用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭，該鉆頭包括鉆頭尖（1）和鉆頭管（2），鉆頭管（2）上設有噴漿口（4），鉆頭管（2）外可轉動套合有一個定子套筒（5），定子套筒（5）與鉆頭管（2）之間設有軸承（6），定子套筒（5）的前、后端分別固定有前隔板（7）和后隔板（8），每塊隔板的中心孔與鉆頭管（2）之間設有密封圈（11）。該鉆頭能簡化施工步驟、提高施工效率、縮短工期。
【專利說明】用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及土木工程領域中的土錨桿施工技術，具體講是一種用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭。
【背景技術】
[0002]土層錨桿簡稱土錨桿，是基坑支護體系的一部分，它是在深基坑側壁的土體內鉆孔，達到一定深度后，在孔內放入鋼絞線等材料，旋噴注入水泥漿，使其與土層結合成為抗拔承載力強的錨桿。土錨桿外端與護壁樁連接，用于防止側壁土體坍塌或滑坡。隨著國家經濟建設的發(fā)展及深基坑的廣泛應用，土錨桿技術也不斷研發(fā)和應用，其中，高壓旋噴式土錨桿技術在近幾年得到快速的推廣和應用。
[0003]現(xiàn)有技術的高壓旋噴式土錨桿的施工裝置包括鉆頭、帶中心孔的鉆桿、液壓鉆機以及攪拌水泥漿的水泥攪拌筒和灌漿用的高壓泵等。鉆頭由鉆頭尖和帶中心孔的鉆頭管組成，鉆頭尖與鉆頭管的前端焊接固定，鉆頭管后段設有外螺紋，鉆桿中心孔的前段設有內螺紋，鉆頭管后段與鉆桿中心孔螺接旋緊，鉆桿的后端與鉆機連接；它還包括一個與多條鋼絞線前端鉚接的封頭盤板和一根帶中心孔的注漿管，注漿管后端設有用于與鉆桿的中心孔的內螺紋旋合的外螺紋，注漿管上設有噴漿口，封頭盤板的中心孔間隙套合在注漿管上，注漿管的外壁設有用于阻止封頭盤板沿著注漿管軸向后移的限位臺階，水泥漿從水泥攪拌筒經鉆桿的中心孔和注漿管的中心孔從噴漿口噴出。
[0004]現(xiàn)有技術的高壓旋噴式土錨桿的施工方法為:先將鉆頭旋緊安裝在鉆桿上，再用鉆頭在土體的預定位置鉆孔，鉆到孔底設計深度后將鉆頭及鉆桿從孔中完全退出，然后將鉆頭從鉆桿拆卸，將注漿管旋緊在鉆桿前端，并在注漿管上套合一個封頭盤板，該封頭盤板與多根鋼絞線的前端鉚接固定且封頭盤板的后端面與注漿管的限位臺階的前端面抵住，再然后將整個注漿管不旋轉的平推入孔底，注漿管的限位臺階能將封頭盤板及各根鋼絞線也前推至孔底，隨后，注漿管開始旋轉噴射水泥漿，即旋噴注漿，注漿管一邊噴漿一邊旋轉后退，封頭盤板與注漿管分離留在孔底，注漿管旋噴后退，直至注漿管全部從孔中退出，此時，水泥漿將孔填滿，水泥漿與土體形成水泥土，待水泥土干硬后，再用千斤頂施加預應力張緊各根鋼絞線并封錨固定，最后拆卸掉千斤頂。
[0005]上述的施工方法存在以下缺陷:首先，該方法必須兩次施工，即第一次鉆孔，再將鉆頭從孔中退出，然后更換注漿管并套好封頭盤板并將其推入孔底，再后退注漿管并旋噴注漿，而土錨桿的深度大，一般超過20m，這樣，施工過程必須從孔里進出兩次，而且每施工一根土錨桿需要更換一次鉆頭和一次注漿管，施工過程繁瑣復雜、工效低、工期長、機械臺班費和人工成本高；而且，鉆頭及鉆桿成孔并從孔中退出后，孔壁的土體存在坍塌隱患，為避免坍塌，鉆孔時需要向孔壁注水護壁，但土體沾水后會在孔壁形成孔周隔離層，后續(xù)旋噴注漿時，孔周隔離層會妨礙水泥漿向孔壁土體擴散滲透，影響水泥漿與土體的粘結，降低整個土錨桿的抗拔承載力。實用新型內容
[0006]本實用新型要解決的技術問題是，提供一種能簡化施工步驟、提高施工效率、縮短工期、降低機械臺班費和人工成本、提高土錨桿抗拔承載力的用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭。
[0007]本實用新型的技術解決方案是，提供一種用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭，它包括鉆頭尖和帶中心孔的鉆頭管，鉆頭尖與鉆頭管的前端固定，鉆頭管設有用于與鉆桿螺接的外螺紋，鉆頭管上設有噴漿口，鉆頭管外可轉動套合有一個定子套筒，定子套筒與鉆頭管之間設有軸承，定子套筒的前、后端分別固定有前隔板和后隔板，每塊隔板的中心孔與鉆頭管之間設有密封圈。
[0008]利用本實用新型鉆頭施工高壓旋噴式土錨桿的方法，其步驟包括:
[0009]a、將封頭盤板與多根鋼絞線的前端鉚接固定，再將封頭盤板的中心孔可轉動套合在鉆頭的鉆頭管上，封頭盤板的后端面抵住定子套筒的前隔板；
[0010]b、鉆頭在土體的預定位置開始鉆孔，鉆頭旋轉前進，鉆頭的定子套筒和套合在鉆頭管上的封頭盤板均不旋轉，鉆頭鉆進的過程中，鉆頭管的噴漿口向外噴射水泥漿；
[0011]C、當鉆頭的鉆頭尖鉆進至孔底設計深度時，鉆頭保持在該深度繼續(xù)旋噴注漿
1.5?4.5分鐘,再將整個鉆頭旋轉后退,封頭盤板與鉆頭脫離并留在孔底,鉆頭在旋轉后退的過程中，鉆頭管的噴漿口補噴水泥衆(zhòng)，將鉆頭及鉆桿抽出后的空間填滿，直至鉆頭完全從孔中退出；
[0012]d、待孔內的水泥土干硬達到設計強度后，對每條鋼絞線后端施加預應力以張緊鋼絞線。
[0013]本實用新型用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果:
[0014]由于該鉆頭的鉆頭管上可轉動套合有一個定子套筒，即該定子套筒與鉆頭管經軸承可轉動套合，這樣鉆頭旋轉的時候，定子套筒不轉動，而套合在鉆頭管外的封頭盤板與鉆頭管的接觸面積小，僅僅是封頭盤板的中心孔位置最高的一條線，屬于線接觸，而封頭盤板的后端面與定子套筒的前隔板相互抵靠，屬于面接觸，其接觸面積明顯更大，故在鉆頭旋轉時，封頭盤板不會跟著鉆頭管轉動，而是與定子套筒一樣不旋轉；又由于鉆頭旋轉同時，鉆頭管的噴漿口不斷噴射水泥漿，水泥漿會包覆住封頭盤板及與封頭盤板鉚接固定的鋼絞線前端，水泥漿與封頭盤板和鋼絞線的粘結力也會阻礙封頭盤板及鋼絞線轉動，進一步保證鉆頭鉆進的過程中，封頭盤板始終保持平直地向孔底前進，而不會跟隨鉆頭旋轉，封頭盤板上鉚接的各根鋼絞線也自然不會被攪成麻花狀；正是由于采用了本實用新型的設有定子套筒的鉆頭，才是實現(xiàn)了鉆頭鉆進過程中將鋼絞線及封頭盤板同步放置入孔中的施工方法，實現(xiàn)了鉆孔、放置鋼絞線及封頭盤板、旋噴注漿同步進行一次成型土錨桿的過程；由于該土錨桿是一次成型的，相比現(xiàn)有技術需要裝鉆頭、鉆孔、退鉆桿、更換噴漿管、再將噴漿管以及封頭盤板和鋼絞線推進孔底，再退噴漿管并旋噴注漿的二次成型過程，本實用新型的施工步驟得到明顯簡化、施工效率明顯更高、施工速度快、工期短，機械臺班費和人工成本也顯著降低，以20米深的土錨桿為例，每根土錨桿的機械臺班費和人工成本省略了 1300塊，產生了良好的經濟效益；況且，正是由于一次成型，自然不存在鉆頭及鉆桿退出后孔壁土體坍塌的隱患，故無需在鉆孔時注水護壁，也就不會形成孔周隔離層，本實用新型旋噴注漿時，水泥漿能有效擴散滲透到孔壁周圍土體中，強化水泥漿與土體的粘結，提高整個土錨桿的抗拔承載力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭的正視剖視結構示意圖。
[0016]圖中所示1、鉆頭尖，2、鉆頭管，3、鉆桿，4、噴漿口，5、定子套筒，6、軸承，7、前隔板，
8、后隔板,9、封頭盤板,10、鋼絞線，11、密封圈。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭，它包括鉆頭尖I和帶中心孔的鉆頭管2。鉆頭尖I與鉆頭管2的前端焊接固定。鉆頭管2設有用于與鉆桿3螺接的外螺紋，具體的說，鉆頭管2的后段設有外螺紋，鉆桿3的中心孔的前段設有內螺紋，鉆頭管2的后段與鉆桿3中心孔前段螺接固定。鉆桿3的后端與液壓鉆機連接。鉆頭管2上設有噴漿口 4，噴漿口 4經鉆頭管2的中心孔、鉆桿3的中心孔與水泥攪拌筒連通，該實用新型的土錨桿為高壓旋噴式，所述的高壓是指為旋噴注漿提供動力的高壓泵的壓力大于20MPa。鉆頭管2外可轉動套合有一個定子套筒5，定子套筒5與鉆頭管2之間設有軸承6，具體的說，鉆頭管2的管外壁與定子套筒5的中心孔孔壁之間存在間隙，鉆頭管2的管外壁與定子套筒5的中心孔孔壁之間設有軸承6。軸承為兩對，每對為兩個，一對設在定子套筒5中心孔內靠前的位置，一對設在定子套筒5中心孔內靠后的位置。定子套筒5的前、后端分別固定有前隔板7和后隔板8，每塊隔板的中心孔與鉆頭管2之間設有密封圈11。該密封圈11為骨架油封式密封圈11，密封圈11的骨架與隔板固定，骨架內設有橡膠密封唇，橡膠密封唇與鉆頭管2的間隙存在油膜，該油膜實現(xiàn)橡膠密封唇與鉆頭管2的密封。前隔板7的外徑大于封頭盤板9的中心孔的孔徑，而封頭盤板9的中心孔的孔徑大于鉆頭管2的外徑。這樣，封頭盤板9的中心孔才能套合在鉆頭管2外且封頭盤板9的后端面才會與前隔板7抵住。
[0019]如圖1所示，利用該鉆頭施工高壓旋噴式土錨桿的方法，其步驟如下。
[0020]a、將封頭盤板9與多根鋼絞線10的前端鉚接固定，具體的說，封頭盤板9上設有多個通孔，將鋼絞線10前端穿過通孔并鉚出鉚頭。再將封頭盤板9的中心孔可轉動套合在鉆頭的鉆頭管2上，封頭盤板9的后端面抵住定子套筒5的前隔板7。這樣，鉆頭前進時，鉆頭的鉆頭管2的前隔板7能向前推移封頭盤板9，但鉆頭整體后退時，又能順利與封頭盤板9脫離。
[0021]b、液壓鉆機經鉆桿3驅動鉆頭，鉆頭在基坑側壁土體的預定位置開始鉆孔，鉆頭旋轉前進，鉆頭的定子套筒5和套合在鉆頭管2上的封頭盤板9均不旋轉，多條與封頭盤板9鉚接的鋼絞線10也保持平直不打攪，鉆頭鉆進的過程中，鉆頭管2的噴漿口 4向外噴射水泥漿，由于噴漿時鉆頭在不斷旋轉，故稱旋噴注漿，旋噴過程中，高壓驅動下噴出的漿液會不斷切割孔壁的土體，使得漿液與土體均勻混合，就形成了水泥土。
[0022]C、當鉆頭的鉆頭尖I鉆進至孔底設計深度時，鉆頭保持在該深度即鉆頭尖I保持在孔底繼續(xù)旋噴注漿1.5?4.5分鐘，優(yōu)選3分鐘，再將整個鉆頭旋轉后退，封頭盤板9與鉆頭脫離并留在孔底，使得各根鋼絞線10也在孔底就位，鉆頭在旋轉后退的過程中，鉆頭管2的噴漿口 4補噴水泥漿，將鉆頭及鉆桿3抽出后的空間填滿，直至鉆頭完全從孔中退出。
[0023]d、待孔內的水泥土干硬達到設計強度后，對每條鋼絞線10后端施加預應力以張緊鋼絞線10。具體的說，對各條鋼絞線10后端采用千斤頂整體式施加預應力以張緊鋼絞線10并封錨固定，最后卸出千斤頂。
【權利要求】
1.一種用于施工一次成型的高壓旋噴式土錨桿的鉆頭，它包括鉆頭尖(I)和帶中心孔的鉆頭管(2)，鉆頭尖(I)與鉆頭管(2)的前端固定，鉆頭管(2)設有用于與鉆桿(3)螺接的外螺紋，其特征在于:鉆頭管(2)上設有噴漿口(4)，鉆頭管(2)外可轉動套合有一個定子套筒(5)，定子套筒(5)與鉆頭管(2)之間設有軸承(6)，定子套筒(5)的前、后端分別固定有前隔板(7)和后隔板(8)，每塊隔板的中心孔與鉆頭管(2)之間設有密封圈(11)。
【文檔編號】E02D5/74GK203668930SQ201420034743
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權日:2014年1月21日
【發(fā)明者】李福連, 陶靈聰 申請人:寧波鴻晨建設有限公司