CN104372794B - 双轴双向搅拌桩设备的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双轴双向搅拌桩设备的施工方法，包括底盘，所述地盘上设置有钢结构立架，所述钢结构立架的左右两侧对称设置有两个吊箱，吊箱内设置有涡轮减速机，涡轮减速架的下端设置有动力头机构，所述动力头机构上连接着外钻杆和内钻杆，所述内钻杆，所述内钻杆与外钻杆上均设置有搅动叶片，具体实施方法包括：步骤1：进行搅拌前的准备工作；步骤2：进行双轴双向搅拌。本发明的有益效果为：通过设置的两个动力机构并且动力头机构上分别设置有钻杆和搅动叶片，进而达到了双轴搅拌的效果，并且，双轴双向搅拌还具有设备投入小，施工进度快，项目成本低等特点。

Description

双轴双向搅拌桩设备的施工方法

技术领域

本发明涉及一种双轴双向搅拌桩设备的施工方法。

背景技术

在目前现有的基础土壤加固建设中，有各种施工办法跟设备对各地域面实施针对性的施工办法，以及放置材料或添加化学剂来辅助双向搅拌土壤以达到成桩，挡土，止水效果，国内外很多企业跟学府都纷纷投入大量的资金跟时间来开发研究土壤加固采取何种措施跟设备能达到最好效果跟施工进度。搅拌土壤加固这种施工工法最先起源于国外，尤其在岛国，沿海地区最为普遍使用，它使用的是单轴一个搅拌土壤加固，因单轴搅拌不均匀成桩效果不理想，其主要原因是钻头上的叶片始终朝一个方向入土传转，成桩起螺旋状，且又夹层淤泥裹混一起，抗压低，确实不理想。其沿海地域地区的土层比较松软，甚至有的地区海平线以下一百米都是淤泥覆盖，直接影响了在本地区公路，桥梁，铁路等建设，给施工建设单位带来了难度跟增加资金的投入，根据建设设计的各种项目要求，又不限于一种施工方法，按照取土试桩的情况分析可以使用不同施工法跟设备，有针对性的施工，且能达到最佳效果，往往施工单位根据设计图纸试桩取样做搅拌土壤加固采取的何种施工设备跟方法，

单轴搅拌桩其缺陷其大，它由钻杆前段焊接了一组固定的搅拌叶片，一个方向搅拌，搅拌不均，桩身夹着泥土，又起螺旋形，很难控制搅拌水泥土壤混合程度，因此成桩差，质量无法保证。

双向搅拌桩其特征是在于同轴上面实现相对方向传转，搅拌水泥土均匀，成桩效果好，但缺点是，双向搅拌动力箱体笨重，例如国家公布授权的专利号200410065861.4或ZL2008 10019933.X都属单轴双向搅拌，其构造他们使用了两个同类型的大功率的针轮摆线来驱动双向内外钻杆，其悬挂在钻机塔架上笨重，移机缓慢，更不能实现双轴双向同时钻下两个桩型，其原因是动力箱笨重所致，塔架无法悬挂两个动力系统来完成同时钻进双轴双向搅拌两个搭接并排的桩型，尤其做围护桩型凸显它的笨重移动钻具缓慢，工作效率低，近年来在我国沿海城市跟道路都普遍采用了双向搅拌做软土层加固，围护桩，扩孔桩钉型桩等，其设备投入小，喷浆压力低，另外所需材料造价低，被大多数设计单位所采纳，唯独就是该设备竖立较高，塔架悬挂系统比较笨重，局限了同时钻探双轴双向搅拌，让施工进度缓慢，即增加了用电量又增加了施工费用。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种双轴双向搅拌桩设备的施工方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种双轴双向搅拌桩设备，包括底盘，所述底盘上设置有钢结构立架，所述钢结构立架的左右两侧对称设置有两个吊箱，所述吊箱上设置有涡轮减速机，所述涡轮减速机的下端设置有动力头机构，所述动力头机构上连接着外钻杆，所述外钻杆上连接着内钻杆，所述内钻杆与外钻杆上均设置有搅动叶片。

进一步的，所述搅动叶片通过叶片紧固卡箍固定在内钻杆和外钻杆上，所述内钻杆和外钻杆上设置挡泥装置。

进一步的，所述搅动叶片包括内叶片和外叶片。

一种双轴双向搅拌桩设备的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：进行双轴双向搅拌设备施工的准备工作，以及

步骤2：在将准备工作做好以后，开启搅拌设备；搅拌设备沿着钢结构立架（2）上的导向架利用两个动力头机构（5）的自身重量向下搅拌，同时又通过注浆设备向桩内注入水泥浆，并且设置在动力头机构（5）下方的内钻杆（7）和外钻杆（6）上的四组搅动叶片（8）同时进行正反双向搅拌水泥浆，直至搅拌到预定深度，其中，所述步骤2具体包括：

步骤2.1：当搅拌完成初步成桩以后，关闭注浆设备，将搅拌设备从桩内提升出来，并且在提升的过程中控制动力头机构（5）将搅拌的方向调成与成桩时相反的方向进行移出，直到内钻杆（7）移出水泥浆后，再开启注浆设备向桩体内进行二次注浆，直到注进的水泥浆向桩体外部喷出时停止注浆；

步骤2.2：当桩体彻底成桩以后，将搅拌设备移位至待搅拌的两个桩体处，同时清理搅拌叶片（8）上的水泥浆，然后对准接下来要待搅拌的两个桩体进行两个桩体的同时搅拌施工。

进一步的，在所述步骤2中，所述双轴双向搅拌桩设备的搅拌速度不超过1m/min，持续搅拌时间不少于15s。

进一步的，所述步骤1具体包括：

步骤1.1：清理施工现场，确保场地的路基平整；

步骤1.2：当施工现场清理好后，根据施工图纸在施工场地设置控制点和中心线，并且对控制点和中心线进行妥善保护，然后对施工现场进行路基处理，保证路基足够坚硬；

步骤1.3：当路基处理好以后，将双轴双向搅拌桩设备安装在路基上，并且在路基上铺设搅拌设备移动导轨，然后准备需要向桩体内注入的水泥浆液；

步骤1.4：待设备的安装以及配料准备好以后，进行开机调试，检查各个单元的运转情况，收集检测参数，如果存在问题，停机找出原因，以及

步骤1.5：根据收集的及其运行参数将机器调整到理想状态。

进一步的，所述步骤1.2还包括：

根据施工图纸确定桩位，并且对桩位进行编号，同时保证桩位之间的中心横竖距离偏差不能超过2cm。

进一步的，所述步骤1.3包括：

步骤1.3.1：调整好搅拌设备的钢结构立架的垂直度，保证垂直度偏差小于1.2%，并且将搅拌设备移动到桩体的中心线上，然后将动力头机构（5）悬挂在钢结构立架（2）上，并且保证动力头机构对准待搅拌的桩体，同时确保动力头机构和桩体的中心距离偏差小于4cm；

步骤1.3.2：当设备安装好以后，配置水泥浆，其中需要准备注浆设备和两个搅拌桶，同时将注浆设备的压力调到合适的数值，并且一个搅拌桶用来搅拌一个搅拌桶用来存储水泥浆；

步骤1.3.3：根据不同地质的桩体配置相符合的水泥浆液。

进一步的，所述步骤1.4包括

步骤1.4.1：各个单元准备好以后进行调试运作；

步骤1.4.2：确定钻头进入土层的电流，钻杆进入土内的扰动幅度，以及钻杆和动力头机构的连接法兰的松紧情况；

步骤1.4.3：确定水泥浆液的密度以及输送泵的输送量跟压力；

步骤1.4.4：检验搅动叶片的安装角度，检测挡泥装置的螺栓是否紧固；

步骤1.4.5：收集检测参数。

本发明的有益效果为：设备投入小，喷浆压力低，另外所需材料造价低，双轴双向搅拌，让施工进度块，即减少了用电量又减少了施工费用，另外本发明还能够大大缩短工期，降低了项目成本，施工过程又不优动邻近土体，更不会产生地面沉降。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的双轴双向搅拌桩设备正视图；

图2是根据本发明实施例的双轴双向搅拌桩设备侧视图；

图3是根据本发明实施例的搅动叶片示意图。

图中：

1、底盘；2、钢结构立架；3、吊箱；4、蜗轮蜗杆减速机；5、动力头机构；6、外钻杆；7、内钻杆；8、搅动叶片；9、挡泥装置；10、内叶片；11、外叶片；12、叶片紧固卡箍。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，根据本发明的实施例，提供了一种双轴双向搅拌桩设备，包括底盘1，所述底盘1上设置有钢结构立架2，所述钢结构立架2的左右两侧对称设置有两个吊箱3，所述吊箱3内设置有涡轮减速机4，所述涡轮减速机4的下端设置有动力头机构5，所述动力头机构5上连接着外钻杆6，所述外钻杆6上连接着内钻杆7，所述内钻杆7与外钻杆6上均设置有搅动叶片8。

进一步的，参照图3，在一个实施例中，所述搅动叶片8通过叶片紧固卡箍12固定在内钻杆7和外钻杆6上，所述内钻杆6和外钻杆7上设置挡泥装置9。

此外，继续参照图3，在一个实施例中，所述搅动叶片8包括内叶片10和外叶片11。

其中，所述的双轴双向搅拌设备的施工方法包括以下步骤：

步骤1，进行双向双搅拌施工的准备工作，以及

步骤2，在将准备工作做好以后，开启搅拌设备；搅拌设备沿着钢结构立架2上的导向架靠两个动力头机构5的自身重量向下搅拌，同时又通过注浆设备向桩内注入水泥浆，并且设置在动力头机构5下方的内钻杆7和和外钻杆6上的四组搅动叶片8同时进行正反双向搅拌水泥浆，直至搅拌到预定深度，其中双向双搅拌设备的搅拌速度不超过每分钟1m/min，持续搅拌时间不少于15s，其中，所述步骤2包括：

步骤2.1:当搅拌完成成桩以后，关闭注浆设备，并且将搅拌设备从桩内提升出来，并且在提升的过程中控制动力头机构5将搅拌的方向调成与成桩时相反的方向进行移出，直到内钻杆7移出水泥浆后，再开启注浆设备向桩体内进行二次注浆，直到注进的水泥浆向桩体外部喷出位置；

步骤2.2：当桩体彻底成桩以后，将搅拌设备移位至下两个桩体，同时清理搅拌叶片8上的水泥浆，然后对准接下来要搅拌的桩体进行两个桩体的同时搅拌施工。

进一步的，所述步骤1具体包括：

步骤1.1：清理施工现场，确保场地的路基平整，清除地上的障碍物，确保搅拌钻机移机稳当，清除地下要搅拌的桩孔位置的大石块，树根，生活垃圾，线路，场地处于低洼地段处，沟塘处及时挖明沟排水，清淤处回填，保证路基承载力应允许运输车辆12米长的半挂车通行不下沉不倾斜为佳。

步骤1.2：当施工现场清理好了以后再根据施工图纸在施工场地设置控制点和中心线，并且对控制点和中心线进行妥善保护，同时做出提醒标语，然后对施工现场进行路基处理保证路基足够坚硬；以及

步骤1.3：当路基处理好以后，将双向双搅拌设备安装在路基上，并且在路基上铺设搅拌设备移动导轨，然后准备需要向桩体内注入的水泥浆液；以及

步骤1.4：当设备的安装以及配料准备好以后，进行开机调试，检查各个单元的运转情况，如果存在问题停机找出原因，以及

步骤1.5：根据收集的及其运行参数将机器调整到理想状态。

进一步的，所述步骤1.2包括：

步骤1.2.1：根据图纸确定好桩位，施工前完成导线点，水准点的复测工作，报请相关设计跟监理工程师认可后放出桩位位置，并且作上桩位中心标识，排序桩号，桩跟桩之间的中心偏差横竖不能大于2cm，为了确保双轴双向实现两根同时成桩，要在设计桩数的情况下尽量设计横竖成双数，以便不多打跟少打，如不可避免的设计成横竖单数桩，也可以在施工过程中余留最后一根桩时拆除一根双向搅拌箱下面的钻杆，留其中一台做单轴双向搅拌。

进一步的，所述步骤1.3包括：

步骤1.3.1：调整好搅拌设备的钢结构立架的垂直度，保证垂直度偏差小于1.2%，并且将搅拌设备移动到桩体的中心线上，然后将动力头机构5悬挂在钢结构立架2上，并且保证动力头机构对准要搅拌的桩体，同时确保动力头机构和桩体的中心距离偏差小于4cm；然后进行

步骤1.3.2：当设备安装好以后配置水泥浆，其中需要准备注浆设备和两个搅拌桶，同时将注浆设备的压力调到合适的数值，并且一个搅拌桶用来搅拌一个搅拌桶用来存储水泥浆，其中水泥浆液的配置包括两台注浆设备各自通过注浆管线延伸到每个搅拌箱上面的注浆器，注浆设备压力在设定在0.3--0.6兆帕之间，两个搅拌桶，一个搅拌，一个存浆桶，也可以就地挖一个可储存至少两条桩用浆液的方量坑，以储存浆液，搅拌桶上有一台2.2kw针轮摆线作为拌匀浆液用，拌匀好的浆液自流放置到存浆桶，存浆桶里安装了多层筛网多层过滤，这样不宜堵塞钻杆前置的喷浆嘴，两条软管相连两台注浆设备作为吸浆管线，要求密封，扎牢并配置计量装置；

步骤1.3.3：根据不同地质的桩体配置相符合的水泥浆液；配置的水泥浆液可以参照水泥等级为32.5的硅酸盐酸水泥，水灰比为0.5，水泥掺量17％，木质素磺酸钙掺量为掺水泥重量的0.3％，生石膏或者石灰掺水量的2％，如碰见在海边施工或过多地下水时可以适当添加水化性物理材料，准备好施工所需要的水泥等材料，并开始在搅拌桶里开始搅拌。

进一步的，所述步骤1.4包括

步骤1.4.1：各个单元准备好以后进行调试运作；其中调整钢结构立架2上的两个动力头机构的中心对准要搅拌的桩中心点，立柱上的两个动力头机构5两者之间可以调节间距80cm最大调节间距200cm可以应对不同桩位间距，钻杆前端上分别安装搅动叶片8，挡泥装置9，通过挡泥装置9，可以完全阻断水泥浆往内钻钻杆7外钻杆6的空隙往上冒浆，把水泥浆控制在两组搅动叶片8之间，保证水泥浆液在桩体中均匀分布搅拌均匀，确保成桩质量。

步骤1.4.2：确定钻头进入土层的电流，以及钻杆进入土内的扰动幅度，以及钻杆和动力头机构的连接法兰的松紧情况；

步骤1.4.3：确定水泥浆液的密度以及输送泵的输送量根压力；

步骤1.4.4：检验搅动叶片8的安装角度，检测挡泥装置9的螺栓是否紧固，

步骤1.4.5：收集检测参数。

在具体使用时，动力头机构5同心连接着内钻杆7和外钻杆6，形成同心同轴双向搅拌钻杆，在内钻杆7和外钻杆6上安装搅动叶片8并且在外钻杆6叶片跟内钻杆7叶片之间设计了一个很独特的挡浆液装置9，它的设计在于把内外钻杆的空隙包裹着，无缝，且内钻杆7、外钻杆6不同方向旋转又不受影响，有效的解决了传统双向钻杆因为入土后喷射的水泥浆液通过内钻杆7、外钻杆6的空隙涌入钻杆往钻杆顶端冒出，既增加了内外钻杆摩擦力，由增强了搅拌桩的成桩质量。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过设置的两个动力头机构并且动力头机构上分别设置有钻杆和搅动叶片，进而达到了双轴搅拌的效果，并且，双轴双向搅拌还具有设备投入小，施工进度快，项目成本低等特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双轴双向搅拌桩设备的施工方法，所述双轴双向搅拌桩设备包括底盘（1），所述底盘（1）上设置有钢结构立架（2），所述钢结构立架（2）的左右两侧对称设置有两个吊箱（3），所述吊箱（3）内设置有涡轮减速机（4），所述涡轮减速机（4）的下端设置有动力头机构（5），所述动力头机构（5）上连接着外钻杆（6），所述外钻杆（6）上连接着内钻杆（7），所述内钻杆（7）与外钻杆（6）上均设置有搅动叶片（8）；所述搅动叶片（8）通过叶片紧固卡箍（12）固定在内钻杆（7）和外钻杆（6）上，所述内钻杆（6）和外钻杆（7）上设置挡泥装置（9）；所述搅动叶片（8）包括内叶片（10）和外叶片（11），其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：进行双轴双向搅拌桩设备施工的准备工作，以及

步骤2：在将准备工作做好以后，开启搅拌设备；搅拌设备沿着钢结构立架（2）上的导向架利用两个动力头机构（5）的自身重量向下搅拌，同时又通过注浆设备向桩内注入水泥浆，并且设置在动力头机构（5）下方的内钻杆（7）和外钻杆（6）上的四组搅动叶片（8）同时进行正反双向搅拌水泥浆，直至搅拌到预定深度，其中，所述步骤2具体包括：

步骤2.1：当搅拌完成初步成桩以后，关闭注浆设备，将搅拌设备从桩内提升出来，并且在提升的过程中控制动力头机构（5）将搅拌的方向调成与成桩时相反的方向进行移出，直到内钻杆（7）移出水泥浆后，再开启注浆设备向桩体内进行二次注浆，直到注进的水泥浆向桩体外部喷出时停止注浆；

步骤2.2：当桩体彻底成桩以后，将搅拌设备移位至待搅拌的两个桩体处，同时清理搅拌叶片（8）上的水泥浆，然后对准接下来要待搅拌的两个桩体进行两个桩体的同时搅拌施工。

2.根据权利要求1所述的双轴双向搅拌桩设备的施工方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述双轴双向搅拌桩设备的搅拌速度不超过1m/min，持续搅拌时间不少于15s。

3.根据权利要求1所述的双轴双向搅拌桩设备的施工方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤1.1：清理施工现场，确保场地的路基平整；

步骤1.2：当施工现场清理好后，根据施工图纸在施工场地设置控制点和中心线，并且对控制点和中心线进行妥善保护，然后对施工现场进行路基处理，保证路基足够坚硬；

步骤1.3：当路基处理好以后，将双轴双向搅拌桩设备安装在路基上，并且在路基上铺设搅拌设备移动导轨，然后准备需要向桩体内注入的水泥浆液；

步骤1.4：待设备的安装以及配料准备好以后，进行开机调试，检查各个单元的运转情况，收集检测参数，如果存在问题，停机找出原因，以及

步骤1.5：根据收集的及其运行参数将机器调整到理想状态。

4.根据权利要求3所述的双轴双向搅拌桩设备的施工方法，其特征在于，所述步骤1.2还包括：

根据施工图纸确定桩位，并且对桩位进行编号，同时保证桩位之间的中心横竖距离偏差不能超过2cm。

5.根据权利要求3所述的双轴双向搅拌桩设备的施工方法，其特征在于，所述步骤1.3包括：

步骤1.3.1：调整好搅拌设备的钢结构立架的垂直度，保证垂直度偏差小于1.2%，并且将搅拌设备移动到桩体的中心线上，然后将动力头机构（5）悬挂在钢结构立架（2）上，并且保证动力头机构对准待搅拌的桩体，同时确保动力头机构和桩体的中心距离偏差小于4cm；

步骤1.3.2：当设备安装好以后，配置水泥浆，其中需要准备两台注浆设备和两个搅拌桶，同时将注浆设备的压力调到合适的数值，并且一个搅拌桶用来搅拌一个搅拌桶用来存储水泥浆；

步骤1.3.3：根据不同地质的桩体配置相符合的水泥浆液。

6.根据权利要求3所述的双轴双向搅拌桩设备的施工方法，其特征在于，所述步骤1.4包括

步骤1.4.1：各个单元准备好以后进行调试运作；

步骤1.4.2：确定钻头进入土层的电流，钻杆进入土内的拍动幅度，以及钻杆和动力头机构的连接法兰的松紧情况；

步骤1.4.3：确定水泥浆液的密度以及输送泵的输送量跟压力；

步骤1.4.4：检验搅动叶片（8）的安装角度，检测挡泥装置（9）的螺栓是否紧固；

步骤1.4.5：收集检测参数。