CN111549760A - 微扰动切削搅拌注浆系统 - Google Patents

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牛永波
王倩云
白中强
王旭
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Abstract

本发明公开了一种微扰动切削搅拌注浆系统，它包括依次管路连通的贮浆器、注浆泵和切削注浆搅拌组件，其中所述切削注浆搅拌组件包括：钻杆，所述钻杆上端与注浆泵的输出管路通过导流器相连接；切削搅拌钻头，所述切削搅拌钻头与钻杆下端连接；搅拌钻机，所述搅拌钻机包括机体，与机体连接的立柱；动力头，动力头与搅拌钻机的立柱滑动连接，所述动力头设置有钻杆抱紧装置；其中所述导流器、钻杆和切削搅拌钻头内均设置有导通的喷浆通道；其特征在于：所述钻杆包括下端的内六方连接端、钻杆喷浆通道、钻杆杆身以及上端的外六方连接端，其中下端的内六方连接端与切削搅拌钻头连接，上端的外六方连接端与导流器连接，钻杆喷浆通道与导流器管路导通，所述钻杆杆身表面包含至少两个均匀设置的平面。

Description

微扰动切削搅拌注浆系统
技术领域
本发明涉及一种地基加固施工的切削搅拌注浆系统，更具体地讲涉及一种微扰动切削搅拌注浆系统。
背景技术
水泥搅拌地基加固是用于加固饱和软黏土地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过切削注浆搅拌系统将水泥与地基土强制性搅拌，利用固化剂和地基土之间所产生的一系列物理化学反应，使地基土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基。切削注浆搅拌装置用回转的搅拌叶片将压入软土内的水泥浆与周围软土强制拌和形成泥加固体。
现有的切削注浆搅拌系统通常包括：管路连通的贮浆器、注浆泵和切削注浆搅拌组件。而其中所述的切削注浆搅拌组件又包括：钻杆，所述钻杆上端与注浆泵的输出管路通过导流器相连接；切削搅拌钻头，所述切削搅拌钻头与钻杆下端连接；搅拌钻机，所述搅拌钻机包括机体，与机体连接的立柱；动力头，动力头与搅拌钻机的立柱滑动连接，所述动力头设置有钻杆抱紧装置；其中所述导流器、钻杆和切削搅拌钻头内均设置有导通的喷浆通道。其中钻杆通常采用圆形钻杆，在施工过程中，会出现土体塌方后抱紧钻杆，地下注浆压力急剧上升，造成地面隆起以及造成周围管线损伤，而且在大扭矩施工过程中，仅依靠夹具和钻杆之间的摩擦力难以提供足够的扭矩，会出现打滑现象。另外，现有的切削搅拌钻头在实际施工中，切碎的地基土与水泥浆在回转的搅拌叶片的作用下，形成螺旋状不均匀加固体，因此常常引入压缩气体，利用压缩气体的翻搅拌和破坏地基土与水泥浆的螺旋状不均匀现象，然而这还不能完全改善加固体的均匀性，反而造成加固体因困有气体而导致的疏松。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微扰动切削搅拌注浆系统，它所采用的技术方案是：一种微扰动切削搅拌注浆系统，它包括依次管路连通的贮浆器、注浆泵和切削注浆搅拌组件，其中所述切削注浆搅拌组件包括：钻杆，所述钻杆上端与注浆泵的输出管路通过导流器相连接；切削搅拌钻头，所述切削搅拌钻头与钻杆下端连接；搅拌钻机，所述搅拌钻机包括机体，与机体连接的立柱；动力头，动力头与搅拌钻机的立柱滑动连接，所述动力头设置有钻杆抱紧装置；其中所述导流器、钻杆和切削搅拌钻头内均设置有导通的喷浆通道；其特征在于：所述钻杆包括下端的内六方连接端、钻杆喷浆通道、钻杆杆身以及上端的外六方连接端，其中下端的内六方连接端与切削搅拌钻头连接，上端的外六方连接端与导流器连接，钻杆喷浆通道与导流器喷浆通道导通，所述钻杆杆身表面包含至少两个均匀设置的平面。
本发明更进一步的技术特征是：
所述切削搅拌钻头包括与钻杆下端连接的设置有喷浆通道和喷嘴的钻头杆，置于钻头杆一端的带有切削刀头的钻头，设置在钻头杆上的搅拌叶片，在所述钻头杆上钻头和搅拌叶片之间还设置有扰流板，所述扰流板随钻头杆上下运动而不随钻头杆转动。
所述扰流板包括扰流叶片、耐磨环以及筋板，其中所述耐磨环套接在钻头杆上且二者之间间隙配合。
所述扰流板长度大于钻头的长度和搅拌叶片的长度。
所述钻头杆上设置有限制耐磨环上下移动的限位装置。
本发明的有益效果是：
1、由于本发明钻杆杆身表面包含至少两个均匀设置的平面，这样钻杆杆身在旋转过程中，平面的外侧会形成一个返浆通道，使地下喷浆压力区与地面导通，释放注浆压力，保持地压稳定；同时，钻杆杆身在旋转过程中，由于有平面的存在，塌方的土体被不停地搅动，防止土体抱紧钻杆，还能有效避免地面隆起和钻具打滑的问题。
2、由于本发明中的切削搅拌钻头在所述钻头杆上钻头和搅拌叶片之间还设置有扰流板，所述扰流板随钻头杆上下运动而不随钻头杆转动，这样在下压切削注浆搅拌过程中，钻头边旋转边下压，水泥浆液进入钻头杆中的喷浆通道，然后通过喷嘴喷出，钻头上的切削刀头对地基土进行破坏，在地基土不断破坏的过程，扰流板只下压不转动，扰乱钻头回转时形成的流体流动方向，使水泥浆液与地基土充分搅拌混合，在土中形成一定直径的水泥土柱状混合液；在提升切削补浆搅拌过程中，钻头边反向旋转边提升，水泥浆液进入钻头杆中的喷浆通道通过喷嘴喷出，搅拌叶片对水泥土柱状混合液进行二次搅拌，在搅拌叶片不断搅拌的过程，搅拌扰流板只提升不转动，扰乱搅拌叶片回转时形成的流体流动方向，使水泥浆液与地基土充分搅拌混合，在土中形成一定直径的水泥土柱状固结体，这样切削搅拌钻头经过下压切削注浆搅拌过程和提升切削补浆搅拌过程，水泥浆与地基土会达到搅拌均匀，从而保证了水泥搅拌地基加固的质量。
附图说明
图1为本发明一实施例的结果示意图；
图2为图1中钻杆的结构示意图；
图3为图1中钻杆杆身的截面放大视图；
图4为图1中切削搅拌钻头的结构主视图；
图5为图4所示切削搅拌钻头的侧视图；
图6为图5中扰流板的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的作进一步详细的说明。
参照图1至图6，一种微扰动切削搅拌注浆系统，它包括依次管路连通的贮浆器1、注浆泵2和切削注浆搅拌组件3，其中所述切削注浆搅拌组件包括：钻杆31，所述钻杆上端与注浆泵2的输出管路通过导流器4相连接；切削搅拌钻头32，所述切削搅拌钻头32与钻杆31下端连接；搅拌钻机33，所述搅拌钻机包括机体331，与机体连接的立柱332；动力头34，动力头34与搅拌钻机的立柱332滑动连接，所述动力头34设置有钻杆抱紧装置；其中所述导流器4、钻杆31和切削搅拌钻头32内均设置有导通的喷浆通道；所述钻杆31包括下端的内六方连接端311、钻杆喷浆通道312、钻杆杆身313以及上端的外六方连接端314，其中下端的内六方连接端311与切削搅拌钻头32连接，上端的外六方连接端314与导流器4连接，钻杆喷浆通道312与导流器喷浆通道导通，所述钻杆杆身313表面包含三个均匀设置的平面3131。
在本实施例中，所述切削搅拌钻头32包括：与钻杆下端内六方连接端311连接的钻头杆326，所述钻头杆326设置有钻头杆喷浆通道323和喷嘴322；置于钻头杆下端的带有切削刀头327的钻头321；设置在钻头杆上的搅拌叶片325；在所述钻头杆上钻头321和搅拌叶片325之间还设置有扰流板324，所述扰流板324随钻头杆326上下运动而不随钻头杆转动。其中所述扰流板324包括扰流叶片3241、耐磨环3242以及筋板3243，所述耐磨环3242套接在钻头杆上且二者之间间隙配合，其中所述扰流板324长度大于钻头321的长度和搅拌叶片325的长度，这样更有利于水泥浆与地基土搅拌均匀。在实际应用中，为保证扰流板324随钻头杆上下运动而不随钻头杆326转动，所述钻头杆326上设置有限制耐磨环上下移动的限位装置（图中未示）。
由于本发明中的切削搅拌钻头32在所述钻头杆上钻头321和搅拌叶片325之间还设置有扰流板324，所述扰流板324随钻头杆326上下运动而不随钻头杆转动，这样在下压切削注浆搅拌过程中，钻头321边旋转边下压，水泥浆液进入钻头杆中的喷浆通道323，然后通过喷嘴322喷出，钻头上的切削刀头327对地基土进行破坏，在地基土不断破坏的过程，扰流板324只下压不转动，扰乱钻头回转时形成的流体流动方向，使水泥浆液与地基土充分搅拌混合，在土中形成一定直径的水泥土柱状混合液；在提升切削补浆搅拌过程中，钻头321边反向旋转边提升，水泥浆液进入钻头杆中的喷浆通道323通过喷嘴322喷出，搅拌叶片325对水泥土柱状混合液进行二次搅拌，在搅拌叶片325不断搅拌的过程，扰流板324只提升不转动，扰乱搅拌叶片325回转时形成的流体流动方向，使水泥浆液与地基土充分搅拌混合，在土中形成一定直径的水泥土柱状固结体，这样切削搅拌钻头32经过下压切削注浆搅拌过程和提升切削补浆搅拌过程，水泥浆与地基土会达到搅拌均匀，从而保证了水泥搅拌地基加固的质量。
本实施例中钻杆杆身313表面包含三个均匀设置的平面3131，这样钻杆杆身313在旋转过程中，平面3131的外侧会形成一个返浆通道3132，使地下喷浆压力区与地面导通，释放注浆压力，保持地压稳定；同时，钻杆杆身313在旋转过程中，由于有平面3131的存在，塌方的土体被不停地搅动，防止土体抱紧钻杆，还能有效避免地面隆起和钻具打滑的问题。
本实施例中所属钻杆杆身313表面包含3个均匀设置的平面3131，在实际应用中，所属钻杆杆身313表面还可以设置成包含2个均匀设置的平面3131或设置成包含4个均匀设置的平面3131或设置成包含5个均匀设置的平面3131。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的精神即创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，包括这里单独披露的或要求保护的技术特征的组合，以及明显地包括这些特征的其它组合，这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种微扰动切削搅拌注浆系统，它包括依次管路连通的贮浆器、注浆泵和切削注浆搅拌组件，其中所述切削注浆搅拌组件包括：
钻杆，所述钻杆上端与注浆泵的输出管路通过导流器相连接；
切削搅拌钻头，所述切削搅拌钻头与钻杆下端连接；
搅拌钻机，所述搅拌钻机包括机体，与机体连接的立柱；
动力头，动力头与搅拌钻机的立柱滑动连接，所述动力头设置有钻杆抱紧装置；
其中所述导流器、钻杆和切削搅拌钻头内均设置有导通的喷浆通道；
其特征在于：所述钻杆包括下端的内六方连接端、钻杆喷浆通道、钻杆杆身以及上端的外六方连接端，其中下端的内六方连接端与切削搅拌钻头连接，上端的外六方连接端与导流器连接，钻杆喷浆通道与导流器喷浆通道导通，所述钻杆杆身表面包含至少两个均匀设置的平面。
2.如权利要求1所述的微扰动切削搅拌注浆系统，其特征在于：所述切削搅拌钻头包括与钻杆下端连接的设置有喷浆通道和喷嘴的钻头杆，置于钻头杆一端的带有切削刀头的钻头，设置在钻头杆上的搅拌叶片，在所述钻头杆上钻头和搅拌叶片之间还设置有扰流板，所述扰流板随钻头杆上下运动而不随钻头杆转动。
3.如权利要求2所述的微扰动切削搅拌注浆系统，其特征在于：所述扰流板包括扰流叶片、耐磨环以及筋板，其中所述耐磨环套接在钻头杆上且二者之间间隙配合。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的微扰动切削搅拌注浆系统，其特征在于：所述扰流板长度大于钻头的长度和搅拌叶片的长度。
5.根据权利要求权利要求4所述的微扰动切削搅拌注浆系统，其特征在于：所述钻头杆上设置有限制耐磨环上下移动的限位装置。
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