本發(fā)明涉及建筑工程混凝土檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種擴(kuò)孔鉆頭、混凝土修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、在建筑工程中，混凝土實(shí)體的質(zhì)量無(wú)疑是衡量工程優(yōu)劣的關(guān)鍵要素，其中，混凝土強(qiáng)度指標(biāo)占據(jù)著至關(guān)重要的地位。當(dāng)對(duì)混凝土實(shí)體質(zhì)量存有疑慮時(shí)，鉆芯取樣法作為一種直接且有效的檢測(cè)手段，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際操作中。鉆芯取樣法是利用混凝土鉆芯機(jī)，直接從結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上鉆取圓柱形混凝土芯樣，按有關(guān)規(guī)范加工處理后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，根據(jù)芯樣的抗壓強(qiáng)度推定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的一種局部微破損現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法。

2、然而，必須指出的是，鉆芯法在實(shí)施過(guò)程中會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞，針對(duì)檢測(cè)后產(chǎn)生的圓柱形空洞，多數(shù)施工單位往往采取隨意澆筑混凝土的方式進(jìn)行修補(bǔ)，這種做法不可避免地會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能、抗?jié)B性能及耐久性能造成負(fù)面影響。

3、特別是在隧道工程中，針對(duì)二次襯砌拱腰以上的結(jié)構(gòu)部分，由于隧道長(zhǎng)期處于震動(dòng)環(huán)境中，采用上述修補(bǔ)方法填充的混凝土極易出現(xiàn)脫落、掉塊等現(xiàn)象，這不僅對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，更嚴(yán)重的是，它直接影響到行車安全，對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了潛在的風(fēng)險(xiǎn)。因此，針對(duì)這一問題，亟待尋求更為科學(xué)、合理的解決方案，以確保混凝土結(jié)構(gòu)的完整性與安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服對(duì)混凝土實(shí)體進(jìn)行常規(guī)鉆芯取樣法檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)后產(chǎn)生的圓柱形空洞往往直接澆筑混凝土修補(bǔ)，極易出現(xiàn)脫落、掉塊等現(xiàn)象，存在較大的安全隱患的不足，提供一種擴(kuò)孔鉆頭、混凝土修復(fù)方法。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種擴(kuò)孔鉆頭，包括安裝座、至少兩個(gè)鉆臂以及至少兩個(gè)撐桿；所述鉆臂的一端與所述安裝座鉸接，所述鉆臂與所述安裝座的鉸接點(diǎn)之間設(shè)置固定管，所述固定管滑動(dòng)連接定位棒，所述撐桿的一端與所述定位棒鉸接，所述撐桿的另外一端與所述鉆臂鉸接。

3、本發(fā)明提供的擴(kuò)孔鉆頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，定位棒與固定管滑動(dòng)連接，固定管又與安裝座固定連接，使得定位棒能夠在固定管的引導(dǎo)下移動(dòng)；又鉆臂與安裝座和撐桿鉸接，撐桿又與定位棒鉸接，使得定位棒沿固定管移動(dòng)時(shí)，例如定位棒朝向遠(yuǎn)離安裝座的方向移動(dòng)能夠帶動(dòng)鉆臂收縮直至鉆臂完全收起，或者定位棒朝向安裝座的方向移動(dòng)能夠帶動(dòng)鉆臂張開。這樣擴(kuò)孔鉆頭在使用時(shí)可以通過(guò)按壓定位棒靈活調(diào)整鉆臂角度，能夠根據(jù)實(shí)際修補(bǔ)需求對(duì)擴(kuò)孔孔徑大小進(jìn)行精準(zhǔn)控制，適應(yīng)不同大小與深度的取芯孔修補(bǔ)場(chǎng)景。在鉆芯取樣后形成的圓柱形空洞內(nèi)形成內(nèi)寬外窄的喇叭口，在之后向擴(kuò)孔后的取芯孔內(nèi)灌注混凝土能夠像榫頭一樣嵌入到原有混凝土中，而原有混凝土則起到卯眼的作用。這種榫卯式的連接增加了兩者之間的咬合力，極大地提高了新舊混凝土的結(jié)合能力，確保修補(bǔ)后的區(qū)域不易分離。

4、優(yōu)選地，所述安裝座包括取芯機(jī)連接部和與所述取芯機(jī)連接部連接的護(hù)罩，所述取芯機(jī)連接部用于與取芯機(jī)連接，所述鉆臂的至少一端位于所述護(hù)罩內(nèi)，所述鉆臂通過(guò)第一穿軸與所述護(hù)罩鉸接。

5、安裝座包括取芯機(jī)連接部和護(hù)罩，取芯機(jī)連接部便于擴(kuò)孔鉆頭與取芯機(jī)快速連接，例如二者可以是螺紋連接，法蘭連接或快速接頭連接等；護(hù)罩一方面將鉆臂的一部分包裹在內(nèi)部，有效防止外界灰塵、碎屑及混凝土顆粒進(jìn)入鉆頭關(guān)鍵部件區(qū)域，減少因磨損或卡滯導(dǎo)致的部件故障；另一方面護(hù)罩的設(shè)置也能避免高速運(yùn)轉(zhuǎn)的鉆臂直接暴露，減少操作人員與高速部件直接接觸的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提升設(shè)備使用的安全性。

6、優(yōu)選地，所述固定管與所述取芯機(jī)連接部連通，所述固定管開設(shè)至少一個(gè)噴水孔。

7、鉆芯過(guò)程中，鉆頭與混凝土高速摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量，通過(guò)將固定管與取芯機(jī)連接部連通，并在固定管開設(shè)噴水孔，使得固定管兼做噴水管，水經(jīng)取芯機(jī)、取芯機(jī)連接部、固定管至噴水孔噴出，可以有效降低鉆頭及其周圍區(qū)域的溫度，防止鉆頭因過(guò)熱而發(fā)生性能下降或損壞，保護(hù)鉆頭的切削刃，延長(zhǎng)使用壽命。

8、優(yōu)選地，所述定位棒朝向所述安裝座的方向滑動(dòng)時(shí)，所述鉆臂對(duì)稱張開；所述定位棒朝向遠(yuǎn)離所述安裝座的方向滑動(dòng)時(shí)，所述鉆臂對(duì)稱收縮。

9、通過(guò)滑動(dòng)定位棒即可實(shí)現(xiàn)鉆臂的張開或收縮，操作直觀，無(wú)需復(fù)雜的操作工具或額外的動(dòng)力裝置，降低了施工難度；定位棒控制鉆臂的對(duì)稱張開和收縮，保證了鉆臂動(dòng)作的同步性，從而確保鉆頭擴(kuò)孔時(shí)形成的孔形準(zhǔn)確，喇叭口的內(nèi)寬外窄特性保持均勻。

10、優(yōu)選地，所述鉆臂的外壁為弧形結(jié)構(gòu)。

11、弧形結(jié)構(gòu)的鉆臂能夠有效降低鉆臂在旋轉(zhuǎn)擴(kuò)孔時(shí)的摩擦阻力，使鉆頭在混凝土中鉆進(jìn)或擴(kuò)孔時(shí)更加順暢，從而提高施工效率。

12、優(yōu)選地，所述鉆臂的外壁設(shè)置若干切削凸起。

13、切削凸起在鉆臂旋轉(zhuǎn)時(shí)能形成多個(gè)切削點(diǎn)，減小單次切削阻力，提高擴(kuò)孔速度。凸起的設(shè)計(jì)能夠快速破碎混凝土表面，提高擴(kuò)孔效率，特別是在高強(qiáng)度混凝土中表現(xiàn)尤為顯著。

14、在第二方面，本發(fā)明提供一種混凝土修復(fù)方法，使用上述擴(kuò)孔鉆頭，包括以下步驟：

15、s1：將安裝座與取芯機(jī)連接，移動(dòng)擴(kuò)孔鉆頭直至定位棒與取芯孔底接觸時(shí)停止移動(dòng)；

16、s2：?jiǎn)?dòng)取芯機(jī)，朝取芯孔底方向繼續(xù)移動(dòng)擴(kuò)孔鉆頭，鉆臂逐漸張開切削取芯孔壁，使取芯孔形成取芯孔底直徑大于取芯孔口直徑的喇叭口結(jié)構(gòu)；

17、s3：移除擴(kuò)孔鉆頭，完成取芯孔擴(kuò)孔；

18、s4：向擴(kuò)孔后的取芯孔內(nèi)裝入喇叭鋼筋籠，所述喇叭鋼筋籠包括柱形部和與所述柱形部連接的喇叭部，所述柱形部的直徑小于取芯孔口直徑，所述喇叭部與擴(kuò)孔后形成的喇叭口結(jié)構(gòu)匹配；

19、s5：向取芯孔內(nèi)注入比原混凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)別的混凝土，完成取芯孔處混凝土修復(fù)。

20、本發(fā)明提供的混凝土修復(fù)方法，使用擴(kuò)孔鉆頭將取芯孔擴(kuò)形成內(nèi)(孔底附近)寬外(孔口附近)窄的喇叭口結(jié)構(gòu)，新澆筑的混凝土能夠像榫頭一樣嵌入到原有混凝土中，而原有混凝土則起到卯眼的作用，大幅提高了新舊混凝土之間的咬合力，形成機(jī)械嵌合，顯著增強(qiáng)了結(jié)合強(qiáng)度，避免傳統(tǒng)方法中因平直接口而導(dǎo)致的新舊混凝土易分離或開裂問題，確保修補(bǔ)區(qū)域更加牢固、穩(wěn)定；

21、在擴(kuò)孔后的取芯孔內(nèi)裝入喇叭鋼筋籠，安裝時(shí)可以使用扎帶捆綁收緊喇叭部，待喇叭部進(jìn)入擴(kuò)孔后形成的喇叭口結(jié)構(gòu)內(nèi)，剪斷扎帶使喇叭部與喇叭口結(jié)構(gòu)匹配。喇叭鋼筋籠的加入能夠與新澆注的混凝土形成良好的結(jié)合。修復(fù)過(guò)程中，當(dāng)新的混凝土注入取芯孔后，能夠形成穩(wěn)固的鋼筋籠和混凝土的連接，增強(qiáng)了鋼筋與混凝土的結(jié)合力，避免了修復(fù)混凝土和原結(jié)構(gòu)之間的分離問題，提升了混凝土的抗拉、抗剪和抗彎性能，從而提高修復(fù)區(qū)域的耐久性；

22、灌注高強(qiáng)度混凝土(比原混凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí))，具體的例如可以是自流平微膨脹細(xì)石混凝土，進(jìn)一步增強(qiáng)修補(bǔ)區(qū)域的強(qiáng)度和抗沖擊性。

23、優(yōu)選地，s2中，待喇叭口寬口直徑大于取芯孔孔口直徑2cm～3cm時(shí)，關(guān)閉取芯機(jī)。

24、通過(guò)在喇叭口寬口直徑大于取芯孔孔口直徑2～3厘米時(shí)停止擴(kuò)孔，可以精準(zhǔn)控制擴(kuò)孔的程度，確保孔口形成符合設(shè)計(jì)要求的喇叭口結(jié)構(gòu)。這個(gè)精確的控制避免了進(jìn)一步擴(kuò)孔可能引起的過(guò)度切削或不均勻切削，保證了修復(fù)過(guò)程中孔口形狀的均勻性和穩(wěn)定性。

25、優(yōu)選地，所述喇叭鋼筋籠還包括止水條，所述止水條套設(shè)于所述柱形部，所述止水條的直徑與取芯孔孔口直徑匹配。

26、在柱形部套設(shè)止水條，例如可以是環(huán)形膨脹止水條，提高了修補(bǔ)處的防水性能，有效阻止水分滲透，保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受侵蝕，增強(qiáng)了修補(bǔ)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

27、優(yōu)選地，所述喇叭部遠(yuǎn)離所述柱形部的一端向外彎折形成折彎端頭，s4中，所述喇叭鋼筋籠裝入擴(kuò)孔后的取芯孔內(nèi)后，所述折彎端頭與取芯孔壁抵接。

28、向外彎折的折彎端頭使得喇叭部的其他位置不與取芯孔壁接觸，為后續(xù)灌注混凝土提供了空間，在混凝土灌注過(guò)程中，混凝土能夠充分流入鋼筋籠周圍的空間，避免了鋼筋籠與孔壁接觸造成的灌注不均勻問題，使得喇叭鋼筋籠與混凝土形成更為緊密的結(jié)合，提高混凝土修復(fù)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

30、1.本發(fā)明提供的擴(kuò)孔鉆頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，定位棒與固定管滑動(dòng)連接，固定管又與安裝座固定連接，使得定位棒能夠在固定管的引導(dǎo)下移動(dòng)；又鉆臂與安裝座和撐桿鉸接，撐桿又與定位棒鉸接，使得定位棒沿固定管移動(dòng)時(shí)，例如定位棒朝向遠(yuǎn)離安裝座的方向移動(dòng)能夠帶動(dòng)鉆臂收縮直至鉆臂完全收起，或者定位棒朝向安裝座的方向移動(dòng)能夠帶動(dòng)鉆臂張開。這樣擴(kuò)孔鉆頭在使用時(shí)可以通過(guò)按壓定位棒靈活調(diào)整鉆臂角度，能夠根據(jù)實(shí)際修補(bǔ)需求對(duì)擴(kuò)孔孔徑大小進(jìn)行精準(zhǔn)控制，適應(yīng)不同大小與深度的取芯孔修補(bǔ)場(chǎng)景；

31、2.本發(fā)明提供的擴(kuò)孔鉆頭，能夠在鉆芯取樣后形成的圓柱形空洞內(nèi)形成內(nèi)寬外窄的喇叭口，在之后向擴(kuò)孔后的取芯孔內(nèi)灌注混凝土能夠像榫頭一樣嵌入到原有混凝土中，而原有混凝土則起到卯眼的作用。這種榫卯式的連接增加了兩者之間的咬合力，極大地提高了新舊混凝土的結(jié)合能力，確保修補(bǔ)后的區(qū)域不易分離。

32、3.本發(fā)明提供的混凝土修復(fù)方法，使用擴(kuò)孔鉆頭將取芯孔擴(kuò)形成內(nèi)(孔底附近)寬外(孔口附近)窄的喇叭口結(jié)構(gòu)，新澆筑的混凝土能夠像榫頭一樣嵌入到原有混凝土中，而原有混凝土則起到卯眼的作用，大幅提高了新舊混凝土之間的咬合力，形成機(jī)械嵌合，顯著增強(qiáng)了結(jié)合強(qiáng)度，避免傳統(tǒng)方法中因平直接口而導(dǎo)致的新舊混凝土易分離或開裂問題，確保修補(bǔ)區(qū)域更加牢固、穩(wěn)定；

33、4.本發(fā)明提供的混凝土修復(fù)方法，在擴(kuò)孔后的取芯孔內(nèi)裝入喇叭鋼筋籠，安裝時(shí)可以使用扎帶捆綁收緊喇叭部，待喇叭部進(jìn)入擴(kuò)孔后形成的喇叭口結(jié)構(gòu)內(nèi)，剪斷扎帶使喇叭部與喇叭口結(jié)構(gòu)匹配。喇叭鋼筋籠的加入能夠與新澆注的混凝土形成良好的結(jié)合。修復(fù)過(guò)程中，當(dāng)新的混凝土注入取芯孔后，能夠形成穩(wěn)固的鋼筋籠和混凝土的連接，增強(qiáng)了鋼筋與混凝土的結(jié)合力，避免了修復(fù)混凝土和原結(jié)構(gòu)之間的分離問題，提升了混凝土的抗拉、抗剪和抗彎性能，從而提高修復(fù)區(qū)域的耐久性；灌注高強(qiáng)度混凝土(比原混凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí))，具體的例如可以是自流平微膨脹細(xì)石混凝土，進(jìn)一步增強(qiáng)修補(bǔ)區(qū)域的強(qiáng)度和抗沖擊性。