CN106149675A - 搅拌钻杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及搅拌桩机领域，公开了搅拌钻杆，包括外管和内管，所述外管和内管均为中空结构，所述内管套设于所述外管中，同轴布置，且所述内管的下部穿出所述外管；所述内管的上端用于连接供浆泵，其下部设有喷浆嘴；所述内管的下部与所述外管的下部之间设有伸缩搅拌叶，所述伸缩搅拌叶包括相铰接的第一叶片和第二叶片，且所述第一叶片铰接于所述外管，所述第二叶片铰接于所述内管；所述内管和外管可沿轴向相对移动，带动所述第一叶片和第二叶片相对转动。使用本发明的搅拌钻杆，能够确保叶片伸出和缩回，保证按照设计的桩径进行施工。
Description
技术领域
本发明涉及搅拌桩机领域，特别是涉及一种搅拌钻杆。
背景技术
建筑基础工程中的软土地基处理是保证工程质量的关键环节，并在工程总价中占有较大比例。大量工程实践表明，水泥土搅拌桩法具有施工简单、快速、振动小等优点，能有效地提高软土地基的稳定性，减少和控制沉降量。水泥土搅拌桩现已发展成一种常用的软弱地基处理方法，主要适用于加固饱和软粘土地基。其具体是使用搅拌桩机将水泥(或石灰)等固化剂泵入软土中，并通过搅拌桩机的搅拌叶片就地将软土和固化剂搅拌，使固化剂与软土间混合，产生一系列的物理和化学反应，硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土搅拌桩，这种水泥土搅拌桩与桩周的泥土一起组成的复合地基具有较高的承载力，减少地基沉降。
现有的常规搅拌桩机一般为单钻杆搅拌桩机，叶片搅拌时产生的剪切力大，搅拌桩施工对桩周土体的扰动大，存在搅拌方向单一、地面冒浆、搅拌不够均匀，钻杆容易进浆堵塞、成桩质量差，成桩效率低下等问题。很多地基存在不同质地的土层，而不同土层的原始承载力也不一样，需要不同桩径的水泥土搅拌桩，如果全部按照小桩径进行施工，则水泥土搅拌桩的强度不够；如果全部按照大桩径施工，则大量浪费固化剂，成本增大。专利公开号CN102808408A公开了“一种双向变径搅拌桩机及其成桩施工方法”，其搅拌浆叶具有固定叶片和活动叶片，通过改变内钻杆和外钻杆的转动方向打开活动叶片，从而实现变径。但是该变径搅拌桩机的搅拌钻杆仍然存在着以下问题：(1)存在着改变转动方向后，活动叶片未打开或者未完全打开，未按照设计要求完成变桩径施工，导致施工质量差；(2)只能实现两种桩径，不能完成多种桩径的搅拌桩施工；(3)不能实现无级变径。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种能够确保叶片伸出和缩回的搅拌钻杆。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供的第一种搅拌钻杆，包括外管和内管，所述外管和内管均为中空结构，所述内管套设于所述外管中，同轴布置，且所述内管的下部穿出所述外管；所述内管的上端用于连接供浆泵，其下部设有喷浆嘴；所述内管的下部与所述外管的下部之间设有伸缩搅拌叶，所述伸缩搅拌叶包括相铰接的第一叶片和第二叶片，且所述第一叶片铰接于所述外管，所述第二叶片铰接于所述内管；所述内管和外管可沿轴向相对移动，带动所述第一叶片和第二叶片相对转动。
其中，该搅拌钻杆还包括外管座、内管座和伸缩驱动机构，所述外管的上端与所述外管座连接，所述内管的上端与内管座连接，所述伸缩驱动机构设于所述内管座与外管座之间，用于带动所述内管和外管沿轴向相对移动。
本发明提供第二种搅拌钻杆，包括外管和内管，所述外管和内管均为中空结构，所述内管套设于所述外管中，且所述内管的下部穿出所述外管；所述内管的上端用于连接供浆泵，其下部设有喷浆嘴和可绕所述内管转动的内管辐圈；所述内管辐圈与所述外管的下部之间设有伸缩搅拌叶，所述伸缩搅拌叶包括相铰接的第一叶片和第二叶片，且所述第一叶片铰接于所述外管，所述第二叶片铰接于所述内管辐圈；所述内管和外管可沿轴向相对移动，带动所述第一叶片和第二叶片相对转动；所述内管与所述外管同轴布置，且可绕轴心相对转动。
其中，所述内管的下部还设有内管搅拌叶。
其中，所述内管搅拌叶为多组，多组所述内管搅拌叶沿所述内管的轴向排布，且长度不完全相同，且呈倒梯形布置。
其中，该搅拌钻杆还包括外管座、内管座和伸缩驱动机构，所述外管的上端可转动地安装于所述外管座，所述内管的上端可转动地安装于所述内管座，所述伸缩驱动机构设于所述内管座和外管座之间，用于带动所述内管和外管沿轴向相对移动。
本发明提供第三种搅拌钻杆，包括外管和内管，所述外管和内管均为中空结构，所述内管套设于所述外管中，且所述内管的下部穿出所述外管；所述内管的上端用于连接供浆泵，其下部设有喷浆嘴；所述外管设有可绕所述外管转动的外管辐圈，所述外管辐圈与所述内管的下部之间设有伸缩搅拌叶，所述伸缩搅拌叶包括相铰接的第一叶片和第二叶片，且所述第一叶片铰接于所述外管辐圈，所述第二叶片铰接于所述内管；所述内管和外管可沿轴向相对移动，带动所述第一叶片和第二叶片相对转动；所述内管与所述外管同轴布置，且可绕轴心相对转动。
其中，所述外管的下部设有外管搅拌叶。
其中，该搅拌钻杆还包括外管座、内管座和伸缩驱动机构，所述外管的上端可转动地安装于所述外管座，所述内管的上端可转动地安装于所述内管座，所述伸缩驱动机构设于所述内管座和外管座之间，用于带动所述内管和外管沿轴向相对移动。
(三)有益效果
本发明提供的搅拌钻杆，其外管和内管之间设有伸缩搅拌叶，伸缩搅拌叶包括通过铰链连接的第一叶片和第二叶片，当内管和外管沿轴向相对移动时，调节伸缩搅拌叶伸出或者缩回，使搅拌直径增大或者缩小，由于伸缩搅拌叶的伸缩状态通过外管与内管的轴向位置进行调节，为机械式调节方式，能够在实施桩径调节时确保伸缩搅拌叶按照使用需求伸出或者缩回，保证搅拌半径符合设计要求，实现工程泥土的加固质量符合设计要求，解决现有技术无法确保搅拌叶是否打开，形成变径桩的问题；在搅拌下沉和搅拌提升过程中，缓慢驱动内管和外管沿轴向相对移动，使伸缩搅拌叶缓慢打开和/或缓慢收缩，可以形成连续无级变径截面的搅拌桩，连续的变径搅拌桩无应力集中，强度好，提高软质泥土加固质量；调节内管和外管的相对位置，可以调节伸缩搅拌叶的伸出程度，从而实现多种直径的搅拌桩的成桩操作，减少操作人员更换搅拌叶的时间，提高搅拌工作效率。
附图说明
图1为本发明第一种搅拌钻杆实施例的结构图；
图2为本发明第二种搅拌钻杆实施例一种实施方式的结构图；
图3为本发明第二种搅拌钻杆实施例另一种实施方式的结构图；
图4为本发明第三种搅拌钻杆实施例一种实施方式的结构图；
图5为本发明第三种搅拌钻杆实施例另一种实施方式的结构图；
图6为本发明搅拌钻杆实施例的伸缩驱动机构第二种实施方式的结构图；
图7为本发明搅拌钻杆实施例的伸缩驱动机构第三种实施方式的结构图。
图中，11：外管；111：外管搅拌叶；12：内管；121：内管搅拌叶；13：喷浆嘴；14：伸缩搅拌叶；141：第一叶片；142：第二叶片；143：铰链；15：内管辐圈；151：内管辐圈座；16：外管辐圈；161：外管辐圈座；21：外管座；211：外管传动法兰；22：内管座；221：内管传动法兰；23：伸缩驱动机构；2311：伸缩滑轨；2321：伸缩直线导轨；2331：伸缩驱动电机；2341：伸缩电机安装板；2310：支撑杆；2320：顶板；2330：吊挂升降单元；24；导向杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“正反转动”用于说明外管和内管转动的方向相反。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“轴向”指外管和内管的轴向。术语“下部”、“上端”是以本发明的搅拌钻杆使用时的安装方向为基准进行描述。
参照图1所示，本发明提供的第一种搅拌钻杆，包括外管11和内管12，外管11和内管12均为中空结构，外管11的内径大于内管12的外径。内管12套设于外管11中，内管12和外管11同轴布置，且内管12的下部穿出外管11。内管12的上端用于连接供浆泵，内管12的下部设有喷浆嘴13。内管12的下部与外管11的下部之间设有伸缩搅拌叶14，伸缩搅拌叶14包括相铰接的第一叶片141和第二叶片142，且第一叶片141铰接于外管11，第二叶片142铰接于内管12。内管12和外管11可沿轴向相对移动，带动第一叶片141和第二叶片142相对转动。
进一步的，参照图1所示，该搅拌钻杆还包括外管座21、内管座22和伸缩驱动机构23，外管11的上端与外管座21连接，内管12的上端与内管座22连接，伸缩驱动机构23设于内管座21与外管座22之间，用于带动内管12和外管11沿轴向相对移动。外管11与外管座21可以固定连接，也可以可转动地连接。参照图1所示，外管座21设置外管传动法兰211，外管11的上端与外管传动法兰211相连接。内管座22设置内管传动法兰221，内管12的上端与内管传动法兰221相连接。
参照图2所示，本发明还提供的第二种搅拌钻杆，包括外管11和内管12，外管11和内管12均为中空结构，外管11的内径大于内管12的外径。内管12套设于外管11中，且内管12的下部穿出外管11。内管12的上端用于连接供浆泵，内管12的下部设有喷浆嘴13和可绕内管12转动的内管辐圈15。具体的，喷浆嘴13优选设置在内管12的下部端部，用于向土体喷固化物。内管12的下部设有内管辐圈座151，内管辐圈座151焊接在内管12的下部，内管辐圈15可转动地套装于内管辐圈座151上，使内管辐圈15仅能沿内管12的周向转动，不能沿轴向移动。内管辐圈15与外管11的下部之间设有伸缩搅拌叶14，伸缩搅拌叶14包括相铰接的第一叶片141和第二叶片142，且第一叶片141铰接于外管11，第二叶片142铰接于内管辐圈15。具体的，外管11设有铰接座，内管圆圈15也设有铰接座，第一叶片141与第二叶片142的一端通过铰链163相铰接，另一端分别与外管11及内管辐圈15的铰接座相铰接。内管12和外管11可沿轴向相对移动，带动第一叶片141和第二叶片142相对转动。内管12与外管11同轴布置，且可绕轴心相对转动。该种搅拌钻杆中，由外管11带动伸缩搅拌叶14转动。
进一步的，参照图3所示，内管12的下部还设有内管搅拌叶121。在内管12设置外管搅拌叶121，使用时，在内管12和外管11均连接一个转动驱动机构，带动内管12和外管11正反转动，能够提升搅拌效果，提高搅拌效率。
进一步的，内管搅拌叶121为多组，多组内管搅拌叶121沿内管的轴向排布，且长度不完全相同，且呈倒梯形布置。其中，每组内管搅拌叶121具有多个，沿内管12的周向均匀排布。
进一步的，内管辐圈15的数量除了可以如图所示的一个之外，也可以设置为多个，每个内管辐圈15与外管11之间设有多个伸缩搅拌叶14。本实施例中，每个内管辐圈15上铰接的伸缩搅拌叶14为2个。当内管辐圈15为多个时，伸缩搅拌叶14交错排布。
进一步的，参照图2所示，该搅拌钻杆还包括外管座21、内管座22和伸缩驱动机构23，外管11的上端可转动地安装于外管座21，内管12的上端可转动地安装于内管座22，伸缩驱动机构23设于内管座22和外管座21之间，用于带动内管12和外管11沿轴向相对移动。具体的，外管座21设置外管传动法兰211，外管11的上端与外管传动法兰211相连接。内管座22设置内管传动法兰221，内管12的上端与内管传动法兰221相连接。
参照图4所示，本发明还提供的第三种搅拌钻杆，包括外管11和内管12，外管11和内管12均为中空结构，外管11的内径大于内管12的外径。内管12套设于外管11中，且内管12的下部穿出外管11。内管12的上端用于连接供浆泵，内管12的下部设有喷浆嘴13。外管11设有可绕外管11转动的外管辐圈16。具体的，喷浆嘴13优选设置在内管12的下部端部，用于向土体喷固化物。外管11的下部设有外管辐圈座161，外管辐圈座161焊接在外管11的下部，外管辐圈16可转动地套装于外管辐圈座161上，使外管辐圈16仅能沿外管11的周向转动，不能沿轴向移动。外管辐圈16与内管12的下部之间设有伸缩搅拌叶14，伸缩搅拌叶14包括相铰接的第一叶片141和第二叶片142，且第一叶片141铰接于外管辐圈16，第二叶片142铰接于内管12。具体的，内管12设有铰接座，外管圆圈16也设有铰接座，第一叶片141与第二叶片142的一端通过铰链143相铰接，另一端分别与外管辐圈16及内管12的铰接座相铰接。内管12和外管11可沿轴向相对移动，带动第一叶片141和第二叶片142沿铰链相对转动。内管12与外管11同轴布置，且可绕轴心相对转动。该种搅拌钻杆中，由内管12带动伸缩搅拌叶14转动。
进一步的，参照图5所示，外管11的下部设有外管搅拌叶111。在外管11设置外管搅拌叶111，使用时，在内管12和外管11均连接一个转动驱动机构，带动内管12和外管11正反转动，能够提升搅拌效果，提高搅拌效率。
进一步的，外管辐圈16的数量除了可以如图所示的一个之外，也可以设置为多个，每个外管辐圈16与内管12之间设有多个伸缩搅拌叶14。本实施例中，每个外管辐圈16上铰接的伸缩搅拌叶14为2个。当外管辐圈16为多个时，伸缩搅拌叶14交错排布。
进一步的，参照图2所示，该搅拌钻杆还包括外管座21、内管座22和伸缩驱动机构23，外管11的上端可转动地安装于外管座21，内管12的上端可转动地安装于内管座22，伸缩驱动机构23设于内管座22和外管座21之间，用于带动内管12和外管11沿轴向相对移动。具体的，外管座21设置外管传动法兰211，外管11的上端与外管传动法兰211相连接。内管座22设置内管传动法兰221，内管12的上端与内管传动法兰221相连接。
参照图1、2和4所示，示出了第一种伸缩驱动机构23的实施方式，其中，该伸缩驱动机构23为活塞动力缸，活塞动力缸包括缸体1-11及可伸缩地设置于缸体1-11的活塞杆1-12，缸体1-11安装于外管座21，活塞杆1-12与内管12平行布置，且活塞杆1-12的上端与内管座22相连接。活塞杆1-12伸出缸体1-11时，带动外管座21与内管座22远离，本发明活塞杆1-12缩回1-12时，带动外管座21与内管座22靠近。进一步的，为了提高内管11和外管12的同轴度，在外管座21设置多个导向杆24，内管座22可滑动地安装套装于导向杆24，沿导向杆24滑动。
参照图6所示，示出了本发明的第二种伸缩驱动机构23的实施方式，其中，该伸缩驱动机构23包括伸缩滑轨2311、伸缩直线导轨2321、伸缩驱动电机2331和伸缩电机安装板2341，伸缩滑轨2311安装于外管座21，且与内管12相平行。内管座22与伸缩滑轨2311可滑动地套接；伸缩电机安装板2341固定在伸缩导轨2311的顶端，伸缩直线导轨2321的丝杠与伸缩滑轨2311相平行安装，伸缩驱动电机2331安装于伸缩电机安装板2341，内管座22与伸缩直线导轨2321的滑块相连接，伸缩驱动电机2331与伸缩直线导轨2311的丝杠相连接。伸缩驱动电机2331带动丝杠转动，从而使滑块沿丝杠移动，使外管座21与内管座22的位置相对远离或靠近，内管12与外管11沿轴向相对移动。
参照图7所示，示出了本发明的第三种伸缩驱动机构23的实施方式，其中，该伸缩驱动机构23包括支撑杆2310、顶板2320和吊挂升降单元2330，支撑杆2310固定在外管座21上，内管座22可滑动地套装于支撑杆2310，顶板2320固定于支撑杆2310的顶部，吊挂升降单元2330设于顶板2320的下表面，用于带动内管座22升降移动，从而带动内管12与外管11沿轴向相对移动。本实施例中，吊持升降单元2330选用电动葫芦。吊挂升降单元2330还可以选用油缸、排绳器等，均为本领域技术人员能够根据需要进行选择的结构，在此不再赘述。
需要说明的是，伸缩驱动机构除了上述三种实施方式外，还有其他实施方式，均为本领域技术人员依据机械常识根据实际需要选用，在此不再一一例举。
本发明的搅拌钻杆，使用时，当伸缩驱动机构23带动外管座21与内管座22远离时，第一叶片141与外管11的夹角增大，伸缩搅拌叶14伸出，搅拌直径增大；反之，当伸缩驱动机构23带动外管座21与内管座22靠近时，第一叶片141与外管11的夹角减小，伸缩搅拌叶14收缩，搅拌直径减小。需要说明的是，本发明描述过程中，伸缩搅拌叶14伸出指第一叶片141和第二叶片142离外管11及内管12的垂直距离增大，伸缩搅拌叶14收缩指第一叶片141和第二叶片142离外管11及内管12的垂直距离减小。
本发明提供的搅拌钻杆，其外管和内管之间设有伸缩搅拌叶，伸缩搅拌叶包括通过铰链连接的第一叶片和第二叶片，当内管和外管沿轴向相对移动时，调节伸缩搅拌叶伸出或者缩回，使搅拌直径增大或者缩小，由于伸缩搅拌叶的伸缩状态通过外管与内管的轴向位置进行调节，为机械式调节方式，因此，能够在实施桩径调节时确保伸缩搅拌叶按照使用需求伸出或者缩回，保证搅拌半径符合设计要求，实现工程泥土的加固质量符合设计要求，解决现有技术无法确保搅拌叶是否打开，形成变径桩的问题；在搅拌下沉和搅拌提升过程中，缓慢驱动内管和外管沿轴向相对移动，使伸缩搅拌叶缓慢打开和/或缓慢收缩，可以形成连续无级变径截面的搅拌桩，连续的变径搅拌桩无应力集中，强度好，提高软质泥土加固质量；调节内管和外管的相对位置，可以调节伸缩搅拌叶的伸出程度，从而实现多种直径的搅拌桩的成桩操作，减少操作人员更换搅拌叶的时间，提高搅拌工作效率。
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 (9)
1.一种搅拌钻杆，其特征在于，包括外管和内管，所述外管和内管均为中空结构，所述内管套设于所述外管中，同轴布置，且所述内管的下部穿出所述外管；所述内管的上端用于连接供浆泵，其下部设有喷浆嘴；所述内管的下部与所述外管的下部之间设有伸缩搅拌叶，所述伸缩搅拌叶包括相铰接的第一叶片和第二叶片，且所述第一叶片铰接于所述外管，所述第二叶片铰接于所述内管；所述内管和外管可沿轴向相对移动，带动所述第一叶片和第二叶片相对转动。
2.如权利要求1所述的搅拌钻杆，其特征在于，该搅拌钻杆还包括外管座、内管座和伸缩驱动机构，所述外管的上端与所述外管座连接，所述内管的上端与内管座连接，所述伸缩驱动机构设于所述内管座与外管座之间，用于带动所述内管和外管沿轴向相对移动。
3.一种搅拌钻杆，其特征在于，包括外管和内管，所述外管和内管均为中空结构，所述内管套设于所述外管中，且所述内管的下部穿出所述外管；所述内管的上端用于连接供浆泵，其下部设有喷浆嘴和可绕所述内管转动的内管辐圈；所述内管辐圈与所述外管的下部之间设有伸缩搅拌叶，所述伸缩搅拌叶包括相铰接的第一叶片和第二叶片，且所述第一叶片铰接于所述外管，所述第二叶片铰接于所述内管辐圈；所述内管和外管可沿轴向相对移动，带动所述第一叶片和第二叶片相对转动；所述内管与所述外管同轴布置，且可绕轴心相对转动。
4.如权利要求3所述的搅拌钻杆，其特征在于，所述内管的下部还设有内管搅拌叶。
5.如权利要求4所述的搅拌钻杆，其特征在于，所述内管搅拌叶为多组，多组所述内管搅拌叶沿所述内管的轴向排布，且长度不完全相同，且呈倒梯形布置。
6.如权利要求3至5任一项所述的搅拌钻杆，其特征在于，该搅拌钻杆还包括外管座、内管座和伸缩驱动机构，所述外管的上端可转动地安装于所述外管座，所述内管的上端可转动地安装于所述内管座，所述伸缩驱动机构设于所述内管座和外管座之间，用于带动所述内管和外管沿轴向相对移动。
7.一种搅拌钻杆，其特征在于，包括外管和内管，所述外管和内管均为中空结构，所述内管套设于所述外管中，且所述内管的下部穿出所述外管；所述内管的上端用于连接供浆泵，其下部设有喷浆嘴；所述外管设有可绕所述外管转动的外管辐圈，所述外管辐圈与所述内管的下部之间设有伸缩搅拌叶，所述伸缩搅拌叶包括相铰接的第一叶片和第二叶片，且所述第一叶片铰接于所述外管辐圈，所述第二叶片铰接于所述内管；所述内管和外管可沿轴向相对移动，带动所述第一叶片和第二叶片相对转动；所述内管与所述外管同轴布置，且可绕轴心相对转动。
8.如权利要求7所述的搅拌钻杆，其特征在于，所述外管的下部设有外管搅拌叶。
9.如权利要求7或8任一项所述的搅拌钻杆，其特征在于，该搅拌钻杆还包括外管座、内管座和伸缩驱动机构，所述外管的上端可转动地安装于所述外管座，所述内管的上端可转动地安装于所述内管座，所述伸缩驱动机构设于所述内管座和外管座之间，用于带动所述内管和外管沿轴向相对移动。
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- 2015-03-30 CN CN201510145030.6A patent/CN106149675A/zh active Pending
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