CN113404443A - 一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备 - Google Patents

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盛晓幸
宋雪清
刘全林
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Abstract

本发明提供一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,包括桩架,桩架上设置有钻杆,钻杆下部设置有搅拌架,搅拌架内端部套在钻杆上,钻杆下部设有钻杆叶片,搅拌架内侧设置搅拌叶片。搅拌架叶片与钻杆叶片相互作用,水泥浆液搅拌充分,成桩效果好。

Description

一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域,具体的来说涉及一种地基基础施工的设备。
背景技术
搅拌桩施工机械,在施工过程中,通常采用搅拌桩机进行施工,搅拌桩机上设置有钻杆,钻杆上设置有钻杆叶片,钻杆叶片旋转切削土层将水泥浆液与原状土搅拌混合形成流态水泥土。
钻杆叶片旋转过程中会产生水泥土固结,凝固的水泥土附着在钻杆叶片上,钻杆叶片失去搅拌功能,由此形成的搅拌桩质量不合格,桩体均匀度差,施工工效低。即钻杆叶片在黏性土层施工时,黏土易粘在钻杆叶片上与叶片一起旋转,影响成桩搅拌效果。
传统植桩钻杆刚度较低,成桩的垂直度及圆柱度较差,一方面影响成桩效果,另一方面浪费水泥浆液。
所以需要设计一种新型的搅拌桩施工设备是十分迫切的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,克服现有技术中存在的问题,提供一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备。
为了解决上述问题,本发明的技术方案如下:
一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,包括桩架,桩架上设置有钻杆,钻杆下部设置有搅拌架,搅拌架上下端部中心套在钻杆上,钻杆下部设有钻杆叶片,搅拌架内侧设置搅拌叶片。
搅拌架中心设置有用于稳定的轴套,钻杆从轴套中间穿过,钻杆在轴套限位范围内转动。
所述搅拌架为竖向框架结构,框架上端和下端均为一横板,横板连接轴套,横板另一端连接竖板,所述搅拌叶片设置在竖版内侧;二个横板、一个竖板及竖版内侧的搅拌叶片组成一个搅拌面,搅拌架由布置在钻杆圆周上的多个搅拌面组成。
搅拌叶片与钻杆叶片相互交叉错位布置。
所述搅拌叶片为竖向叶片或斜向叶片,或竖向叶片和斜向叶片相结合结构。
所述钻杆上设置有外层的套管,外层的套管下端连接搅拌架。
所述搅拌架相对固定,套管也相对固定,钻杆相对转动,钻杆升降时搅拌架随钻杆升降。
套管与桩架通过导向滑块连接,套管通过导向滑块上下滑动。
所述钻杆上无外层的套管,搅拌架通过轴套套在钻杆上,搅拌架自身无动力驱动。
所述搅拌架为可转动搅拌架,搅拌架与钻杆分别转动,钻杆升降时搅拌架随钻杆升降。
搅拌架与钻杆转动方向相反。
搅拌架与钻杆转动方向相同。
桩架上设置有动力头,所述动力头设有两个输出端,两个转向不同的输出端分别连接套管和钻杆。
所述钻杆与套管分别连接一套动力装置。
所述钻杆与套管共用一套动力装置,动力装置通过变速箱设置两个输出端。
钻杆上设置有上喷浆口和下喷浆口,下喷浆口位于钻杆底端,上喷浆口位于下喷浆口上方。
下喷浆口和上喷浆口旁边设置有用于保护喷浆口的保护盖。
有益效果,本发明所述的施工设备,设置了搅拌架保证了钻杆前端不晃动,保证钻进过程中垂直下钻。
搅拌架范围内钻杆叶片与搅拌叶片对土体进行相互切削,使得土体与水泥浆液搅拌充分,成桩效果好。
在搅拌架上设置有搅拌叶片,钻杆叶片与搅拌叶片做相对运动,当钻杆叶片扫过搅拌叶片时,粘结在搅拌叶片上的粘土被清理掉,从而提高成桩搅拌效果。
搅拌架上的搅拌叶片与钻杆上的钻杆叶片相互交叉叠合结构,相对运动,形成水泥土桩的搭接效果,使搅拌桩体得到充分的搅拌,成桩均匀度好。搅拌叶片与钻杆叶片的搭接长度,根据土体实际情况而选择。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明;
图1为本发明所述施工设备的总体结构示意图。
图2为本发明所述的钻具部分示意图。
图3为本发明所述的搅拌架结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
本实施例所述的植桩施工设备,参看图1,设备包括桩架1,在桩架上设置钻杆2,钻杆2用于形成水泥土搅拌桩;钻杆2上装有动力头3,动力头3 内安装有电机。钻杆前端设置有一个搅拌架6。
参看图2和3,搅拌架6上下端部中心套在钻杆上,钻杆2下部设有钻杆叶片21,搅拌架内侧设置搅拌叶片61。搅拌架中心设置有用于稳定的轴套62,钻杆从轴套62中间穿过,钻杆在轴套限位范围内转动。
所述搅拌架6为竖向框架结构,框架上端和下端均为一横板63,横板连接轴套,横板另一端连接竖板64,所述搅拌叶片设置在竖版内侧;二个横板 63、一个竖板64及竖版内侧的搅拌叶片61组成一个搅拌面,搅拌架6由布置在钻杆圆周上的多个搅拌面组成。
搅拌叶片61与钻杆叶片21相互交叉错位布置。搅拌叶片61与钻杆叶片 21相互切削作用,水泥浆液搅拌充分,成桩效果好。
所述搅拌叶片61为竖向叶片或斜向叶片,或竖向叶片和斜向叶片相结合结构。
此实施例中,搅拌架6上端和下端通过轴套62设置在钻杆上,随钻杆升降一起升降,搅拌架6插入土里,竖版、横板产生阻力,使得搅拌架6不转动仅钻杆转动,达到搅拌架范围内土体混合作用。
钻杆最前端为钻头22,钻头伸出搅拌架下端边界。
所述钻杆2底端设置有下喷浆口,以及位于下喷浆口上方的上喷浆口。下喷浆口位于最底端,上喷浆口位于搅拌架上部;钻杆提升与下降过程中,搅拌架附近上下喷出的水泥浆被充分搅拌。
为了保护喷浆口不被堵塞,下喷浆口和上喷浆口旁边设置有用于保护喷浆口的小叶片。
实施例2
所述钻杆2上设置有套管,钻杆位于套管中心。钻杆2转动,而套管相对钻杆2固定不转动。套管上端连接动力头的壳体上。套管中部设置可滑动的导向滑块5,导向滑块5箍在套管外侧,导向滑块5另一侧设置在桩架1的导向架上,套管升降时,导向滑块5伴随升降。套管的下端连接一搅拌架6。套管截面为十字形,套管左右两侧为开口向外的槽钢,套管前后两侧为开口向内的槽钢,导向滑块5卡在开口向外的槽钢槽内。搅拌架上部设置有收口,收口连接套管底端。搅拌架6与套管固定在一起不转动。
为了便于对接和拆卸,收口62设置对接法兰,套管底端设置有对接法兰,通过螺栓及对接法兰将搅拌架与套管固定。
下钻过程中,套管固定不转动,搅拌架也不转动,仅有钻杆转动,有效的保证了下钻过程中的水泥土桩体的垂直度。垂直度偏差0.5%范围内。
所述套管由四个槽钢围成,槽钢截面为凹形,凹形开口向外。导向滑块5 一侧箍住套管,另一侧箍住导向架7,导向滑块5通过柔性绳连接在动力头壳体上,钻杆全部提升起来时,柔性绳将导向滑块5提升到钻杆高度的中部位置,下钻时,导向滑块5随之下降,当导向滑块下落到钻杆底部护筒位置时,护筒阻挡导向滑块5继续下落,导向滑块与动力头之间距离缩短,直至下钻完成。提升时,动力头提升到一半高度时,柔性绳被拉直,随之导向滑块5被向上拉起,直至提升完成。
实施例3,所述钻杆2上设置有圆形套管,钻杆2位于套管中心。钻杆2 转动,而套管相对钻杆2可以反向转动。套管上端连接动力头的一路扭矩输出端。套管的下端连接一搅拌架6。动力头带动套管转动,套管带动搅拌架6 转动。搅拌架6可以实现与钻杆相对独立的转动,其余同实施例2。
本实施例中的设备,设备为单轴钻机设备,用于将桩位的土体切削搅拌,与固化剂混合形成水泥土搅拌体,插入预制桩体,形成复合桩基。
施工过程如下:
(1)就位
移动桩架到达指定桩位,使钻头中心对准设计桩位。
(2)制备水泥浆
根据设计用灰量、桩长、水灰比拌制水泥浆,拌好后的水泥浆过筛后到入集料斗中。
(3)搅拌下沉
桩位定好后,启动电机,放松卷扬钢丝绳,使搅拌机沿立柱导向架边搅拌、边切土下沉,下喷浆口喷入水泥浆,如下钻困难,可适当喷少量的水。
(4)喷浆、搅拌提升
钻头下沉到设计深度后,边旋转搅拌钻头边提升,同时上喷浆口喷入水泥浆,提升时严格按照要求的提升速度提升,搅拌机并喷射规定的水泥浆。
(5)重复搅拌下沉和提升
根据设计要求复搅,复搅完毕提升钻杆。
(6)清洗
向集料斗中注入适量的清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残余的水泥浆,直至基本干净。并将粘附在搅拌头上的软土清除干净。
步骤(3)、(4)、(5)中,利用钻杆上设置的搅拌架6清理掉粘结在钻杆叶片上的粘土,且搅拌叶片与钻杆叶片相互作用,水泥浆液充分搅拌,形成搅拌桩。
其中在步骤(4),下沉到设计深度后,可以进行定喷,在搅拌桩底部形成扩大头,增加增加桩底的承载力。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实例的限制,上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (17)

1.一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,包括桩架,桩架上设置有钻杆,其特征是,钻杆下部设置有搅拌架,搅拌架上下端部中心套在钻杆上,钻杆下部设有钻杆叶片,搅拌架内侧设置搅拌叶片。
2.根据权利要求1所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,搅拌架中心设置有用于稳定的轴套,钻杆从轴套中间穿过,钻杆在轴套限位范围内转动。
3.根据权利要求2所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述搅拌架为竖向框架结构,框架上端和下端均为一横板,横板连接轴套,横板另一端连接竖板,所述搅拌叶片设置在竖版内侧;二个横板、一个竖板及竖版内侧的搅拌叶片组成一幅搅拌框,搅拌架由布置在钻杆圆周上的n幅搅拌框组成。
4.根据权利要求3所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述n幅搅拌框均匀对称布置在钻杆上。
5.根据权利要求3所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述n幅搅拌框非对称布置在钻杆上。
6.根据权利要求1所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,搅拌叶片与钻杆叶片相互交叉错位布置。
7.根据权利要求6所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述搅拌叶片为竖向叶片或横向叶片或斜向叶片,或竖向叶片、横向叶片、斜向叶片相结合的结构。
8.根据权利要求1所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述钻杆上设置有外层的套管,外层的套管下端连接搅拌架。
9.根据权利要求8所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述搅拌架相对固定,套管也相对固定,钻杆相对转动,钻杆升降时搅拌架随钻杆升降。
10.根据权利要求8所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,套管与桩架通过导向滑块连接,套管通过导向滑块上下滑动。
11.根据权利要求1所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述钻杆上无外层套管,搅拌架通过轴套套在钻杆上,搅拌架自身无动力驱动。
12.根据权利要求1所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述搅拌架为可转动搅拌架,搅拌架与钻杆分别转动,钻杆升降时搅拌架随钻杆升降。
13.根据权利要求12所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,搅拌架与钻杆转动方向相反。
14.根据权利要求12所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,搅拌架与钻杆转动方向相同,速度不同。
15.根据权利要求8所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,桩架上设置有动力头,所述动力头设有两个输出端,两个转向不同的输出端分别连接套管和钻杆。
16.根据权利要求15所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述钻杆与套管分别连接一套动力装置。
17.根据权利要求15所述的一种带有搅拌架的搅拌桩施工设备,其特征是,所述钻杆与套管共用一套动力装置,动力装置通过变速箱设置两个输出端。
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