CN101413268B - 一种大角度摆喷高压喷射注浆机械及其工法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大角度摆喷高压喷射注浆机械及其工法，包括钻杆、动力传动机构、桩架、泵送系统和钻头，所述的动力传动机构通过连杆将主动轮和被动轮连接在一起，通过大角度摆喷机构，实现了大角度摆喷成桩工法，从而取消了常规三管旋喷桩机复杂的水接头，扩大了旋喷桩机喷射材料的种类，如喷射水泥砂浆、水泥粉等。
Description
技术领域
本发明涉及一种地基处理施工机械及工法，尤其是一种大角度摆喷高压喷射注浆机械及其工法。
背景技术
现有的高压喷射注浆法施工主要有两种工艺，分别是旋喷和摆喷。旋喷用于成桩，其目的主要是用于承载。它是通过动力装置带动旋喷桩机钻杆转动，从而实现钻头360度旋转喷射成桩。摆喷用于成墙，其目的主要用于防渗。它是通过单连杆机构实现钻杆小角度摆动，从而带动钻头小角度摆动喷射成墙，但摆动的角度只能小于等于90度。
如图1所示，现有技术的360度旋喷桩机由水接头21、钻杆1、卡瓦2、被动轮轴4、被动齿轮25、垫片6、支承座7、单出水管钻头18、平键12、主动齿轮20、主动轴14、蜗杆减速器15、电机17主要部分组成，构成一个直齿轮系。
主动齿轮20通过平键12和主动轴14连接，并和被动齿轮25咬合。被动齿轮25上通过焊接固定有卡瓦2形成一体整体，该整体固定在支承座7上，可以作水平方向的旋转。卡瓦2起到固定钻杆1的作用，钻杆1上端连接水接头21，下端连接单出水管钻头18。
涡轮蜗杆减速器15在电机17的带动下旋转，并带动主动轴14旋转；主动齿轮20在主动轴14的带动下做圆周运动。被动齿轮25和主动齿轮20咬合，所以被动齿轮25将作旋转动作，两个齿轮互为反向旋转。被动齿轮25带动卡瓦2与钻杆1发生旋转动作。当主动齿轮20旋转了360度时，被动齿轮25也完成了360度的旋转，此时一个周期完毕，形成360度旋喷动作。
现有的旋喷桩机，由于钻杆1转动，为了防止钻杆1中的喷浆、喷水、喷气管绞在一起，通常通过水接头21连接的，但是，水接头21机构复杂，耐久性差，对喷射材料的适应性不强，当采用水泥砂浆和水泥粉时，容易产生堵管、喷射不畅等问题，限制了旋喷桩采用水泥砂浆和水泥粉等材料的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，使用寿命长的大角度摆喷高压喷射注浆机械，从而取消结构复杂，使用寿命短，对喷射材料适用性不强的水接头装置，实现大角度摆喷成桩工艺。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，包括钻杆、动力传动机构、桩架、泵送系统和钻头，所述的动力传动机构包括电动机、涡轮蜗杆减速器、主动轮轴、主动轮、被动轮轴、被动轮、卡瓦、支承座，电动机和涡轮蜗杆减速器通过皮带连接，涡轮蜗杆减速器固定在桩机上，从涡轮蜗杆减速器的垂直方向上延伸出一个主动轴；主动轴上固定有主动轮，主动轮上设置有光滑的主动轮孔，主动轮孔中放置能在主动轮孔中自由旋转的第一销子，被动轴上固定有被动轮，被动轮上设置有光滑的被动轮孔，被动轮孔中放置能在被动轮孔中自由旋转的第二销子，主动轮的圆心到主动轮孔圆心的距离比被动轮的圆心到被动轮孔圆心的距离略小或相等，第一销子和第二销子通过连杆连接在一起，主动轮与被动轮的中心距为机架长度，连杆下方的第一销子和第二销子的中心距加上被动轮的圆心到被动轮孔圆心的距离之和大于等于机架长度加上主动轮的圆心到主动轮孔圆心的距离之和，钻杆的下方安装有双出水管钻头。
所述连杆为半圆环形。
所述连杆、第一销子和第二销子一体形成。
所述钻头上的喷嘴不少于两个，且互相对应。
所述被动轮孔靠近被动轮的外侧边缘；所述主动轮孔靠近主动轮的外侧边缘。
所述的大角度摆喷高压喷射注浆机械的工法，当主动轮的圆心到主动轮孔圆心的距离比被动轮的圆心到被动轮孔圆心的距离略小，注浆机械钻头进行小于180度摆喷，所成桩为异型桩；主动轮的圆心到主动轮孔圆心的距离与被动轮的圆心到被动轮孔圆心的距离相等，实现注浆机械钻头180度摆喷，所成桩为圆柱型。
本发明的有益效果是：
1)实现了高压喷射注浆机械大角度摆喷成桩工艺。
2)取消了结构复杂的水接头。
3)扩大了高压喷射注浆法喷射材料的种类，如：喷射水泥砂浆和水泥粉等。
4)大角度摆喷装置结构简单，使用寿命长。
附图说明
图1是现有技术的360度成桩的高压喷射注浆机械的结构图。
图2是本发明大角度摆喷高压喷射注浆机械的结构图。
图3是图2的平面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图2、3所示，本发明的大角度摆喷高压喷射注浆机械，包括钻杆1、动力传动机构、桩架、泵送系统和钻头，所述的动力传动机构包括电动机17、涡轮蜗杆减速器15、主动轮轴14、主动轮9、被动轮轴4、被动轮5、卡瓦2、支承座7，电动机17和涡轮蜗杆减速器15通过皮带16连接，涡轮蜗杆减速器15固定在桩机上，从涡轮蜗杆减速器15的垂直方向上延伸出一个主动轴14；主动轴14上固定有主动轮9，靠近主动轮9的外侧边缘上设置有光滑的主动轮孔，主动轮孔中放置能在主动轮孔中自由旋转的第一销子11，被动轴4上固定有被动轮5，靠近被动轮5的外侧边缘上设置有光滑的被动轮孔，被动轮孔中放置能在被动轮孔中自由旋转的第二销子13，主动轮9的圆心到主动轮孔圆心的距离比被动轮5的圆心到被动轮孔圆心的距离略小或相等，第一销子11和第二销子13通过连杆10连接在一起，主动轮9与被动轮5的中心距为机架长度，连杆10下方的第一销子11和第二销子13的中心距加上被动轮5的圆心到被动轮孔圆心的距离之和大于等于机架长度加上主动轮9的圆心到主动轮孔圆心的距离之和，钻杆1的下方安装有双出水管钻头8。
本实施例中连杆10为半圆环形，是为了使连杆10在钻杆1转动时二者不互相干扰。连杆10、第一销子11和第二销子13一体形成。所述钻头8上的喷嘴不少于两个，且互相对应，本实施例为2个。
大角度摆喷高压喷射注浆机械的工法：当主动轮9的圆心到主动轮孔圆心的距离比被动轮5的圆心到被动轮孔圆心的距离略小，注浆机械钻头进行小于180度摆喷，所成桩为异型桩；主动轮9的圆心到主动轮孔圆心的距离与被动轮5的圆心到被动轮孔圆心的距离相等，实现注浆机械钻头180度摆喷，所成桩为圆柱型。
具体地说：所述的大角度摆喷高压喷射注浆机械，由电动机17，涡轮蜗杆减速器15、主动轮轴14、主动轮9、连杆10、被动轮轴4、被动轮5、卡瓦2、支承座7、钻杆1、双出水管钻头8、第一销子11、第一销子13、平键12、皮带16等主要部分组成。其中，电动机17和涡轮蜗杆减速器15通过皮带16连接，涡轮蜗杆减速器15固定在桩机上，从涡轮蜗杆减速器15的垂直方向上延伸出一个主动轴14；主动轴14上固定有主动轮9，主动轮9通过平键12和主动轴9连接；主动轮9上打有光滑的孔，孔中放置可以自由旋转的第一销子11，此销子作用为连接连杆10、传递动力；连杆10另一端也通过另外一个可以自由旋转的第二销子13和被动轮5相连接；被动轮5上安装卡瓦2，此卡瓦2和被动轮5通过焊接的方式整合到一起，并配合到支承座7上，被动轮5下方安装有垫片6，起支承作用。卡瓦2成环形抱紧姿势，内部包括2个进给螺栓3、2个滑块型夹具19。另外，钻杆1的下方安装有双出水管钻头8。
本装置应用的原理为四杆机构原理。表述如下：电动机17转动，通过皮带16带动涡轮蜗杆减速器15转动，涡轮蜗杆减速器15旋转则带动主动轮轴14旋转。旋转动作为连续的圆周运动。如图3所示位置为该机构的初始状态。当主动轮在主动轮轴14的带动下开始旋转时，销子连杆机构将起到传递动力的作用，因此，此时被动轮5也开始发生旋转动作。由于主动轮9半径近乎与被动轮5半径相当，当主动轮9旋转180度时，被动轮5也旋转了近180度。主动轮9继续按原始方向旋转，被动轮5在连杆10的拉动下，被迫换向，开始向相反方向旋转，当主动轮9旋转360度时，被动轮5也回到初始位置。这个动作，就是180度大角度摆喷动作的一个周期。如此反复，便形成连续的180度大角度摆喷动作。
被动轮5的180度摆动，带动钻杆1上的钻头8进行180度摆动，钻头8上两个喷嘴对称排列，从而实现了钻头180度摆动旋喷成桩。
当主动轮9的圆心到主动轮孔圆心的距离比被动轮5的圆心到被动轮孔圆心的距离略小，注浆机械钻头进行小于180度摆喷，所成桩为异型桩；主动轮9的圆心到主动轮孔圆心的距离与被动轮5的圆心到被动轮孔圆心的距离相等，实现注浆机械钻头180度摆喷，所成桩为圆柱型。
本发明在安装了大角度摆喷机构的条件下，实现了摆喷旋喷桩成桩工法，从而取消了常规三管旋喷桩机复杂的水接头，扩大了旋喷桩机喷射材料的种类，如喷射水泥砂浆、水泥粉等。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (6)
1.一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，包括钻杆(1)、动力传动机构、桩架、泵送系统和钻头，所述的动力传动机构包括电动机(17)、涡轮蜗杆减速器(15)、主动轮轴(14)、主动轮(9)、被动轮轴(4)、被动轮(5)、卡瓦(2)、支承座(7)，其特征在于，电动机(17)和涡轮蜗杆减速器(15)通过皮带(16)连接，涡轮蜗杆减速器(15)固定在桩机上，从涡轮蜗杆减速器(15)的垂直方向上延伸出一个主动轴(14)；主动轴(14)上固定有主动轮(9)，在主动轮(9)上设置有光滑的主动轮孔，主动轮孔中放置能在主动轮孔中自由旋转的第一销子(11)，被动轴(4)上固定有被动轮(5)，被动轮(5)上设置有光滑的被动轮孔，被动轮孔中放置能在被动轮孔中自由旋转的第二销子(13)，主动轮(9)的圆心到主动轮孔圆心的距离比被动轮(5)的圆心到被动轮孔圆心的距离略小或相等，第一销子(11)和第二销子(13)通过连杆(10)连接在一起，主动轮(9)与被动轮(5)的中心距为机架长度，连杆(10)下方的第一销子(11)和第二销子(13)的中心距加上被动轮(5)的圆心到被动轮孔圆心的距离之和大于等于机架长度加上主动轮(9)的圆心到主动轮孔圆心的距离之和，钻杆(1)的下方安装有双出水管钻头(8)。
2.根据权利要求1所述的大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于，所述连杆(10)为半圆环形。
3.根据权利要求1所述的大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于，所述连杆(10)、第一销子(11)和第二销子(13)一体形成。
4.根据权利要求1所述的大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于，所述钻头(8)上的喷嘴不少于两个，且互相对应。
5.根据权利要求1所述的大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于，所述被动轮孔靠近被动轮(5)的外侧边缘；所述主动轮孔靠近主动轮(9)的外侧边缘。
6.权利要求1所述的大角度摆喷高压喷射注浆机械的工法，其特征在于，当主动轮(9)的圆心到主动轮孔圆心的距离比被动轮(5)的圆心到被动轮孔圆心的距离略小，注浆机械钻头进行小于180度摆喷，所成桩为异型桩；主动轮(9)的圆心到主动轮孔圆心的距离与被动轮(5)的圆心到被动轮孔圆心的距离相等，实现注浆机械钻头180度摆喷，所成桩为圆柱型。
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