装轴底部安装有可拆卸钻头，转轴位于外壳外壁套接有主动齿轮，钻头安装轴的外壁通过浮动结构套接有从动齿轮，钻头安装轴顶端设置有调节结构，本发明提出一种新型的旋挖钻机钻头，通过单轴传动式的原理，形成自转式的树根桩钻进设备，并且通过钻头上的调整系统，实现多倾斜度的功能，为输电线路“点状线性”分布的施工场地减少进场道路修筑宽度，保护生态环境提供便捷。

说明书

技术领域

本发明涉及树根桩钻头技术领域，具体为一种变角度自转式旋挖钻头及其应用于树根桩的基础施工方法。

背景技术

随着人力成本的持续攀升以及施工安全风险的不断提高，输电线路的机械化施工已经成为一个必然的趋势。但是输电线路属于具备“点状”线性分布，每个施工场地呈现分散状，施工场地往往高山峻岭中，具备设备进场困难等特点，因此输电线路的基础机械化施工一直是线路施工的短板。

设备如何进场，如何使得施工设备小型化就成为解决输电线路机械化施工难题的重要因素。本发明从设计的源头出发，提出一种新型的基础型式“多倾斜度大口径墩台树根桩”，从根源上解决设备功率大，重量重的难题。

常规的旋挖钻机钻头包括：斗齿捞砂斗、截齿捞砂斗、截齿筒钻、牙轮筒钻和扩底钻头，斗齿钻头适用于结构比较松散的地层，截齿钻头适用于坚硬土层、沙卵砾石层等地层。

上述旋挖钻机钻头虽然可以满足大部分的基础工程施工，但是当工程中遇到一种上部为大口径墩台结构、下部为“多倾斜度大口径墩台树根桩”时，目前旋挖钻机钻头就无法满足工程的需求了。

基于此，本发明设计了一种变角度自转式旋挖钻头及其应用于树根桩的基础施工方法，以解决上述问题。

发明内容

发明的目的在于提供一种变角度自转式旋挖钻头及其应用于树根桩的基础施工方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种变角度自转式旋挖钻头，包括分别安装于桩机机架以及主轴上的外壳和转轴，所述转轴可转动地贯穿于所述外壳中，所述外壳为具有一安装空腔的壳体结构，所述外壳上穿设有若干环列于所述转轴外侧的钻头安装轴，所述转轴及钻头安装轴底部安装有可拆卸钻头，所述转轴位于所述外壳外壁套接有主动齿轮，所述钻头安装轴的外壁通过浮动结构套接有从动齿轮，各个所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合传动，所述钻头安装轴顶端设置有用于调节所述钻头安装轴倾角的调节结构。

优选的，所述浮动结构包括固定于所述从动齿轮内侧的连接套，所述连接套上端通过轴承与所述外壳转动安装，所述连接套的内腔固定设置有耐磨橡胶垫，所述耐磨橡胶垫内腔通过弹性件固定连接有刚性接触环，所述钻头安装轴固定嵌设于所述刚性接触环中。

优选的，所述调节结构包括固定连接于所述钻头安装轴顶端连接板，所述连接板底部外侧环列设置有若干螺杆调距组件。

优选的，所述螺杆调距组件包括分别转动安装于所述连接板和外壳上的调距螺杆和调距螺套，所述调距螺杆和调距螺套同轴螺接设置。

优选的，所述螺杆调距组件数量为四组，呈方形顶角分布。

优选的，所述连接板的顶部设置有两个相互垂直的圆柱水准泡。

优选的，所述钻头安装轴内嵌设有安装有冷却水管，所述冷却水管的下端出水口作用于所述可拆卸钻头上。

一种变角度自转式旋挖钻头应用于树根桩的基础施工方法，包括以下步骤：

1、场地平整，旋挖钻机就位，选择上部大口径墩台基础钻头，旋挖到设计的墩台基础底部。

2、根据现场要求，通过调节螺杆调距组件，调整“可拆卸自转式钻头”的钻进角度。

3、安装“变角度自转式”旋挖钻机钻头，开启设备检查钻头自转性能，检查无误后连接冷却水管与外部冷却液箱，保证冷却管畅通。

4、人工定位微型桩钻孔位置，保证钻进位置准确。

5、开启钻机，开启冷却液压力装置，钻进，及时清孔，钻孔完成后及时检查孔深、孔斜等钻进指标，若无法满足需要重新钻进。

6、现场板扎树根桩钢筋笼，通过旋挖钻机吊装钢筋笼，下放树根桩钢筋笼，浇筑树根桩混凝土并且及时振捣。

7、待树根桩基础混凝土初凝后，板扎大口径墩台基础钢筋笼，通过旋挖钻机吊装钢筋笼，浇筑大口径墩台混凝土并且及时振捣，进行基础养护。

与现有技术相比，发明的有益效果为：

本发明提出一种新型的输电线路基础型式，上部尺寸大，下部尺寸小，为山地地区设备小型化提供设计依据，并且为输电线路“点状线性”分布的施工场地减少进场道路修筑宽度，保护生态环境提供便捷。

本发明提出一种新型的旋挖钻机钻头，通过单轴传动式的原理，形成自转式的树根桩钻进设备，并且通过钻头上的调整系统，实现多倾斜度的功能。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明变角度自转式旋挖钻头整体结构示意图；

图2为本发明变角度自转式旋挖钻头俯视结构示意图；

图3为本发明变角度自转式旋挖钻头截面结构示意图；

图4为本发明变角度自转式旋挖钻头调节结构结构示意图；

图5为本发明树根桩结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-外壳，2-转轴，3-钻头安装轴，4-可拆卸钻头，5-主动齿轮，6-从动齿轮，61-连接套，62-耐磨橡胶垫，63-弹性件，64-刚性接触环，7-调节结构，71-连接板，72-螺杆调距组件，721-调距螺杆，722-调距螺套，73-圆柱水准泡，8-冷却水管，9-从动齿轮。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于发明保护的范围。

请参阅图1-5，发明提供一种技术方案：一种变角度自转式旋挖钻头，包括分别安装于桩机机架以及主轴上的外壳1和转轴2，外壳1由钢板组成，主要的目的是保护传动装置的，免受外力破坏，需要设置相关的可拆卸部分，便于内部结构的维修工作，转轴2可转动地贯穿于外壳1中，外壳1为具有一安装空腔的壳体结构，外壳1上穿设有若干环列于转轴2外侧的钻头安装轴3，转轴2及钻头安装轴3底部安装有可拆卸钻头4，转轴2位于外壳1外壁套接有主动齿轮5，钻头安装轴3的外壁通过浮动结构6套接有从动齿轮9，各个从动齿轮9与主动齿轮5啮合传动，钻头安装轴3顶端设置有用于调节钻头安装轴3倾角的调节结构7；

其中，浮动结构6包括固定于从动齿轮9内侧的连接套61，连接套61上端通过轴承与外壳1转动安装，作为钻头安装轴3的支撑结构，连接套61的内腔固定设置有耐磨橡胶垫62，作为中间件，起到连接缓冲作用，耐磨橡胶垫62内腔通过弹性件63固定连接有刚性接触环64，弹性件63可选择弹簧或者其他可弯曲变形并可恢复原状的结构件，钻头安装轴3固定嵌设于刚性接触环64中，由于弹性件63的可形变特征，当调节结构7调整带动钻头安装轴3往一侧倾斜时，钻头安装轴3能够与从动齿轮9保持先对固定，这样不影响工作时主动齿轮5通过与从动齿轮9啮合作用关系带动钻头安装轴3旋转；

其中，调节结构7包括固定连接于钻头安装轴3顶端连接板71，连接板71底部外侧环列设置有若干螺杆调距组件72，螺杆调距组件72包括分别转动安装于连接板71和外壳1上的调距螺杆721和调距螺套722，调距螺杆721和调距螺套722同轴螺接设置，螺杆调距组件72数量为四组，呈方形顶角分布，通过旋转螺杆调距组件72中的调距螺杆721可改变螺杆调距组件72的长度，通过分调整四组螺杆调距组件72的长度即可改变连接板71相对于外壳1的倾斜度夹角，由于连接板71与钻头安装轴3相对固定，调节连接板71倾斜度即调节钻头安装轴3以及可拆卸钻头4的倾角，从而形成树桩式辐射状结构；此外，连接板71的顶部设置有两个相互垂直的圆柱水准泡73，用于作为调节连接板71的水平状态以及可拆卸钻头4的倾角参考校准；

其中，钻头安装轴3内嵌设有安装有冷却水管8，冷却水管8的下端出水口作用于可拆卸钻头4上，通过通入冷却液，为了保证钻头在钻进岩石中过热造成钻头的破坏。

“多倾斜度大口径墩台树根桩”基础由两个部分，上部大口径圆形墩台(a)，下部多方向性微型桩基(b)组成，其具体钢筋结构为现有技术，不再赘述。

一种变角度自转式旋挖钻头应用于树根桩的基础施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1、场地平整，旋挖钻机就位，选择上部大口径墩台基础钻头，旋挖到设计的墩台基础底部。

2、根据现场要求，通过调节螺杆调距组件，调整“可拆卸自转式钻头”的钻进角度。

3、安装“变角度自转式”旋挖钻机钻头，开启设备检查钻头自转性能，检查无误后连接冷却水管与外部冷却液箱，保证冷却管畅通。

4、人工定位微型桩钻孔位置，保证钻进位置准确。

5、开启钻机，开启冷却液压力装置，钻进，及时清孔，钻孔完成后及时检查孔深、孔斜等钻进指标，若无法满足需要重新钻进。

6、现场板扎树根桩钢筋笼，通过旋挖钻机吊装钢筋笼，下放树根桩钢筋笼，浇筑树根桩混凝土并且及时振捣。

7、待树根桩基础混凝土初凝后，板扎大口径墩台基础钢筋笼，通过旋挖钻机吊装钢筋笼，浇筑大口径墩台混凝土并且及时振捣，进行基础养护。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。