方形钻头技术领域
本发明涉及钻头的技术领域，尤其涉及方形钻头。
背景技术
旋挖钻机是一种用于成孔作业的桩基施工设备，随着近几年国内基础工程
的大力发展，旋挖钻机以其高效、快捷、环保、成孔质量高等优势得到了广泛
的应用。旋挖钻机主要利用动力头驱动钻杆，并通过钻杆将动力头的驱动力与
加压力传递至钻头来实现对地层的切削与钻进。
目前，市场上旋挖钻机的钻头均为圆形，主要用于圆柱桩孔的施工，这样，
当旋挖钻机遇到需要施工方形桩孔时，旋挖钻机的钻头则难以满足使用要求。
另外，由于工作装置的尺寸原因，对于长宽均小于2m的方形桩孔，也无法采
用地下连续墙液压抓斗来施工作业。
发明内容
本发明的目的在于提供方形桩成型方法，旨在解决现有技术中，圆形钻头
难以成型方形桩孔的问题。
本发明是这样实现的，方形钻头，所述方形钻头包括方形筒、刀片以及连
接结构，所述方形筒中具有下端开口的方形内腔，所述刀片沿着所述方形筒下
端的外周延伸布置，且所述刀片的下端延伸至所述方形筒的下方，连接结构连
接在所述方形筒的上端。
进一步地，所述方形筒的外侧壁上凸设有导向片，所述导向片的外表面呈
平面状。
进一步地，所述导向片的侧壁呈倾斜状，形成倾斜面，且沿所述方形筒的
外侧壁朝外延伸方向，所述倾斜面由外朝内倾斜。
进一步地，所述方形筒的各个外侧壁均设有多个所述导向片，且所述方形
筒的外侧壁上的多个导向片平齐布置。
进一步地，所述方形筒的内腔中设有多个内加强板，所述内加强版布置在
所述方形筒相邻的两个侧壁之间，且所述内加强板的两个侧边分别与所述方形
筒的两个侧壁连接，所述内加强板与所述方形筒的两个侧壁之间围合形成三角
区域。
进一步地，所述内加强板中设有缺口，所述缺口贯穿所述内加强板的内表
面及外表面。
进一步地，所述内加强板的缺口呈自上而下条状延伸布置。
进一步地，所述刀片的上端通过紧固件与所述方形筒的侧壁连接。
进一步地，所述连接结构包括连接头，所述连接头连接在所述方形筒上端
的中心位置。
进一步地，所述方形筒的上端连接多个呈竖立状的上加强板，多个所述上
加强板环绕所述连接头的外周布置，且所述上加强板的侧边连接在所述连接头
的外侧壁。
与现有技术相比，本发明提供的方形钻头，利用对方形筒进行加压力，由
于刀片的下端延伸到方形筒的下方，从而，刀片的下端可以对残积土层进行切
削，进而在残积土层中成型方形桩孔；并且，成型的方形桩孔质量好，施工成
本低，施工效率较高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的开孔后在填土层中放置方形护筒的立体示意
图；
图2是本发明实施例提供的利用圆形钻头引孔的立体示意图一；
图3是本发明实施例提供的利用圆形钻头引孔的立体示意图二；
图4是本发明实施例提供的利用方形钻头钻孔的立体示意图；
图5是本发明实施例提供的利用圆形钻头引孔后的俯视示意图；
图6是本发明实施例提供的方形钻头的立体示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实
施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅
仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
参照图1～6所示，为本发明提供的较佳实施例。
参照图6所示，本实施例中，方形钻头12包括方形筒123、刀片126以及
连接结构，其中，方形筒123中具有下端开口的方形内腔，刀片126沿着方形
筒123下端的外周延伸布置，且刀片126的下端延伸至方形筒123的下方，连
接结构则连接在方形筒123的上端。这样，当需要利用方形钻头12钻进时，将
方形钻头12的连接结构与旋挖钻机的钻杆连接，利用钻杆的自动以及旋挖钻机
的动力头的加压力传递至方形钻头12的刀片126，进而，方形钻头12的刀片
126则对方形护筒11中已切削为圆形孔14的残积土层3或直接在残积土层3
中进行切入，从而完成方形桩孔10的修壁成型。
上述提供的方形钻头12，利用对方形筒123进行加压力，由于刀片126的
下端延伸到方形筒126的下方，从而，刀片126的下端可以对残积土层3进行
切削，进而在残积土层3中成型方形桩孔10；并且，成型的方形桩孔10质量
好，施工成本低，施工效率较高。
参照图1至图5所示，本实施例提供的方形桩孔成型方法，包括以下施工
步骤：
1)、在需要成型方形桩孔10的现场完成桩位定点及桩机就位后，开孔并
下放方形护筒11，方形护筒11的下端穿过填土层2，延伸到残积土层3中，方
形护筒11的上端延伸出地面的上方；
2)、利用旋挖钻机的圆形钻头13在方形护筒11中进行多次引孔，形成多
个延伸至残积土层3中的圆形孔14，且圆形钻头13的直径与待成型的方形桩
孔10的宽度一致；多个圆形孔14沿着待成型方形桩孔10的长度方向成排依序
相连布置，且多个圆形孔14的延伸长度与待成型的方形桩孔10的长度一致；
3)、在上述成型圆形孔14的基础上，利用方形钻头12在方形护筒11内
自上而下钻进，形成方形桩孔10。
上述的方形桩孔成型方法具有以下优点：
1)、方形桩孔10成型速度快
经过现场施工摸索，确立了一套优化的施工工序，即：开孔→下放方形护
筒11→普通旋挖钻机圆形钻头13引孔→方形钻头12钻进修孔成方形桩孔10。
以2.0m×1.2m×15m(长×宽×深)的方形桩孔10为例，三小时即可完成一个方
形桩孔10。
2)、方形桩孔10质量有保证
在普通旋挖钻机圆形钻头13引孔的基础上，方形钻头12自上而下钻进成
形成方形桩孔10，同时兼有修孔功效，确保方形桩孔10桩周完整、无残留。
3)、施工成本低
施工速度快，单机综合效率高，机械施工成本相对低；方形钻头12结构简
单，易于加工，生产及维护成本低，经济性好；施工过程中不使用泥浆循环，
大大减少了泥浆的使用量和废浆废渣的外运量，减小了施工成本。
4)、施工场地清洁、现场管理简化
主要表现在以下方面：施工机械种类少，便于施工管理；施工不使用泥浆
循环，现场不再泥泞，场地更清洁，现场施工环境得到极大的改善；目前土方
外运是制约工程施工进度的一大主要因素，尤其是废浆废渣更是外运处理困难，
本方形桩孔成型方法缺少了泥浆孔内循环，大大减少了废泥浆储存、外运等日
常的管理工作，现场临时道路、设备摆放可变得更加有序，相应的管理环节得
到极大的简化。
具体地，方形护筒11的外形尺寸略大于待成型的方形桩孔10的尺寸，且
保证穿过填土层2，从而避免在成型方形桩孔10的过程中，发生塌孔的现象。
在上述的施工步骤2)中，相邻的圆形孔14之间相切连接，或者，根据待
成型方形桩孔10的长度以及圆形孔14的直径，相邻的圆形孔14之间也可以相
交搭接，具体可视实际需要而定。
本实施例中，优选选择圆形钻头13两次引孔，形成两个搭接的圆形孔14。
当方形钻头12自上而下钻进完成后，需要从方形桩孔10中自下而上退出，
为了避免在提钻时，方形桩孔10对方形桩孔10的孔壁造成破坏，本实施例中，
方形筒123的外侧壁上凸设有导向片124，该导向片124的外表面呈平面状，
从而，在提钻时，利用导向片124的外表面与方形桩孔10的孔壁接触，避免卡
入孔壁中破坏孔壁，且避免方形钻头12的主体结构被磨损，延长方形钻头12
的使用寿命。
具体地，在方形筒123的各个外侧壁上设有多个导向片124，且方形筒123
的外侧壁上的多个导向片124平齐布置，这样，可以保证方形钻头12在提起时，
利用多个导向片124实现多方位导向。
另外，导向片124的侧壁呈倾斜状，形成倾斜面125，且沿方形筒123的
外侧壁朝外延伸方向，倾斜面125由外朝内倾斜布置，整个导向片124形成外
小内大的梯形状，这样，在提钻时，利用导向片124倾斜面125的倾斜布置，
避免导向片124的倾斜面125与方形桩孔10的孔壁卡住。
本实施例中，刀片126的上端通过螺栓等紧固件与方形筒123的侧壁连接，
这样，当刀片126磨损后，则可以直接通过操作紧固件，进行刀片126的更换。
本实施例中，为了加强方形筒123的结构强度，在方形筒123的内腔中设
有内加强板，该内加强板布置在方形筒123相邻的两个侧壁之间，且内加强板
的两侧边分别与方形筒123相邻的两个侧壁连接，从而内加强板与方形筒123
相邻的两个侧壁之间围合形成三角区域，这样，由于方形筒123成方形状，从
而需要在方形筒123的内腔中布置四个内加强板，利用内加强板对整个方形筒
123的结构起到加固的作用。
另外，由于方形钻头12在钻进或提钻时，主要是方形钻头12的导向片124
与方形桩孔10的孔壁接触，且由于中性膨润土的特性，对方形钻头12的阻力
较大，虽然在较大的加压力下，方形钻头12可以完成钻进，但是对方形桩孔
10的孔壁影响较大，甚至会出现塌孔的现象，因此，在实际运用中，则需要将
导向片124的宽度适当减少。在本实施例中，内加强板与方形筒123相邻的两
个侧壁之间围合形成三角区域，这样，可以加大方形筒123的内腔中四个角落
处的排土空间，从而减少导向片124的宽度设置，节约成本，且有利于改善方
形钻头12的施工性能及效率。
方形钻头12在钻进时，上述的三角区域内容易堆积泥土，并且，随着钻进
深度的加深，泥土挤压密实后，会形成较大的阻力，造成方形钻头12钻进困难。
本实施例中，各内加强板的中部形成有缺口，该缺口贯穿内加强板的内表面及
外表面，这样，当三角区域中挤压泥土后，三角区域的泥土则可以通过缺口挤
出到方形筒123的内腔中，避免三角区域中形成泥土堆积密实状态，减少方形
钻头12钻进的阻力。
具体地，为了更便于三角区域中的泥土挤出，内加强板的缺口呈自上而下
条形延伸布置，从而配合方形钻头12钻进的方向，方便三角区域中的泥土挤出。
或者，缺口贯穿内加强板的上端及下端，将内加强板分为两半；或者，缺
口则形成在内加强板中，无需贯穿内加强板的上端及下端，具体设置可视需要
而定。
本实施例中，连接结构包括连接头122，该连接头122连接在方形筒123
上端的中心位置，这样，当连接头122与旋挖钻机的钻杆连接后，保证钻杆的
自重以及旋挖钻机的动力头的加压力可以作用在方形筒123的中心部位，从而
使得方形筒123受力均匀，可以实现平稳钻进或提钻。
为了加强连接头122与方形筒123的连接强度及稳固性，本实施例中，在
方形筒123上设置有上加强板121，该上加强板121呈竖立状连接在方形筒123
的上端，且其侧边与连接头122的外侧壁连接。
具体的，方形筒123的上端布置有多个上加强板121，该多个上加强板121
围绕连接头122外周，成环绕状布置。本实施例中，由于方形筒123呈方形状，
对应地，连接头122也呈方形桩，并且，在方形筒123上形成有四个上加强板
121，并且，加强板的布置在方形筒123上，沿着方形筒123上端面的对角线方
向延伸，加强板的侧边则连接在连接头122的侧边。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发
明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明
的保护范围之内。