一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构及施工方法与流程

1.本发明涉及矩形截面抗滑桩机械成孔技术领域，具体为一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构及施工方法。


背景技术：

2.目前，国内外利用抗滑桩治理边(滑)坡主要采用矩形和圆形两种典型截面形式，矩形桩比同截面积的圆形桩的刚度大、抗弯能力高，能承受较大的竖向荷载和水平向荷载，但矩形桩的应用缺点是成孔困难，一般采用人工挖孔工艺，混凝土护壁，在地层自稳条件较差、地下水较丰富的情况下，人工挖孔效率低下，成本高，且安全风险大，为了能够更加安全、快速、高效地完成矩形抗滑桩成孔，提高效率，降低成本及安全风险，研究矩形抗滑桩机械施工设备及工艺是十分必要的。
3.近年来，我国的基建速度及总体规模始终保持世界第一的位置，对高性能机械设备的需求也超越其他国家，如矩形截面抗滑桩施工设备等，经多方调查，目前国外矩形抗滑桩施工工艺仍是以人工挖孔为主，还基本未见成熟大型机械设备的投入使用，因此，有必要充分依托我国基建总体优势，研发矩形抗滑桩成孔设备、成孔质量控制及技术，为今后类似项目提供更高效便捷安全的施工工艺。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构及施工方法，具备可提高完成矩形抗滑桩成孔施工效率和安全性、降低施工成本的优点，解决了现有技术中采用人工挖孔工艺效率低下，成本高，安全风险大的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构及施工方法，包括旋挖钻机、圆形钻头、三角形削土组件和扁铲修边组件，所述旋挖钻机上固定安装有钻杆，所述三角形削土组件包括连接座，所述连接座底部固定安装有三角削土斗，所述扁铲修边组件包括顶板，所述顶板上表面固定安装有连接杆，所述顶板下表面固定安装有背板和三角板，所述三角板短直边与顶板下表面固定连接，所述三角板长直边与背板表面固定连接。
6.进一步，所述钻杆远离旋挖钻机一端与圆形钻头相适配。
7.进一步，所述钻杆远离旋挖钻机一端与连接座相适配。
8.进一步，所述钻杆远离旋挖钻机一端与连连接杆相适配。
9.进一步，所述三角削土斗的开口位于三角削土斗的斜面。
10.一种矩形截面抗滑桩机械成孔施工方法，包括以下步骤；
11.步骤一：在旋挖钻机的钻杆上安装圆形钻头，其钻头直径为矩形截面桩的短边长度；
12.步骤二：启动旋挖钻机旋挖取土，形成圆形钻孔；
13.步骤三：卸下圆形钻头，安装三角形削土组件；
14.步骤四：利用旋挖钻机的液压动力向下切割矩形截面四个角的土体，初步形成形状不规整的矩形截面孔；
15.步骤五：卸下三角形削土组件，安装圆形钻头，取出孔内的渣土；
16.步骤六：卸下圆形钻头，安装扁铲修边组件，对不规整的矩形截面孔进行孔壁修边；
17.步骤七：卸下扁铲修边组件，安装圆形钻头，取出孔底残留的渣土，形成尺寸合格的矩形截面孔。
18.与现有技术相比，本技术的技术方案具备以下有益效果：
19.该矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构及施工方法，通过圆形钻头钻出圆孔，利用三角形削土组件和扁铲修边组件对圆孔进行修整切削形成矩形孔，实现了在土层及软岩地层条件下，快速实现矩形截面抗滑桩机械成孔，由机械代替常规人工挖孔工艺的施工技术难题，提高了生产效率，降低了安全风险和综合成本，从而提高了施工的安全经济性。
附图说明
20.图1为本发明结构三角形削土组件示意图；
21.图2为本发明结构扁铲修边组件示意图；
22.图3为本发明结构三角形削土组件与旋挖钻机连接示意图；
23.图4为本发明结构圆形钻头与旋挖钻机连接示意图；
24.图5为本发明结构扁铲修边组件与旋挖钻机连接示意图。
25.图中：1、旋挖钻机；2、圆形钻头；3、三角形削土组件；4、扁铲修边组件；5、钻杆；6、连接座；7、三角削土斗；8、顶板；9、连接杆；10、背板；11、三角板。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本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本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-5，本实施例中的一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构及施工方法，包括旋挖钻机1、圆形钻头2、三角形削土组件3和扁铲修边组件4，旋挖钻机1上固定安装有钻杆5，三角形削土组件3包括连接座6，连接座6底部固定安装有三角削土斗7，三角削土斗7的开口位于三角削土斗7的斜面，扁铲修边组件4包括顶板8，顶板8上表面固定安装有连接杆9，钻杆5远离旋挖钻机1一端与圆形钻头2相适配，便于将圆形钻头2安装在钻杆5上，钻杆5远离旋挖钻机1一端与连接座6相适配，便于将连接座6与钻杆5连接在一起，便于将三角形削土组件3安装在钻杆5上，钻杆5远离旋挖钻机1一端与连连接杆9相适配，便于将连接杆9与钻杆5连接在一起，便于将扁铲修边组件4安装在钻杆5上，顶板8下表面固定安装有背板10和三角板11，三角板11短直边与顶板8下表面固定连接，三角板11长直边与背板10表面固定连接。
28.一种矩形截面抗滑桩机械成孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤；
29.步骤一：在旋挖钻机1的钻杆5上安装圆形钻头2，其钻头直径为矩形截面桩的短边
长度；
30.步骤二：启动旋挖钻机1旋挖取土，形成圆形钻孔；
31.步骤三：卸下圆形钻头2，安装三角形削土组件3；
32.步骤四：利用旋挖钻机1的液压动力向下切割矩形截面四个角的土体，初步形成形状不规整的矩形截面孔；
33.步骤五：卸下三角形削土组件3，安装圆形钻头2，取出孔内的渣土；
34.步骤六：卸下圆形钻头2，安装扁铲修边组件4，对不规整的矩形截面孔进行孔壁修边；
35.步骤七：卸下扁铲修边组件4，安装圆形钻头2，取出孔底残留的渣土，形成尺寸合格的矩形截面孔。
36.上述实施例的工作原理为：
37.使用时，在旋挖钻机1的钻杆5上安装圆形钻头2，启动旋挖钻机1带动转杆5和圆形钻头2转动旋挖取土，形成圆形钻孔，卸下圆形钻头2，安装三角形削土组件3，利用旋挖钻,1的液压动力向下切割矩形截面四个角的土体，初步形成形状不规整的矩形截面孔，卸下三角形削土组,3，安装圆形钻头2，利用装圆形钻头2旋转取出孔内的渣土，卸下圆形钻头2，安装扁铲修边组件4，对不规整的矩形截面孔进行孔壁修边，卸下扁铲修边组,4，安装圆形钻头2，取出孔底残留的渣土，形成尺寸合格的矩形截面孔。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构，包括旋挖钻机(1)、圆形钻头(2)、三角形削土组件(3)和扁铲修边组件(4)，其特征在于：所述旋挖钻机(1)上固定安装有钻杆(5)，所述三角形削土组件(3)包括连接座(6)，所述连接座(6)底部固定安装有三角削土斗(7)，所述扁铲修边组件(4)包括顶板(8)，所述顶板(8)上表面固定安装有连接杆(9)，所述顶板(8)下表面固定安装有背板(10)和三角板(11)，所述三角板(11)短直边与顶板(8)下表面固定连接，所述三角板(11)长直边与背板(10)表面固定连接。2.根据权利要求1所述的一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构，其特征在于：所述钻杆(5)远离旋挖钻机(1)一端与圆形钻头(2)相适配。3.根据权利要求1所述的一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构，其特征在于：所述钻杆(5)远离旋挖钻机(1)一端与连接座(6)相适配。4.根据权利要求1所述的一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构，其特征在于：所述钻杆(5)远离旋挖钻机(1)一端与连连接杆(9)相适配。5.根据权利要求1所述的一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构，其特征在于：所述三角削土斗(7)的开口位于三角削土斗(7)的斜面。6.一种矩形截面抗滑桩机械成孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一：在旋挖钻机(1)的钻杆(5)上安装圆形钻头(2)，其钻头直径为矩形截面桩的短边长度；步骤二：启动旋挖钻机(1)旋挖取土，形成圆形钻孔；步骤三：卸下圆形钻头(2)，安装三角形削土组件(3)；步骤四：利用旋挖钻机(1)的液压动力向下切割矩形截面四个角的土体，初步形成形状不规整的矩形截面孔；步骤五：卸下三角形削土组件(3)，安装圆形钻头(2)，取出孔内的渣土；步骤六：卸下圆形钻头(2)，安装扁铲修边组件(4)，对不规整的矩形截面孔进行孔壁修边；步骤七：卸下扁铲修边组件(4)，安装圆形钻头(2)，取出孔底残留的渣土，形成尺寸合格的矩形截面孔。

技术总结
本发明涉及一种矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构及施工方法，包括旋挖钻机、圆形钻头、三角形削土组件和扁铲修边组件，所述旋挖钻机上固定安装有钻杆，所述三角形削土组件包括连接座，所述连接座底部固定安装有三角削土斗，所述扁铲修边组件包括顶板，所述顶板上表面固定安装有连接杆。该矩形截面抗滑桩机械成孔钻头结构及施工方法，通过圆形钻头钻出圆孔，利用三角形削土组件和扁铲修边组件对圆孔进行修整切削形成矩形孔，实现了在土层及软岩地层条件下，快速实现矩形截面抗滑桩机械成孔，由机械代替常规人工挖孔工艺的施工技术难题，提高了生产效率，降低了安全风险和综合成本，从而提高了施工的安全经济性。而提高了施工的安全经济性。而提高了施工的安全经济性。


技术研发人员：张健 梁军 田锦明 孙中科 苏建伟
受保护的技术使用者：中铁第六勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2023.08.14
技术公布日：2023/10/8