CN102926379B - 地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，采用本发明所述的设备能一次施工六根水泥土搅拌桩，比传统的两轴钻机设备提高效率3倍以上。大幅减少人工成本，缩短工期三分之二，并减少了三分之二的搅拌桩接缝，提高了施工质量，降低施工成本。

Description

地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备

技术领域

本发明涉及岩土工程中对软弱土体加固和支护的水泥土搅拌桩机，特别涉及提高软土强度和基坑支护止水挡土领域的六轴水泥土搅拌桩的施工设备。

背景技术

在对软弱土层进行加固和基坑支护时，常常采用水泥浆与土体搅拌的方法，形成水泥土搅拌桩体，从而使软弱地基的强度和止水性有较大的提高。传统的单轴搅拌桩和两轴搅拌桩，在一定的范围内与三轴搅拌桩相比，具有水灰比小，置换土少，水泥掺量小，造价低等优点。但是，单轴搅拌桩或两轴搅拌桩，是一个或二个等直径的圆柱体交接而成，如图1所示，每根桩或每两根桩之间形成一个搭接缝，容易造成开叉和渗漏，这对水泥土搅拌墙的止水性有很大影响。对于单轴或二轴水泥土搅拌桩机，其功率较小，桩架稳定性差，桩机移动以人工加钢丝绳牵引，在施工中要频繁移机，占用大量的工作时间，影响施工效率，单轴搅拌桩或二轴搅拌桩，一次施工形成的水泥土搅拌桩数量小。针对以上问题，为了减少移机次数和搭接缝，降低施工成本和提高工效，提供一种一次形成多个水泥土搅拌桩的施工设备是地基加固和基坑支护领域的一种新需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，使用该设备可以提高工效，减少水泥土搅拌桩的搭接缝，提高水泥土搅拌桩的止水效果，减少劳动强度和降低施工成本。

地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，包括机架，其特征是，机架上设置有可以上下滑动的动力箱，动力箱内设有动力头，动力头连接六根钻杆，六根钻杆在同一竖直面上，竖直方向上相互平行，六根钻杆的转动方向相同或者部分不同；每根钻杆下部设置有搅拌叶片或刀片，相邻两个钻杆的搅拌叶片或刀片不在同一高度上，搅拌叶片或刀片径向长度为d，相邻钻杆的间距为D，d＞D/2；动力箱下部六根钻杆之间还间隔布置有竖向的三根中空管，中空管底部的开口位于钻杆搅拌叶片或刀片的上方；六根钻杆旋转同时形成相互搭接的六根水泥土搅拌桩。

三根中空管与六根钻杆布置在同一竖直面上，钻杆从左到右依次为第一钻杆、第二钻杆、第三钻杆、第四钻杆、第五钻杆、第六钻杆，三根中空管分别布置在第一钻杆和第二钻杆间、第三钻杆和第四钻杆间、第五钻杆和第六钻杆间。

三根中空管全部为喷浆管。

三根中空管部分为喷浆管，部分为喷气管。

所述钻杆为中空钻杆，内部设置有通道，钻杆底部设置有开孔。

机架上设置有竖向的轨道，动力箱上设置有滑槽，滑槽扣在轨道上上下滑动。

动力头包括若干个电机，电机输出轴驱动钻杆转动。

多个电机布置在同一水平线上。

多个电机布置在不同水平线上。

相邻钻杆之间的间距为200—1500mm。

搅拌叶片或刀片旋转直径为300-2000mm。

相邻两个钻杆的搅拌叶片或刀片不在同一高度上，相邻两个钻杆的搅拌叶片或刀片的径向长度相等或不等。

每个电机的功率为20KW以上，喷浆管的喷浆口直径5mm以上。

机架上设置有可以上下滑动的动力箱，动力箱内设有动力头，动力头连接钻杆，六根钻杆截面位于同一竖直面上，竖直方向上相互平行，六根钻杆的转动方向相同或者不同，所述钻杆下部设置有搅拌叶片或刀片；六根钻杆同时旋转形成相互搭接的六根水泥土搅拌桩；所述钻杆为中空钻杆，内部设置有通道，钻杆底部设置有开孔。

有益效果：本发明所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌机设备，能一次施工六根水泥土搅拌桩，比传统的两轴钻机设备提高效率3倍以上。大幅减少人工成本，缩短工期三分之二，并减少了三分之二的搅拌桩接缝，提高了施工质量，降低施工成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为现有二轴水泥土搅拌桩机成桩平面示意图。

图2为本发明所述的六轴水泥土搅拌桩机成桩平面示意图。

图3为本发明所述的六轴水泥土搅拌桩机的钻杆立面布置图。

图4为图3的侧面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参看图3和图4，在目前常用的单轴或双轴水泥土搅拌机的动力系统、钻杆，采用履带式或步履式桩架和行走驱动系统，将六根钻杆和搅拌头按搭接成一字排列，布置3根喷浆管，六根钻杆分别用六个动力装置驱动，在钻架的下端接一个导向架，分别给六根钻杆导向。

地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，包括机架，机架底座设置有行走履带，方便移动，机架上设置有六根钻杆，钻杆从左到右依次为第一钻杆1、第二钻杆2、第三钻杆3、第四钻杆4、第五钻杆5、第六钻杆6，六根钻杆一字成排布置，六根钻杆上部设置有六个用于驱动钻杆钻进的动力头10，六个动力头设置在一个可升降的动力箱内，动力箱设置在机架上，六根钻杆之间还间隔布置有喷浆管。

喷浆管，不仅可以喷射水泥浆，当需要时，可以变成喷气管，搅拌注浆时，进行喷气。

所述喷浆管为三根分别为7、8、9，三根喷浆管与六根钻杆布置在同一竖直面上，三根喷浆管分别布置在第一钻杆1和第二钻杆2之间、第三钻杆3和第四钻杆4之间、第五钻杆5和第六钻杆6之间。这样每根喷浆管两侧均有钻杆，喷浆管可以向两个钻杆搅拌的土层进行置换填充水泥浆。

喷浆管7、8、9的端部长度小于钻杆。因为钻杆前端设置有搅拌刀片或叶片，为了不干涉叶片旋转，喷浆管长度以不触及叶片旋转为度，并尽可能向下伸长。

动力头10包括一个电机，电机输出轴连接一个减速器，减速器连接钻杆。这样可以控制钻杆的转速，已达到需要的转速要求，且不会损伤电机。

进一步，在所述钻杆下部连接有搅拌头11，搅拌头上设置有叶片12。钻进过程中，搅拌头的叶片搅松土层，并与喷浆管喷出的水泥浆搅拌混合，形成水泥土搅拌桩/墙。相邻两个钻杆的搅拌叶片或刀片不在同一高度上，搅拌叶片或刀片径向长度为d，相邻钻杆的间距为D，d＞D/2。形成的搅拌桩相互搭接。

进一步的，所述钻杆为中空钻杆，内部设置有注浆通道，钻杆前端设置有喷浆孔。这样可以钻进过程中进行喷浆，或者上提钻杆时，喷浆。

相邻钻杆之间的间距为200—1500mm。搅拌叶片或刀片旋转直径为300—2000mm；每个电机的功率为20KW以上，喷浆管的喷浆口直径5mm以上。

这个尺寸可以保证相邻钻杆之间转动自由，不干涉，且成桩密集。成桩过程中动力充沛，成桩速度快效果好。成桩平面图见图2，一次可以成桩六个，大大提高了施工效率，缩短施工工期。

进一步，在所述的机架上设置有竖向的轨道，动力箱上设置有滑槽，滑槽扣在轨道上上下滑动。动力箱上部设置有起吊设备，起吊设备通过钢丝绳连接动力箱，钢丝绳带动动力箱上升或者下降。

动力箱内部的动力头，可以一字成排布置，但是当电机尺寸较大，一字成排布置，会导致相邻钻杆间距过大时，动力头需要间隔上下布置，以减小相邻钻杆之间间隔尺寸。

另一种地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，包括机架，其特征是，机架上设置有可以上下滑动的动力箱，动力箱内设有动力头，动力头连接六根钻杆，六根钻杆在同一竖直面上，竖直方向上相互平行，六根钻杆的转动方向相同或者部分不同；每根钻杆下部设置有搅拌叶片或刀片，相邻两个钻杆的搅拌叶片或刀片不在同一高度上，搅拌叶片或刀片径向长度为d，相邻钻杆的间距为D，d＞D/2；六根钻杆同时旋转形成相互搭接的六根水泥土搅拌桩；所述钻杆为中空钻杆，内部设置有通道，钻杆底部设置有开孔。

所述钻杆内部的通道全部为喷浆通道。

所述钻杆内部的通道部分为喷浆通道，部分为喷气通道。

该种设备是，取消了原来设备中的喷浆管，直接在利用钻杆的中空通道进行喷浆或者喷气。

施工具体过程如下：

1、测量定位；一次测量定位的范围达6根，减少了定位的时间。

2、移动桩机到位，采用履带式或步履式桩架和行走装置，移机快速且安全，减少了常规二轴搅拌桩机移机的劳动强度和占用的时间。

3、六个搅拌头同时入土搅拌土体；

4、通过钻轴中空管压注入水泥浆；

5、一边搅拌一边喷注水泥浆体；

6、一次形成六根水泥土搅拌桩体，相互搭接200mm,六根水泥土搅拌桩体之间实现无缝连续，这将提高工效达3倍以上。

通过六轴水泥土搅拌机设备，能一次施工六根水泥土搅拌桩，同时第二幅水泥泥桩实行套打，则可实现无缝搭接，减少了原单轴或二轴水泥土搅拌桩形成的多道接缝，提高了施工效率，减少了用工量，能使施工工期缩短三分之二以上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，包括机架，其特征是，机架上设置有可以上下滑动的动力箱，动力箱内设有动力头，动力头连接六根钻杆，所述钻杆为中空钻杆，内部设置有通道，钻杆底部设置有开孔；六根钻杆在同一竖直面上，竖直方向上相互平行，六根钻杆的转动方向相同或者部分不同，相邻钻杆之间的间距为200—1500mm；每根钻杆下部设置有搅拌叶片或刀片，相邻两个钻杆的搅拌叶片或刀片不在同一高度上，搅拌叶片或刀片径向长度为d，相邻钻杆的间距为D，d＞D/2，搅拌叶片或刀片旋转直径为300—2000mm；动力箱下部六根钻杆之间还间隔布置有竖向的三根中空管，中空管底部的开口位于钻杆搅拌叶片或刀片的上方；六根钻杆旋转同时形成相互搭接的六根水泥土搅拌桩。

2.根据权利要求1所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，其特征是，三根中空管与六根钻杆布置在同一竖直面上，钻杆从左到右依次为第一钻杆、第二钻杆、第三钻杆、第四钻杆、第五钻杆、第六钻杆，三根中空管分别布置在第一钻杆和第二钻杆间、第三钻杆和第四钻杆间、第五钻杆和第六钻杆间，三根中空管可转动或不转动。

3.根据权利要求2所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，其特征是，三根中空管全部为喷浆管，喷浆管的喷浆口直径5mm以上。

4.根据权利要求2所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，其特征是，三根中空管部分为喷浆管，部分为喷气管。

5.根据权利要求1所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，其特征是，机架上设置有竖向的轨道，动力箱上设置有滑槽，滑槽扣在轨道上上下滑动。

6.根据权利要求1所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，其特征是，动力头包括若干个电机，电机输出轴驱动钻杆转动，每个电机的功率为20KW以上。

7.根据权利要求6所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，其特征是，多个电机布置在同一水平线上。

8.根据权利要求6所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，其特征是，多个电机布置在不同水平线上。

9.根据权利要求1所述的地基加固或基坑支护用六轴水泥土搅拌桩施工设备，其特征是，相邻两个钻杆的搅拌叶片或刀片的径向长度相等或不等。