CN105926596B - 一种用于搅拌海泥的搅拌装置及搅拌方法 - Google Patents

Abstract

本发明主要公开了一种用于搅拌海泥的搅拌装置及搅拌方法，其技术方案：搅拌装置包括底盘、第一电机、第二电机、搅拌机头和输料装置，搅拌机头包括外钻杆、内钻杆、第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，内钻杆上设有钻头和第三搅拌叶片，钻头位于内钻杆的底端，第三搅拌叶片位于第一搅拌叶片和第二搅拌叶片之间，内钻杆上设有第一输料通道和两个第一出料段，第三搅拌叶片上设有第二输料通道和第二出料段；本方法包括初步碎石、喷浆搅拌下沉、原地搅拌、检测、喷浆搅拌上升、再次检测和清洗搅拌机头。本发明采用多个搅拌叶片，搅拌均匀，提高搅拌效率和搅拌混合效果，设置多个出料段，一次喷浆量大、成桩速度快、成桩质量好，节约了施工成本。

Description

一种用于搅拌海泥的搅拌装置及搅拌方法

技术领域

本发明涉及一种用于搅拌海泥的搅拌装置及搅拌方法。

背景技术

我国沿海、江河流域经常分布软土地基，在荷载、循环、车辆等动力作用下，地基沉降是地基失效的主要形式，常导致高速公路、铁路、机场、码头的质量问题，通过搅拌喷浆而形成水泥桩形式来大大提高地基的强度是解决地基沉降的主要方法。该方法是在地基碎石垫层操作平台以下，原地将海涂泥和水泥固化剂强制搅拌融合，由水泥固化剂和海涂泥间产生物理及化学的聚合反应，使海涂泥凝结成一定强度的水泥土搅拌桩，水泥搅拌桩与水泥搅拌桩周围的海涂泥一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基沉降和侧向位移量。该方法具有施工简单、快速、振动小的优点，能有效提高软土地基的稳定性，减少和控制沉降量，随着近几年水利投资和施工建设蓬勃发展，投资动辄亿元以上，水利工程基础处理设计及施工采用水泥搅拌桩越来越普遍。但由于软土的成因多种多样，不同成因的软土在采用常规的搅拌桩机处理后，难以满足工程质量要求。目前施工中常用的是单向搅拌的桩机，采用的是一根钻杆带动一个钻头进行单向搅拌施工，其缺点是：搅拌不均匀，成桩强度低，质量难以保证，施工成本较高，有效桩深度有限，成桩速度慢等。现有技术中的双向搅拌的桩机，在施工过程中需要来回复搅，成桩稳定性差，需要耗费大量的泥浆，施工时间长，只通过一个水龙头进行喷浆，喷浆效率差，喷浆时间长。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种用于搅拌海泥的搅拌装置及搅拌方法，采用多个搅拌叶片，搅拌均匀，提高搅拌效率和搅拌混合效果，成桩质量好，设置多个出料段，一次喷浆量大、成桩速度快、工效高，可一次性成桩，无需进行二次复搅，质量稳定可靠，节约了施工成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于搅拌海泥的搅拌装置，包括底盘、第一电机、第二电机、搅拌机头和输料装置，搅拌机头包括外钻杆、内钻杆、第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，外钻杆套设在内钻杆上，第一搅拌叶片和第二搅拌叶片分别设置在内钻杆和外钻杆上，内钻杆上设有钻头和第三搅拌叶片，钻头位于内钻杆的底端，第三搅拌叶片位于第一搅拌叶片和第二搅拌叶片之间，第三搅拌叶片由水平部和竖直部构成，内钻杆的中心设有第一输料通道，第一输料通道与输料装置连接，内钻杆的侧壁上设有两个第一出料段，第一出料段与第一输料通道相连通，第三搅拌叶片上设有第二输料通道和第二出料段，第二输料通道分别与第一输料通道和第二出料段连通，第二出料段位于竖直部上，第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片相互错开设置。通过钻头首先破开地基，减少地基对搅拌叶片的阻碍和冲击，增加搅拌叶片的使用寿命；通过多轴多层搅拌，使整体的地基处于层流状态，并通过相反的搅拌方式，使地基中产生速度梯度，从而形成液体相互分散所需的剪切力，使泥浆与海泥提调和均匀，可在较短的时间内搅拌成体积、浓度处处相等的状态，有效提高施工效率，在搅拌中，流体经过不同方向的不同位置的搅拌叶片的搅拌，产生涡流，这些涡流随着主体流动遍及整个桩，有效阻止了液体圆周运动，提高搅拌效率和均匀性，提高混合效果；利用第三搅拌叶片，平衡旋转搅拌机头在切开地基时的阻力，使钻头方便进入土体，提高搅拌机头的导向性和平衡性，减少搅拌机头的偏移，保证桩孔的垂直度，避免桩径不均匀，不符合要求，提高成桩质量和稳定性，使泥浆与海泥的混合更均匀，同时在成桩过程中对桩壁进行打磨，减少桩孔周围地基的土质坍塌，对桩孔具有一定的保护作用。通过第一出料段和第二出料段提供泥浆，分层次喷浆，使得浆料与地基内的海泥混合均匀，一次出浆量多，减少喷浆时间，提高施工效率，通过旋转过程中的离心作用，将泥浆喷向地基内部，喷浆均匀，泥浆与海泥的混合性好，充分保证了每一次喷浆量和桩体每一层的水泥用量，成桩速度快，施工效率高，减少成桩时间和施工时间。

进一步，第一出料段分别位于钻头和第一搅拌叶片之间以及第三搅拌叶片的上侧，第一出料段上均匀设有四个出料孔，出料孔呈十字形交叉对称设置。设置多个出料孔，增加出料量，出料孔十字形交叉对称设置，出料均匀。

进一步，第一电机的输出轴通过外转动套与外钻杆连接，第二电机的输出轴通过内转动套与内钻杆连接，第一电机和第二电机分别驱动外钻杆和内钻杆向相反方向转动。通过两个电机分别对外钻杆和内钻杆进行驱动，使外钻杆和内钻杆可以相互独立工作，工作稳定性高，即使其中任意一个电机有所损坏，另一个电机仍能驱动搅拌机头进行工作。

进一步，输料装置包括供水系统、吸浆系统、搅拌筒、搅拌器和输浆管道，供水系统和吸浆系统位于搅拌筒的进料端，输浆管道的一端位于搅拌筒的出料端，输浆管道的另一端连接有储浆罐，所述储浆罐与所述第一输料通道的进口连接。设置的供水系统提供清水，设置的吸浆系统提供水泥，将水和水泥共同加入到搅拌筒中搅拌，配置成合适的泥浆，并通过输浆管道输送到储浆罐储存，以便及时为搅拌机头提供泥浆。

进一步，搅拌器包括搅拌电机、转盘、搅拌杆、底刮板和侧刮板，搅拌电机的输出轴与转盘连接，搅拌杆和底刮板均安装在转盘的下侧，底刮板位于搅拌杆的两侧，底刮板的刮蹭部与搅拌筒的内底壁接触，侧刮板位于转盘的两侧，侧刮板的刮蹭部与搅拌筒的内侧壁接触。搅拌电机带动转盘转动，转盘带动搅拌杆、底刮板和侧刮板共同以转盘中心为圆心转动，搅拌杆将水和水泥混合均匀，制成合适的泥浆，底刮板在转动过程中刮蹭搅拌筒的内底壁，侧刮板在转动过程中刮蹭搅拌筒的内侧壁，底刮板和侧刮板共同作用，将粘附在搅拌筒内壁上的泥浆均刮蹭下来，减少泥浆的粘附量，提高泥浆的使用率，减少浪费。

进一步，还包括清洗装置，清洗装置包括水箱、水泵、水管和喷头，水箱内设有加热器，水管的一端与水箱连接，水管的另一端与喷头连接。利用清洗装置将搅拌机头清洗干净，有利于下一个桩位的成桩；通过加热器将水加热，再通过喷头冲淋到搅拌机头上，利用热水清洗，有效提高了搅拌机头的清洗效率，减少清洗时间，减少用水量。

一种上述搅拌装置的搅拌方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、场地准备：首先清理场地，然后根据业主单位提供的控制点、水准点，在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于控制的地方设立施工水准点及辅助施工基线，根据设计施工图进行放样，在深度小于20m的地基上进行成桩位置的测量、整理和复测，并在成桩位置做好标记，确定成桩位点；

步骤二、桩机准备：按进场施工桩机数量及设计不同桩深要求，划分施工区块，并按质检资料记录要求，对所有桩位进行编号，逐个桩位按规划顺序进行有序施工，坚决避免无序及错乱施工，导致尚未施工的桩，受已施工桩影响，产生无法就位和增加桩机多余移机次数的问题；根据施工场所的高度要求，通过底盘下方的支脚来调节底盘的高度，调节方便，将电机操作平台调节到距离地面5m以上，确保在最高潮位时，操作平台电气设备不被潮水淹没。另外在桩架底盘、桩架增设多个锚固点，以保证桩机在涨或退潮期间的牢固；并根据此高度对搅拌装置进行改装，将单电机增装成双电机，将单向搅拌机头改装成双向搅拌机头，在内钻杆和外钻杆上分别安装钻头、第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片；

步骤三、定位：将桩机移动至指定桩位，并确保桩机就位稳定；

步骤四、初步碎石：启动第一电机，第一电机带动内钻杆顺时针转动，内钻杆转速≥50r/min，从而带动钻头顺时针转动，利用钻头将地面上的基石初步粉碎，并通过塔架上的链条将搅拌机头垂直向下压，搅拌机头以0.5～0.8m/min的速度匀速下沉，进一步粉碎更深的地基；

步骤五、喷浆搅拌下沉：在搅拌机头下移过程中，第一搅拌叶片和第三搅拌叶片对地面进行深度切割，第一搅拌叶片使大块的地基切成细小的碎石，将地基打出桩孔，第三搅拌叶片打磨桩孔的内壁，将桩孔成型，使桩孔的垂直度好，当第三搅拌叶片进入地基内部后，启动第二电机，第二电机带动外钻杆逆时针转动，外钻杆转速≥70r/min，此时第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片同时向两个相反的方向旋转，搅拌机头边旋转、边切土、边下沉，当第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片均入土之后，启动输料装置，将配置好的泥浆从储浆罐输入到第一输料通道内，并沿着第一输料通道进入到第二输料通道，最后从第一出料段和第二出料段喷出，喷浆压力为0.25～0.40MPa，搅拌机头将泥浆和海泥软土拌合，搅拌机头一边搅拌下沉一边喷浆，直至搅拌机头达到设计深度；

步骤六、原地搅拌：当搅拌机头达到设计深度后，关闭输料装置，停止喷浆，利用第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片在原地进行搅拌，将泥浆和海泥进行搅拌，使泥浆和海泥充分混匀、反应；

步骤七、检测：搅拌10min后，利用检测仪检测地基的固化程度，若固化程度较低，小于要求值,则继续搅拌、添加泥浆；若固化程度偏高，大于要求值，则启动水泵，将水箱内的水从喷头喷向地基，软化地基，直至地基的固化程度在设计范围内；

步骤八、喷浆搅拌上升：通过链条将搅拌机头以0.7～1.0m/min均匀向上提升，同时开启输料装置，继续喷浆，第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片同时向两个相反的方向旋转，搅拌水泥土，搅拌机头一边搅拌上升一边喷浆，直至搅拌机头离开地表；

步骤九、再次检测：利用检测仪再次检测地基的固化程度，若固化程度较低，小于要求值,则继续搅拌、添加泥浆；若固化程度偏高，大于要求值，则启动水泵，将水箱内的水从喷头喷向地基，软化地基，直至地基的固化程度在设计范围内，停止第一电机和第二电机的转动；

步骤十、清洗搅拌机头：将喷头对准搅拌机头，启动水泵，将水箱中的清水沿着水管送到喷头，最后喷向搅拌机头，对搅拌机头进行清洗；

步骤十一、移动至下一桩位，重复上述施工步骤。

进一步，步骤三中还包括泥浆的配置，泥浆的配置过程包括

a、将普通硅酸盐水泥材料放置到吸浆系统中的罐体中，利用普通硅酸盐水泥做固化剂；

b、将水放置到供水系统中的罐体中，利用水作为溶剂；

c、通过吸浆系统和供水系统，将水泥和水沿着管道输入到搅拌筒中，并控制水灰比在0.45～0.50之间；

d、启动搅拌器，搅拌电机带动转盘转动，从而使搅拌杆、底刮板和侧刮板以转盘中心为圆心进行转动，搅拌杆在搅拌电机的带动下对水和水泥进行搅拌、混匀，制备合适的泥浆，同时底刮板和侧刮板对搅拌筒的内底壁和内侧壁进行刮蹭和清理；

e、将配置好的泥浆通过输浆管道输送到储浆罐中储存，制备好的泥浆不得离析，不得停置时间过长，超过2小时的泥浆应降低标号使用，超过2小时以上出现凝结现象的泥浆应及时作废浆处理；

进一步，步骤十中，在启动水泵之前，预先启动加热器，对水箱中的水进行加热，通过水泵将经过加热的水送到喷头。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

通过钻头首先破开地基，减少地基对搅拌叶片的阻碍和冲击，增加搅拌叶片的使用寿命；通过多轴多层搅拌，使整体的地基处于层流状态，并通过相反的搅拌方式，使地基中产生速度梯度，从而形成液体相互分散所需的剪切力，使泥浆与海泥提调和均匀，可在较短的时间内搅拌成体积、浓度处处相等的状态，有效提高施工效率；在搅拌中，流体经过不同方向的不同位置的搅拌叶片的搅拌，产生涡流，这些涡流随着主体流动遍及整个桩，有效阻止了液体圆周运动，提高搅拌效率和均匀性，提高混合效果。

利用第三搅拌叶片，平衡旋转搅拌机头在切开地基时的阻力，使钻头方便进入土体，提高搅拌机头的导向性和平衡性，减少搅拌机头的偏移，保证桩孔的垂直度好，避免桩径不均匀，不符合要求，提高成桩质量和稳定性，使泥浆与海泥的混合更均匀，同时在成桩过程中对桩壁进行打磨，减少桩孔周围地基的土质坍塌，对桩孔具有一定的保护作用。

通过第一出料段和第二出料段提供泥浆，分层次喷浆，使得浆料与地基内的海泥混合均匀，一次出浆量多，减少喷浆时间，提高施工效率，通过旋转过程中的离心作用，将泥浆喷向地基内部，通过多个出料孔，使喷浆均匀，泥浆与海泥的混合性好，充分保证了每一次喷浆量和桩体每一层的水泥用量，成桩速度快，施工效率高，减少成桩时间和施工时间。

在成桩过程中，搅拌机头在桩底反复搅动，搅拌次数越多，水泥土越密实，水泥土强度越高，可操作性强，仅通过搅拌机头的一次下降和提升操作就可以成桩，无需进行二次复搅，施工功效提高一倍，质量稳定可靠，节约了施工成本，一次投入两倍的收益，提高了水泥土的密实度，提高连续施工时间，大大缩短工期，减少了机械费和施工成本，经济、环保、节能，克服了传统单向水泥土搅拌桩成桩强度低、成桩质量难以保证、有效桩深度有限、成桩速度慢的难题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种用于搅拌海泥的搅拌装置的结构示意图；

图2为本发明中搅拌机头的结构示意图；

图3为本发明中第一出料孔的结构示意图；

图4为本发明中输料装置的结构示意图

图5为本发明中搅拌机头下降的工作流程图；

图6为本发明中搅拌机头上升的工作流程图。

附图标记：1、底盘；11、第一电机；12、第二电机；2、搅拌机头；21、外钻杆；22、内钻杆；221、第一输料通道；222、出料孔；23、第一搅拌叶片；24、第二搅拌叶片；25、钻头；26、第三搅拌叶片；261、第二输料通道；262、第二出料段；27、水平部；28、竖直部；3、输料装置；31、供水系统；32、吸浆系统；33、搅拌筒；34、搅拌器；341、搅拌电机；342、转盘；343、搅拌杆；344、底刮板；345、侧刮板；35、输浆管道；36、储浆罐；4、清洗装置；41、水箱；42、水泵；43、水管；44、喷头；45、加热器。

具体实施方式

如图1-4所示，为本发明的一种用于搅拌海泥的搅拌装置，包括底盘1、第一电机11、第二电机12、搅拌机头2和输料装置3，搅拌机头2包括外钻杆21、内钻杆22、第一搅拌叶片23和第二搅拌叶片24，外钻杆21套设在内钻杆22上，第一电机11的输出轴通过外转动套与外钻杆21连接，第二电机12的输出轴通过内转动套与内钻杆22连接，第一电机11和第二电机12分别驱动外钻杆21和内钻杆22向相反方向转动。通过两个电机分别对外钻杆21和内钻杆22进行驱动，使外钻杆21和内钻杆22可以相互独立工作，工作稳定性高，钻杆对电机的反作用力小，提高了电机的使用效率，且即使其中任意一个电机有所损坏，另一个电机仍能驱动搅拌机头2进行工作。第一搅拌叶片23和第二搅拌叶片24分别设置在内钻杆22和外钻杆21上，内钻杆22上设有钻头25和第三搅拌叶片26，钻头25位于内钻杆22的底端，通过钻头25首先破开地基，减少地基对搅拌叶片的阻碍和冲击，减少搅拌叶片的损伤，增加搅拌叶片的使用寿命；第三搅拌叶片26位于第一搅拌叶片23和第二搅拌叶片24之间，第三搅拌叶片26由水平部27和竖直部28构成，利用第三搅拌叶片26，平衡旋转搅拌机头2在切开地基时的阻力，使钻头25方便进入土体，提高搅拌机头2的导向性和平衡性，减少搅拌机头2的偏移，保证桩孔的垂直度好，避免桩径不均匀、不符合要求，提高成桩质量和稳定性，又使泥浆与海泥的混合更均匀，同时在成桩过程中对桩壁进行打磨，减少桩孔周围地基的土质坍塌，对桩孔具有一定的防护作用。

内钻杆22的中心设有第一输料通道221，第一输料通道221与输料装置3连接，内钻杆22的侧壁上设有两个第一出料段，第一出料段与第一输料通道221相连通，第一出料段分别位于钻头25和第一搅拌叶片23之间以及第三搅拌叶片26的上侧，第一出料段上均匀设有四个出料孔222，出料孔222呈十字形交叉对称设置。设置多个出料孔222，增加出料量，出料孔222十字形交叉对称设置，出料均匀。第三搅拌叶片26上设有第二输料通道261和第二出料段262，第二输料通道261分别与第一输料通道221和第二出料段262连通，第二出料段262位于竖直部28上，通过第一出料段和第二出料段262提供泥浆，分层次喷浆，使得浆料与地基内的海泥混合均匀，一次出浆量多，减少喷浆时间，提高施工效率，通过旋转过程中的离心作用，将泥浆喷向地基内部，喷浆均匀，泥浆与海泥的混合性好，充分保证了每一次喷浆量和桩体每一层的水泥用量，成桩速度快，施工效率高，减少成桩时间和施工时间。第一搅拌叶片23、第二搅拌叶片24和第三搅拌叶片26相互错开设置，通过多轴多层搅拌，使整体的地基处于层流状态，并通过相反的搅拌方式，使地基中产生速度梯度，从而形成液体相互分散所需的剪切力，使泥浆与海泥提调和均匀，可在较短的时间内搅拌成体积、浓度处处相等的状态，有效提高施工效率；在搅拌中，流体经过不同方向的不同位置的搅拌叶片的搅拌，产生涡流，这些涡流随着主体流动遍及整个桩，有效阻止了液体圆周运动，提高搅拌效率和均匀性，提高混合效果。

输料装置3包括供水系统31、吸浆系统32、搅拌筒33、搅拌器34和输浆管道35，供水系统31和吸浆系统32位于搅拌筒33的进料端，输浆管道35的一端位于搅拌筒33的出料端，输浆管道35的另一端连接有储浆罐36，所述储浆罐36与所述第一输料通道221的进口连接。设置的供水系统31提供清水，设置的吸浆系统32提供水泥，将水和水泥共同加入到搅拌筒33中搅拌，配置成合适的泥浆，并通过输浆管道35输送到储浆罐36储存，以便及时为搅拌机头2提供泥浆。搅拌器34包括搅拌电机341、转盘342、搅拌杆343、底刮板344和侧刮板345，搅拌电机341的输出轴与转盘342连接，搅拌杆343和底刮板344均安装在转盘342的下侧，底刮板344位于搅拌杆343的两侧，底刮板344的刮蹭部与搅拌筒33的内底壁接触，侧刮板345位于转盘342的两侧，侧刮板345的刮蹭部与搅拌筒33的内侧壁接触。搅拌电机341带动转盘342转动，转盘342带动搅拌杆343、底刮板344和侧刮板345共同以转盘中心为圆心进行转动，搅拌杆343将水和水泥混合均匀，制成合适的泥浆，底刮板344在转动过程中刮蹭搅拌筒33的内底壁，侧刮板345在转动过程中刮蹭搅拌筒33的内侧壁，底刮板344和侧刮板345共同作用，将粘附在搅拌筒33内壁上的泥浆均刮蹭下来，减少泥浆的粘附量，提高泥浆的使用率，减少浪费。还包括清洗装置4，清洗装置4包括水箱41、水泵42、水管43和喷头44，水箱41内设有加热器45，水管43的一端与水箱41连接，水管43的另一端与喷头44连接。利用清洗装置4将搅拌机头2清洗干净，有利于下一个桩位的成桩；通过加热器45将水加热，再通过喷头44冲淋到搅拌机头2上，利用热水清洗，有效提高了搅拌机头2的清洗效率，减少清洗时间，减少用水量。

如图5-6所示，一种上述搅拌装置的搅拌方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、场地准备：首先清理场地，然后根据业主单位提供的控制点、水准点，在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于控制的地方设立施工水准点及辅助施工基线，根据设计施工图进行放样，在深度小于20m的地基上进行成桩位置的测量、整理和复测，并在成桩位置做好标记，确定成桩位点；

步骤二、桩机准备：按进场施工桩机数量及设计不同桩深要求，划分施工区块，并按质检资料记录要求，对所有桩位进行编号，逐个桩位按规划顺序进行有序施工，坚决避免无序及错乱施工，导致尚未施工的桩，受已施工桩影响，产生无法就位和增加桩机多余移机次数的问题；根据施工场所的高度要求，通过底盘下方的支脚来调节底盘的高度，调节方便，将电机操作平台调节到距离地面5m以上，确保在最高潮位时，操作平台电气设备不被潮水淹没。另外在桩架底盘、桩架增设多个锚固点，以保证桩机在涨或退潮期间的牢固；根据此高度对搅拌装置进行改装，将单电机增装成双电机，将单向搅拌机头改装成双向搅拌机头，在内钻杆和外钻杆上分别安装钻头、第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片；

步骤三、定位：将桩机移动至指定桩位，并确保桩机就位稳定；还包括泥浆的配置，泥浆的配置过程包括

a、将普通硅酸盐水泥材料放置到吸浆系统中的罐体中，利用普通硅酸盐水泥做固化剂；使用前，按规定抽取水泥进行复检试验，复检合格后才能投入工程使用。

b、将水放置到供水系统中的罐体中，利用水作为溶剂；

c、通过吸浆系统和供水系统，将水泥和水沿着管道输入到搅拌筒中，并控制水灰比在0.45～0.50之间；

d、启动搅拌器，搅拌电机带动转盘转动，从而使搅拌杆、底刮板和侧刮板以转盘中心为圆心进行转动，搅拌杆在搅拌电机的带动下对水和水泥进行搅拌、混匀，制备合适的泥浆，同时底刮板和侧刮板对搅拌筒的内底壁和内侧壁进行刮蹭和清理；

e、将配置好的泥浆通过输浆管道输送到储浆罐中储存，其中储浆罐内的储浆量应不小于一根桩的用量，若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工，制备好的泥浆不得离析，不得停置时间过长，超过2小时的泥浆应降低标号使用，超过2小时以上出现凝结现象的泥浆应及时作废浆处理。

在泥浆配置前，先对泥浆土的配比进行测量，选择合适的水泥土的配比。

表1水泥土建议配合比

步骤四、初步碎石：启动第一电机，第一电机带动内钻杆顺时针转动，内钻杆转速≥50r/min，内钻杆带动钻头顺时针转动，利用钻头将地面上的基石初步粉碎，并通过塔架上的链条将搅拌机头垂直向下压，搅拌机头以0.5～0.8m/min的速度匀速下沉，进一步粉碎更深的地基；

步骤五、喷浆搅拌下沉：在搅拌机头下移过程中，第一搅拌叶片和第三搅拌叶片对地面进行深度切割，第一搅拌叶片使大块的地基切成细小的碎石，将地基打出桩孔，第三搅拌叶片打磨桩孔的内壁，将桩孔成型，使桩孔的垂直度好，当第三搅拌叶片进入地基内部后，启动第二电机，第二电机带动外钻杆逆时针转动，外钻杆转速≥70r/min，此时第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片同时向两个相反的方向旋转，搅拌机头边旋转、边切土、边下沉，当第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片均入土之后，启动输料装置，将配置好的泥浆从储浆罐输入到第一输料通道内，并沿着第一输料通道进入到第二输料通道，最后从第一出料段和第二出料段喷出，喷浆压力为0.25～0.40MPa，搅拌机头将泥浆和海泥软土拌合，搅拌机头一边搅拌下沉一边喷浆，直至搅拌机头达到设计深度；

步骤六、原地搅拌：当搅拌机头达到设计深度后，关闭输料装置，停止喷浆，利用第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片在原地进行搅拌，使泥浆和海泥充分混匀、反应；

步骤七、检测：搅拌10min后，利用检测仪检测地基的固化程度，若固化程度较低，小于要求值,则继续搅拌、添加泥浆；若固化程度偏高，大于要求值,则启动水泵，将水箱内的水从喷头喷向地基，软化地基，直至地基的固化程度在设计范围内；

步骤八、喷浆搅拌上升：通过链条将搅拌机头以0.7～1.0m/min均匀向上提升，同时开启输料装置，继续喷浆，第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片同时向两个相反的方向旋转，搅拌水泥土，搅拌机头一边搅拌上升一边喷浆，直至搅拌机头离开地表；

步骤九、再次检测：利用检测仪再次检测地基的固化程度，若固化程度较低，小于要求值,则继续搅拌、添加泥浆；若固化程度偏高，大于要求值,则启动水泵，将水箱内的水从喷头喷向地基，软化地基，直至地基的固化程度在设计范围内，停止第一电机和第二电机的转动；

步骤十、清洗搅拌机头：将喷头对准搅拌机头，启动水泵，将水箱中的清水沿着水管送到喷头，最后喷向搅拌机头，对搅拌机头进行清洗；在启动水泵之前，预先启动加热器，对水箱中的水进行加热，通过水泵将经过加热的水送到喷头；

步骤十一、移动至下一桩位，重复上述施工步骤。

在成桩过程中，搅拌机头在桩底反复搅动，搅拌次数越多，水泥土越密实，水泥土强度越高，可操作性强，仅通过搅拌机头的一次下降和提升操作就可以成桩，无需进行二次复搅，施工功效提高一倍，质量稳定可靠，节约了施工成本，一次投入两倍的收益，提高了水泥土的密实度，提高连续施工时间，大大缩短工期，减少了机械费和施工成本，经济、环保、节能，经过多次检验，确定的成桩的质量和强度，克服了传统单向水泥土搅拌桩成桩强度低、成桩质量难以保证、有效桩深度有限、成桩速度慢的难题。

在施工过程中派遣专人负责记录搅拌桩机机头每米下沉和提升的时间及注浆量，施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆下沉作业。在成桩过程中，凡是由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩施工中断的，为防止断桩，在搅拌装置重新启动后，将搅拌机头下沉100cm后再继续成桩。喷浆中断时应及时记录中断深度，在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于搅拌海泥的搅拌装置，包括底盘、第一电机、第二电机、搅拌机头和输料装置，所述搅拌机头包括外钻杆、内钻杆、第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，所述外钻杆套设在所述内钻杆上，所述第一搅拌叶片和所述第二搅拌叶片分别设置在所述内钻杆和所述外钻杆上，其特征在于：所述内钻杆上设有钻头和第三搅拌叶片，所述钻头位于所述内钻杆的底端，所述第三搅拌叶片位于所述第一搅拌叶片和所述第二搅拌叶片之间，所述第三搅拌叶片由水平部和竖直部构成，所述内钻杆的中心设有第一输料通道，所述第一输料通道与所述输料装置连接，所述内钻杆的侧壁上设有两个第一出料段，所述第一出料段与所述第一输料通道相连通，所述第三搅拌叶片上设有第二输料通道和第二出料段，所述第二输料通道分别与所述第一输料通道和所述第二出料段连通，所述第二出料段位于所述竖直部上，所述第一搅拌叶片、所述第二搅拌叶片和所述第三搅拌叶片相互错开设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌海泥的搅拌装置，其特征在于：所述第一出料段分别位于所述钻头和所述第一搅拌叶片之间以及所述第三搅拌叶片的上侧，所述第一出料段上均匀设有四个出料孔，所述出料孔呈十字形交叉对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌海泥的搅拌装置，其特征在于：所述第一电机的输出轴通过外转动套与所述外钻杆连接，所述第二电机的输出轴通过内转动套与所述内钻杆连接，所述第一电机和所述第二电机分别驱动所述外钻杆和所述内钻杆向相反方向转动。

4.根据权利要求1所述的一种用于搅拌海泥的搅拌装置，其特征在于：所述输料装置包括供水系统、吸浆系统、搅拌筒、搅拌器和输浆管道，所述供水系统和所述吸浆系统位于所述搅拌筒的进料端，所述输浆管道的一端位于所述搅拌筒的出料端，所述输浆管道的另一端连接有储浆罐，所述储浆罐与所述第一输料通道的进口连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于搅拌海泥的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌器包括搅拌电机、转盘、搅拌杆、底刮板和侧刮板，所述搅拌电机的输出轴与所述转盘连接，所述搅拌杆和所述底刮板均安装在所述转盘的下侧，所述底刮板位于所述搅拌杆的两侧，所述底刮板的刮蹭部与所述搅拌筒的内底壁接触，所述侧刮板位于所述转盘的两侧，所述侧刮板的刮蹭部与所述搅拌筒的内侧壁接触。

6.根据权利要求1所述的一种用于搅拌海泥的搅拌装置，其特征在于：还包括清洗装置，所述清洗装置包括水箱、水泵、水管和喷头，所述水箱内设有加热器，所述水管的一端与所述水箱连接，所述水管的另一端与所述喷头连接。

7.采用如权利要求1所述的一种用于搅拌海泥的搅拌装置进行的搅拌方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、场地准备：首先清理场地，然后根据业主单位提供的控制点、水准点，设立施工水准点及辅助施工基线，根据设计施工图进行放样，在深度小于20m的地基上进行成桩位置的测量、整理和复测，并在成桩位置做好标记，确定成桩位点；

步骤二、桩机准备：按进场施工桩机数量及设计不同桩深要求，划分施工区块，并按质检资料记录要求，对所有桩位进行编号，根据施工场所的高度要求，调节底盘的高度，并根据此高度对搅拌装置进行改装，将单电机增装成双电机，将单向搅拌机头改装成双向搅拌机头，在内钻杆上安装钻头、第一搅拌叶与第三搅拌叶片和在外钻杆上安装第二搅拌叶片；

步骤三、定位：将桩机移动至指定桩位，并确保桩机就位稳定；

步骤四、初步碎石：启动第一电机，第一电机带动内钻杆顺时针转动，从而带动钻头顺时针转动，利用钻头将地面上的基石初步粉碎，并通过塔架上的链条将搅拌机头垂直均匀向下压，进一步粉碎更深的地基；

步骤五、喷浆搅拌下沉：在搅拌机头下移过程中，第一搅拌叶片和第三搅拌叶片对地面进行深度切割，第一搅拌叶片将地基切成碎石，在地基上打出桩孔，第三搅拌叶片打磨桩孔的内壁，将桩孔成型，使桩孔的垂直度好，当第三搅拌叶片进入地基内部后，启动第二电机，第二电机带动外钻杆逆时针转动，此时第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片同时向两个相反的方向旋转，搅拌机头边旋转、边切土、边下沉，当第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片均入土之后，启动输料装置，将配置好的泥浆从储浆罐输入到第一输料通道内，并沿着第一输料通道进入到第二输料通道，最后从第一出料段和第二出料段喷出，搅拌机头将泥浆和海泥软土拌合，搅拌机头一边搅拌下沉一边喷浆，直至搅拌机头达到设计深度；

步骤六、原地搅拌：当搅拌机头达到设计深度后，关闭输料装置，停止喷浆，利用第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片在原地进行搅拌，使泥浆和海泥混匀、反应；

步骤七、检测：搅拌10min后，利用检测仪检测地基的固化程度，若固化程度小于要求值，则继续搅拌、添加泥浆；若固化程度大于要求值，则启动水泵，将水箱内的水从喷头喷向地基，软化地基，直至地基的固化程度在设计范围内；

步骤八、喷浆搅拌上升：通过链条将搅拌机头均匀向上提升，同时开启输料装置，继续喷浆，第一搅拌叶片、第二搅拌叶片和第三搅拌叶片同时向两个相反的方向旋转，搅拌水泥土，搅拌机头一边搅拌上升一边喷浆，直至搅拌机头离开地表；

步骤九、再次检测：利用检测仪再次检测地基的固化程度，若固化程度小于要求值，则继续搅拌、添加泥浆；若固化程度大于要求值，则启动水泵，将水箱内的水从喷头喷向地基，软化地基，直至地基的固化程度在设计范围内，停止第一电机和第二电机的转动；

步骤十、清洗搅拌机头：将喷头对准搅拌机头，启动水泵，将水箱中的清水沿着水管送到喷头，最后喷向搅拌机头，对搅拌机头进行清洗；

步骤十一、移动至下一桩位，重复上述施工步骤。

8.采用如权利要求7所述的一种用于搅拌海泥的搅拌装置的搅拌方法，其特征在于：步骤三中还包括泥浆的配置，所述泥浆的配置过程包括

a、将普通硅酸盐水泥材料放置到吸浆系统中的罐体中，利用普通硅酸盐水泥做固化剂；

b、将水放置到供水系统中的罐体中，利用水作为溶剂；

c、通过吸浆系统和供水系统，将水泥和水沿着管道输入到搅拌筒中，并控制水灰比在0.45～0.50之间；

d、启动搅拌器，搅拌电机带动转盘转动，从而使搅拌杆、底刮板和侧刮板以转盘中心为圆心进行转动，搅拌杆在搅拌电机的带动下对水和水泥进行搅拌、混匀，制备符合要求的泥浆，同时底刮板和侧刮板对搅拌筒的内底壁和内侧壁进行刮蹭和清理；

e、将配置好的泥浆通过输浆管道输送到储浆罐中储存。

9.采用如权利要求7所述的一种用于搅拌海泥的搅拌装置的搅拌方法，其特征在于：步骤十中，在启动水泵之前，预先启动加热器，对水箱中的水进行加热。