CN103882861B - 梅花形多轴水泥搅拌钻杆及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于水泥搅拌桩梅花形桩基成形的梅花形多轴水泥搅拌钻杆及施工方法，包括多轴钻杆，所述多轴钻杆呈梅花形分布，多轴钻杆中的多根钻杆的头部分别与动力输出端连接。优点：一是梅花形分布的多轴钻杆钻孔所形成多瓣相互连通的梅花形梅花桩孔及梅花形梅花桩，该多瓣柱形梅花形梅花搅拌桩的多瓣桩基与多瓣桩身之间形成觕角之撑，不仅提高了桩基的稳定性，而且多瓣梅花形梅花桩身又极大地增大了桩身与土层之间的接触面积，不仅提高了桩的承载能力，而且增强了桩身的稳定性；二是既实现了多轴钻杆中多根钻杆同时开钻，又实现了多轴钻杆中多根钻杆根据地质条件组合交替开钻或依次交替、交错开钻，从而达到穿岩或破岩而过的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于水泥搅拌桩梅花形桩基成形的梅花形多轴水泥搅拌钻杆及施工方法，属水泥搅拌桩钻杆制造领域。
背景技术
CN102535450A、名称“一种五轴水泥土搅拌桩装置及施工方法”，该装置包括主机、卷扬机、导杆、钢丝绳、进浆口、动力头、变速箱、减速机、钻杆、中间支承架、下部支承架、带翼钻杆、抱箍、喷浆口、后台水泥浆搅拌系统，所述的卷扬机和导杆固定在主机上，所述的动力头通过钢丝绳连接导杆顶端滑轮，钢丝绳带动动力头上下升降，所述的动力头依次通过变速箱和减速机连接五根钻杆，五根钻杆中部设有中间支承架，下部设有下部支承架，各钻杆下端均连接有带翼钻杆，所述的带翼钻杆上设有抱箍，所述的进浆口设置在钻杆顶部，所述的后台水泥浆搅拌系统通过一存浆桶后连接进浆口，其特征在于，所述的装置还包括多功能钻头，该多功能钻头安装在带翼钻杆下端，多功能钻头上设有喷浆口。其施工方法包括以下步骤：(1)放样，根据施工图放出实样；(2)开沟槽，根据图纸要求开沟槽；(3)装置就位，将五轴水泥土搅拌桩装置移动到待施工位置；(4)起动后台水泥浆搅拌系统，然后把水泥浆送至存浆桶；(5)开启集成计算机，让计算机来控制预先设置的数据：每米下降速度、每米喷浆量、桩端设计标高、总喷浆量和总搅拌时间；(6)开启动力头驱动多功能钻头边搅拌边喷水泥浆，正转下沉到设计桩底标高，反转边喷浆边提钻至带翼钻杆长度，再正转边喷浆边向下钻至设计标高；其不足之处：一是由于该五根钻杆呈一字形排列，所成形的水泥搅拌桩为一字形排列，而一字形排列的水泥桩横向桩与桩之间有支撑力，而纵向则没有支撑力，不仅抗倾斜能力差，特别是在软土地带的抗倾斜的能力犹为差，而且在桩基的后期挖土施工中极易造成桩的大幅度倾斜及倒伏，进而造成建筑物的倾倒，危及人们的生命安全；二是由于动力驱动为一头输入、多头同排同步输出，无法实现五轴钻杆对岩石的破碎钻孔。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种能使成形的水泥搅拌桩既具有良好的抗倾斜力，在碰到粉砂土、豆砂土层时可分先后顺序控制钻杆，特别碰到岩层时可以用梅花钻的中心钻杆先开钻，然后分别分配其它钻杆的顺序，采用先后顺序排列大大减少了动力功率与钻杆的钢性要求，又能在桩基的后期挖土施工中不会造成桩的倾斜及倒伏的梅花形多轴水泥搅拌钻杆及施工方法。
设计方案：为了实现上述设计目的。本申请在背景技术的基础上：1、多轴钻杆呈梅花形分布的设计，是本发明的技术特征之一。这样设计的目的在于：由于多轴钻杆呈梅花形分布，并且梅花形分布的多轴钻杆之间的钻孔孔径半径之间相互重叠、形成多瓣相互连通的梅花形梅花桩孔，该多瓣相互连通的梅花形梅花桩孔所成形的搅拌桩，其梅花形梅花桩基中的多瓣桩身之间形成觕角之撑，提高了桩基的稳定性，而多瓣梅花形梅花桩身又极大地增大了桩身与土层之间的接触面积，不仅提高了桩的承载能力，而且增强了桩身的稳定性。2、动力输入端为二端、动力输出为多端时，动力输出端一端由一台动力机构通过齿轮减速机构直接驱动、动力输出端的其它端由另一台驱动机构通过齿轮传动机带动转动的设计，是本发明的技术特征之二。这样设计的目的在于：由于地质状况复杂，水泥搅拌桩钻孔成型桩时，难免遇到岩石，当遇到岩石时，如果多轴钻杆同时钻孔时，对岩石无法形成震破功效，造成钻孔失败；如果多轴钻杆中的一根钻杆或二根钻杆分别先后钻孔，则会形成震破功效，即在同等面的情况下各个击破，从而达到事半功倍的效果。3、（齿轮传动箱）动力输入端为多端时且多端齿轮传动箱的动力输入端分别与各自的动力机构连接的设计，是本发明的技术特征之三。这样做的目的在于：由于地质状况复杂，水泥搅拌桩钻孔成型桩时，当遇到花岗岩时，由于花岗岩的硬度大，如果采用多轴钻杆同时钻孔，对花岗岩石无法形成震破功效，而采用一轴钻杆和另外二根轴钻杆交替钻孔时，对花岗岩石产生的震破功效非常有限，不仅钻孔时间长、钻头磨损大、钻孔成本高，而且不可避免地会造成钻孔失败；如果多轴钻杆中的多根钻杆分别先后钻孔，则会形成极强的震破功效，即在同等面的情况下各个击破，从而达到事半功倍的效果。4、（齿轮传动箱）动力输入端为三端时、输出端为多端时，其多端输出端之间通齿轮传动机构带动转动的设计，是本发明的技术特征之四。这样做的目的在于：采用离合机构控制多根钻杆的工作与否，既能满足多根钻杆同时工作的需求，又能在遇到岩石的情况下，实现所设定的钻杆工作，其它钻杆不工作，或交替工作，从而实现交替开钻、钻孔与钻震破碎相结合，达到事半功倍的效果。5、多轴钻杆之间采用多轴间距定位器定位的设计，是本发明的技术特征之五。这样做的目的在于：由于多轴间距定位器为梅花形且梅花形的每个角为轴承座，该轴承座中的轴承内圈与多轴钻杆中的每根钻轴配合，既实现了对多轴梅花形钻杆中多轴定位，又确保了多轴的可靠、稳定转动。
技术方案1：一种梅花形多轴水泥搅拌钻杆，包括多轴钻杆，所述多轴钻杆呈梅花形分布，多轴钻杆中的多根钻杆的头部分别与动力输出端连接。
技术方案2：一种梅花形多轴水泥搅拌钻杆用于水泥搅拌桩的施工方法，在背景技术水泥搅拌桩施工方法的基础上：（1）梅花形分布的多轴钻杆通过齿轮传动箱由动力机构驱动正转或反转；（2）当多轴钻杆的钻头遇到岩石时，PLC控制器指令多轴钻杆中的一根或二根或三根主动动力驱动钻杆先行开钻或先行交错开钻，当钻到设定的深度后，PLC控制器指令该钻杆停止钻孔的同时，PLC控制器指令其钻杆同时开钻钻到接近先行开钻钻杆所钻深度时，PLC控制器指令该其它钻杆同时停止钻孔，并指令先行开钻的钻杆继续钻孔，以此类推，直至通过岩石；（3）当多轴钻杆的钻头遇到花岗岩石时，PLC控制器指令多轴钻杆中的一根或二根或三根主动动力驱动钻杆分别依次先后开钻，当第一根钻杆钻到设定的深度后，PLC控制器指令第一根钻杆停止钻孔的同时，PLC控制器指令第二根钻杆钻孔，当第二根钻杆钻孔同时接近第一根钻杆钻孔深度时，PLC控制器指令第二根钻杆停止钻孔同时，指令第三根钻杆钻孔，当第三根钻杆钻孔深度接近第二根钻杆钻孔深度时，PLC控制器指令其它钻杆同时钻孔，以此类推，直至通过花岗岩石。
本发明与背景技术相比，一是梅花形分布的多轴钻杆钻孔所形成多瓣相互连通的梅花形梅花桩孔及梅花形梅花桩，该多瓣柱形梅花形梅花搅拌桩的多瓣桩基与多瓣桩身之间形成觕角之撑，不仅提高了桩基的稳定性，而且多瓣梅花形梅花桩身又极大地增大了桩身与土层之间的接触面积，不仅提高了桩的承载能力，而且增强了桩身的稳定性；二是既实现了多轴钻杆中多根钻杆同时开钻，又实现了多轴钻杆中多根钻杆根据地质条件组合交替开钻或依次交替、交错开钻，从而达到穿岩或破岩而过的目的，产生了预想不到的技术效果。
附图说明
图1是梅花形多轴（六轴）水泥搅拌钻杆的主视结构示意图。
图2是多轴间距定位器的俯视结构示意图。
图3是梅花形多轴（八轴）水泥搅拌钻杆的主视结构示意图。
图4是梅花形多轴（九轴）水泥搅拌钻杆的主视结构示意图。
图5是五瓣梅花水泥搅拌桩的俯视结构示意图。
图6是偏长八瓣梅花水泥搅拌桩的俯视结构示意图。
图7是正方八瓣梅花水泥搅拌桩的俯视结构示意图。
具体实施方式
实施例1：参照附图1-4。一种梅花形多轴水泥搅拌钻杆，包括多轴钻杆1，多轴钻杆1中的每根钻杆2上均焊有搅拌齿4；所述多轴钻杆1呈梅花形分布，多轴钻杆中1的多根钻杆的头部分别与动力输出端3连接(如齿轮传动箱的多端)。所述多轴钻杆中每根钻杆2由一根或一根以上钻轴构成，钻轴与钻轴之间采用钻轴连接器5连接。所述多轴钻杆之间采用多轴间距定位器6定位。所述多轴间距定位器6为梅花形且梅花形的每个角为轴承座，钻轴与轴承座中的轴承7内圈相配合。
实施例2：在实施例1的基础上，动力输入端为多端时，多端分别与各自的动力机构的动力输出端连接。
实施例3：在实施例1的基础上，动力输入端为二端、动力输出为多端时，动力输出端一端由一台动力机构通过齿轮减速机构直接驱动、动力输出端的其它端由另一台驱动机构通过齿轮传动机带动转动。
实施例4：在实施例1的基础上，动力输入端为三端时、输出端为多端时，其多端输出端之间通齿轮传动机构带动转动。采用离合器实现多轴梅花形钻杆中钻杆间的动力结合或分离的技术及结构系现有技术，在此不作详细的叙述。
实施例5：参照附图5-7。在上述实施例的基础上，一种梅花形多轴水泥搅拌钻杆用于水泥搅拌桩的施工方法，在背景技术水泥搅拌桩施工方法的基础上：（1）梅花形分布的多轴钻杆通过齿轮传动箱由动力机构驱动正转或反转；（2）当多轴钻杆的钻头遇到岩石时，PLC控制器指令多轴钻杆中的一根或二根或三根主动动力驱动钻杆先行开钻或先行交错开钻，当钻到设定的深度后，PLC控制器指令该钻杆停止钻孔的同时，PLC控制器指令其钻杆同时开钻钻到接近先行开钻钻杆所钻深度时，PLC控制器指令该其它钻杆同时停止钻孔，并指令先行开钻的钻杆继续钻孔，以此类推，直至通过岩石；（3）当多轴钻杆的钻头遇到花岗岩石时，PLC控制器指令多轴钻杆中的一根或二根或三根主动动力驱动钻杆分别依次先后开钻，当第一根钻杆钻到设定的深度后，PLC控制器指令第一根钻杆停止钻孔的同时，PLC控制器指令第二根钻杆钻孔，当第二根钻杆钻孔同时接近第一根钻杆钻孔深度时，PLC控制器指令第二根钻杆停止钻孔同时，指令第三根钻杆钻孔，当第三根钻杆钻孔深度接近第二根钻杆钻孔深度时，PLC控制器指令其它钻杆同时钻孔，以此类推，直至通过花岗岩石，最后成形梅花桩8。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种梅花形多轴水泥搅拌钻杆，包括多轴钻杆(1)，其特征是：所述多轴钻杆(1)呈梅花形分布，多轴钻杆中的多根钻杆的头部分别与动力输出端连接，动力输出端一端由一台动力机构通过齿轮减速机构直接驱动、动力输出端的其它端由另一台驱动机构通过齿轮传动机带动转动。
2.根据权利要求1所述的梅花形多轴水泥搅拌钻杆，其特征是：所述多轴钻杆中每根钻杆(2)由一根或一根以上钻轴构成，钻轴与钻轴之间采用钻轴连接器(7)连接。
3.根据权利要求1所述的梅花形多轴水泥搅拌钻杆，其特征是：所述多轴钻杆之间采用多轴间距定位器(8)定位。
4.根据权利要求3所述的梅花形多轴水泥搅拌钻杆，其特征是：所述多轴间距定位器(8)为梅花形且梅花形的每个角为轴承座，钻轴与轴承座中的轴承(9)内圈相配合。
5.根据权利要求1所述的梅花形多轴水泥搅拌钻杆，其特征是：动力输入端为多端时，多端分别与各自的动力机构的动力输出端连接。
6.根据权利要求1所述的梅花形多轴水泥搅拌钻杆，其特征是：动力输入端为三端时、输出端为多端时，其多端输出端之间通过齿轮传动机构带动转动。
7.根据权利要求6所述的梅花形多轴水泥搅拌钻杆，其特征是：动力输出端之间通过离合器啮合或分离。
8.一种梅花形多轴水泥搅拌钻杆用于水泥搅拌桩的施工方法，包括1)放样，根据施工图放出实样；2)开沟槽，根据图纸要求开沟槽；3)装置就位，将水泥土搅拌桩装置移动到待施工位置；4)起动后台水泥浆搅拌系统，然后把水泥浆送至存浆桶；5)开启集成计算机，让计算机来控制预先设置的数据：每米下降速度、每米喷浆量、桩端设计标高、总喷浆量和总搅拌时间；6)开启动力头驱动多功能钻头边搅拌边喷水泥浆，正转下沉到设计桩底标高，反转边喷浆边提钻至带翼钻杆长度，再正转边喷浆边向下钻至设计标高，其特征是：梅花形分布的多轴钻杆通过齿轮传动箱由动力机构驱动正转或反转；当多轴钻杆的钻头遇到非花岗岩岩石时，PLC控制器指令多轴钻杆中的一根或二根或三根主动动力驱动钻杆先行开钻或先行交错开钻，当钻到设定的深度后，PLC控制器指令该钻杆停止钻孔的同时，PLC控制器指令其钻杆同时开钻钻到接近先行开钻钻杆所钻深度时，PLC控制器指令该其它钻杆同时停止钻孔，并指令先行开钻的钻杆继续钻孔，以此类推，直至通过岩石；当多轴钻杆的钻头遇到花岗岩石时，PLC控制器指令多轴钻杆中的一根或二根或三根主动动力驱动钻杆分别依次先后开钻，当第一根钻杆钻到设定的深度后，PLC控制器指令第一根钻杆停止钻孔的同时，PLC控制器指令第二根钻杆钻孔，当第二根钻杆钻孔同时接近第一根钻杆钻孔深度时，PLC控制器指令第二根钻杆停止钻孔同时，指令第三根钻杆钻孔，当第三根钻杆钻孔深度接近第二根钻杆钻孔深度时，PLC控制器指令其它钻杆同时钻孔，以此类推，直至通过花岗岩石。
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Denomination of invention: Quincunx multi shaft cement mixing drill pipe and its construction method Effective date of registration: 20211227 Granted publication date: 20160427 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Huzhou Lianshi Xiaowei franchise sub branch Pledgor: Zhejiang Zhaodi Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021330002677 |
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Date of cancellation: 20220617 Granted publication date: 20160427 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Huzhou Lianshi Xiaowei franchise sub branch Pledgor: Zhejiang Zhaodi Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021330002677 |
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Denomination of invention: Quincunx multiaxial cement mixing drill pipe and its construction method Effective date of registration: 20230707 Granted publication date: 20160427 Pledgee: Nanxun Rural Commercial Bank of Zhejiang, Limited by Share Ltd. Pledgor: Zhejiang Zhaodi Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023330001414 |
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Granted publication date: 20160427 Pledgee: Nanxun Rural Commercial Bank of Zhejiang, Limited by Share Ltd. Pledgor: Zhejiang Zhaodi Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023330001414 |