CN103939020B - 一种防缠绕的深层搅拌桩钻头 - Google Patents

Abstract

一种防缠绕的深层搅拌桩钻头包括：芯管、上层翻土叶片、下层翻土叶片、一个喷浆管、一组不动钢板框、三个套筒、两个阻销和切割刀齿。上层翻土叶片和下层翻土叶片分别按一定倾角固定在芯管的外侧，阻销固定在芯管外侧，套筒套在芯管上，不动钢板框固定在套筒上，在下层翻土叶片和上层翻土叶片前缘各焊接三个切割刀齿，不动钢板框上部和下部加工刃口。本发明应用于加固后残留土工织物的地基，可以减少土工织物缠绕，提高水泥掺入量和搅拌均匀性，从而提高水泥搅拌桩的质量。

Description

一种防缠绕的深层搅拌桩钻头

技术领域

本发明属于建筑机械领域的装置，具体的是涉及一种防缠绕的深层搅拌桩钻头。

背景技术

水泥土深层搅拌桩是用于加固软土地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械和输浆泵，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌混合，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和较高地基承载力的复合地基。

在软土地区的港口和高速公路等建设工程中，大部分的水泥搅拌桩都是在真空预压加固后的场地上进行。在施工过程中，真空预压期间插入地下的塑料排水板以及铺设的土工格栅、土工布等土工织物往往会缠绕在钻头的翻土叶片上，并带动周围的软粘土一起随着钻头的转动越缠越紧，形成了一个致密的柱形包裹体。该包裹体一方面阻碍了水泥浆喷出造成水泥掺量变少，另一方面减弱了水泥土的搅拌均匀性，引起严重的施工质量问题。

目前应用较多的大扭矩单轴单向深层搅拌桩机出现了较多的工程质量问题，主要原因是不能解决土工织物缠绕和搅拌均匀性较差等问题。近年来开发的双向搅拌桩机，通过两根套在一起的同心钻轴相向转动，较好的解决了搅拌均匀性问题，但也没有能够解决防缠绕的问题。单向搅拌桩机改成双向搅拌桩机需要在电机下加装旋转转换箱，花费较高，并且大扭矩单轴单向深层搅拌桩机不具备改装成双向搅拌桩机的潜力，极大的限制了其应用，造成了闲置的尴尬局面。

经过对现有的技术文献检索发现，中国专利申请号CN200510110430.X，发明名称：带有固定叶片的深层搅拌桩搅拌头，公开号：CN1773025A，公开日2006年5月17日，该专利的自述为：“一种建筑机械技术领域的带有固定叶片的深层搅拌桩搅拌头。本发明包括：芯管、上部旋转叶片、下部旋转叶片、套箍、固定叶片、两个固定法兰、喷浆管和拨土刀片。上部旋转叶片和下部旋转叶片固定在芯管外侧，套箍套在芯管上，固定叶片固定在套箍上，在固定叶片的上下各焊接一个固定法兰，下部旋转叶片上每边各焊接四个拨土刀片。喷浆管设置在下部旋转叶片的后侧面。本发明简单可靠，经济实用，加工方便。应用于深层搅拌加固软粘土，克服了搅拌过程中搅松土体的跟转问题，能从根本上提高深层搅拌桩的桩身均匀度。经工程实践验证，取得了显著的效果。”

上述专利技术能较好地提高深层搅拌桩的桩身均匀度，但是仍然不能解决在深层搅拌过程中土工织物的缠绕的问题，在真空预压后残留土工织物的地基加固中应用受限。

通过发明一种防缠绕的深层搅拌桩钻头，可以有效的消除钻头上的包裹体，保证水泥掺入量和水泥浆和土的混合均匀性。一方面使大扭矩单轴搅拌桩机等单向搅拌桩机的施工质量得到保证，另一方面探索如何发挥大扭矩单向搅拌桩机优势使水泥搅拌桩的有效深度超过20米，是一个很有意义的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种防缠绕的深层搅拌桩钻头。应用于加固软土地基，可以有效减少地基中土工织物对搅拌效果的影响，保证水泥浆的掺入量和搅拌均匀性，从而提高水泥搅拌桩的质量。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种防缠绕的深层搅拌桩钻头，其特征是：在竖直的不动钢板框(6)上有上下两个横矩形孔，在不动钢板框竖直中心线上的实体钢板即在不动钢板框(6)上下两个横矩形孔的上下的钢板部分上有三个套筒(5)，在三个套筒内穿有芯管(1)，芯管在不动钢板框上边套筒外部和下边套筒的外部有阻销(8)，在不动钢板框上部横矩形孔内的芯管上有上层翻土叶片(2)，在不动钢板框下部横矩形孔内的芯管上有下层翻土叶片(3)，在上层翻土叶片和下层翻土叶片的前缘各焊接有切割刀齿(7)，上层翻土叶片和下层翻土叶片与水平方向成一角度，在下层翻土叶片的后侧面下方的芯管上有喷浆管(4)。

采用耐磨合金钢板制作的上层翻土叶片和下层翻土叶片与水平方向的倾角为20°。

翻土叶片与横矩形孔上下沿的间距应小于20mm。

在下层翻土叶片(2)和上层翻土叶片(3)前缘各焊接三个切割刀齿(7)，切割刀齿(7)为三角形，排布成锯齿形。

切割刀齿(7)为水平排列。

不动钢板框(6)的上沿和下沿是刃口。

本发明具有以下优点：

本发明不动钢板框在施工过程中只下沉不转动，上下两层翻土叶片边下沉边转动。由于钢板框和叶片之间的相对错动，可以剪断土中的土工织物防止其缠绕在钻头上，从而保证水泥浆掺入量和搅拌均匀性。

本发明应用于加固软土地基，尤其是有土工织物的地基，可以减少缠绕，提高搅拌均匀性和水泥掺入量，从而提高水泥搅拌桩的质量。

本发明利用不动钢板框与翻土叶片的相对错动，翻土叶片的切割刀齿可以剪断土中的土工织物，防止在钻头上形成包裹体，从而保证水泥浆掺入量和搅拌质量。

附图说明

图1本防缠绕的深层搅拌桩钻头结构主视图

图2本防缠绕的深层搅拌桩钻头结构仰视图

具体实施方式

如图1、2所示的一种防缠绕的深层搅拌桩钻头，在竖直的不动钢板框(6)上有上下两个横矩形孔，在不动钢板框竖直中心线上的实体钢板即在不动钢板框(6)上下两个横矩形孔的上下的钢板部分上有的三个套筒(5)，在三个套筒内穿有芯管(1)，芯管在不动钢板框上边套筒外部和下边套筒的外部有阻销(8)，在不动钢板框上部横矩形孔内的芯管上有上层翻土叶片(2)，在不动钢板框下部横矩形孔内的芯管上有下层翻土叶片(3)，在上层翻土叶片和下层翻土叶片的前缘各焊接有切割刀齿(7)，上层翻土叶片和下层翻土叶片与水平方向成一角度，在下层翻土叶片的后侧面下方的芯管上有喷浆管(4)。

采用耐磨合金钢板制作的上层翻土叶片和下层翻土叶片与水平方向的倾角为20°。

翻土叶片与横矩形孔上下沿的间距应小于20mm。

在下层翻土叶片(2)和上层翻土叶片(3)前缘各焊接三个切割刀齿(7)，切割刀齿(7)为三角形，排布成锯齿形。

切割刀齿(7)为水平排列。

不动钢板框(6)的上沿和下沿是刃口。

在深层搅拌桩机钻杆上安装本发明钻头进行施工时，钻头的上部阻销下压不动钢板框，不动钢板框刃口切割土体下沉。钻头上的翻土叶片也随着钻头边旋转边下沉。同时开启输浆泵开始输送水泥浆，使其通过喷浆管喷到土体中。当遇到土工织物时，利用旋转叶片与不动钢板框的相对错动，翻土叶片上固定的切割刀齿将其剪断，防止缠绕在钻头上。控制下沉速度和转速，边下沉边喷浆。到达设计深度后，继续喷浆一段时间保证桩端质量，然后开始提升钻头，根据施工工艺决定是否继续喷浆，钻头的下部阻销提升不动钢板框，搅拌叶片继续跟随钻头旋转搅拌水泥浆和土体，使两者充分混合发生反应，直至搅拌头提升至地面，然后继续下沉搅拌喷浆，可以采用两喷四搅或者三喷六搅工艺。

Claims (6)

1.一种防缠绕的深层搅拌桩钻头，其特征是：在竖直的不动钢板框(6)上有上下两个横矩形孔，在不动钢板框竖直中心线上的实体钢板即在不动钢板框(6)上下两个横矩形孔的上下的钢板部分上有三个套筒(5)，在三个套筒内穿有芯管(1)，芯管在不动钢板框上边套筒外部和下边套筒的外部有阻销(8)，在不动钢板框上部横矩形孔内的芯管上有上层翻土叶片(2)，在不动钢板框下部横矩形孔内的芯管上有下层翻土叶片(3)，在上层翻土叶片和下层翻土叶片的前缘各焊接有切割刀齿(7)，上层翻土叶片和下层翻土叶片与水平方向成一角度，在下层翻土叶片的后侧面下方的芯管上有喷浆管(4)。

2.根据权利要求1所述的防缠绕的深层搅拌桩钻头，其特征是：采用耐磨合金钢板制作的上层翻土叶片和下层翻土叶片与水平方向的倾角为20°。

3.根据权利要求1所述的防缠绕的深层搅拌桩钻头，其特征是：翻土叶片与横矩形孔上下沿的间距应小于20mm。

4.根据权利要求1所述的防缠绕的深层搅拌桩钻头，其特征是：在下层翻土叶片(2)和上层翻土叶片(3)前缘各焊接三个切割刀齿(7)，切割刀齿(7)为三角形，排布成锯齿形。

5.根据权利要求1或者3所述的防缠绕的深层搅拌桩钻头，其特征是：切割刀齿(7)为水平排列。

6.根据权利要求1所述的防缠绕的深层搅拌桩钻头，其特征是：不动钢板框(6)的上沿和下沿是刃口。