CN204456083U - Cm复合素砼加劲水泥土搅拌桩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，包括机架、动力头、浆料分流器、钻杆、卷扬机构、行走机构、平衡配重和控制机构，浆料分流器包括外套、上压盖、下压盖、芯轴和水泥浆输送管，芯轴竖直向上穿插在外套内，芯轴位于外套内的轴段从上至下套装5个橡胶密封圈，形成4个独立密闭的分流腔，每一个分流腔均与一条供浆管相连通，水泥浆输送管与分流腔相连通，钻杆包括主杆、钻头杆和合金钢钻头，主杆和钻头杆均为空心杆，芯轴与主杆相贯通，主杆与钻头杆相贯通，空心钻头还包括喷浆管，喷浆管与水泥浆输送管相连接，在钻杆钻孔时对土层进行高压旋转搅拌喷浆。该水泥土搅拌桩机能够完成C桩M的成桩。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水泥土搅拌设备，具体是指CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机。
背景技术
水泥土搅拌桩机是建筑工程基坑支护、基础桩、地基加固处理中常用的成桩部件，通常搅拌桩机包括机架、动力头、卷扬机构、空心钻杆、行走机构、平衡配重、控制机构以及浆料分流器，动力头固定安装在机架的顶部，动力头内置有电动机，电动机具有减速机，控制机构分别与电动机、卷扬机构、行走机构和多台供浆泵相连接，用于控制各部件动作，搅拌桩机通过浆料分流器输送水泥浆料在空心钻杆钻孔时对土层进行高压旋转喷浆搅拌成桩。
目前，为了提高水泥土搅拌桩在基坑支护的挡土能力以及工程桩减少素砼C桩的充盈系数减少浪费，通常在水泥土搅拌桩内再行掏孔灌注混凝土C桩，C桩即钻孔灌注桩。即在水泥土搅拌桩成桩后，再用其它钻孔灌注桩机掏孔成桩。实际操作上存在有如下缺陷：①水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩由于施工效率不一致工程量很难匹配，常常出现钻孔灌注桩机处于怠工状况；如果采用一台钻孔灌注桩机与多台水泥土搅拌桩机配套，钻孔灌注桩机移机频繁。②最佳配合时间难控。水泥土搅拌成桩时间长了，水泥土搅拌桩凝固后强度上来了，钻孔灌注桩机掏孔困难且有可能对水泥土搅拌桩(M桩)产生破坏，M桩即水泥土搅拌桩。③两次两种不同桩机在同一位置施工垂直度累计误差大，施工过程中常常出现穿壁破坏现象。④掏孔过程是将成桩后的含水泥浆在内的水泥土桩体的中心部分掏掉，资源浪费。⑤施工效率低。
因此，如何决水泥土桩中素砼加劲在施工过程中存在的上述问题？如何通过一机整合同步完成C桩M桩的成桩？如何保证在确保水泥土成桩强度达到设计要求的前提下使水泥浆输送供应与灌注桩混凝土输送速度相匹配？如何在同一钻杆上用何种方式同时完成供应水泥浆和混凝土？是目前需综合研究和解决的课题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，该水泥土搅拌桩机通过一机整合同步完成C桩M的成桩，并且能够对土层进行高压旋转搅拌喷浆，且搅拌均匀。
本实用新型的这一目的通过如下的技术方案来实现的：CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，包括机架、动力头、浆料分流器、钻杆、卷扬机构、行走机构、平衡配重和控制机构，其特征在于：所述的浆料分流器包括外套、上压盖、下压盖、芯轴和水泥浆输送管，上压盖、下压盖分别与外套相连接，所述芯轴为中空轴，芯轴竖直向上穿插在外套内，芯轴的上端和下端分别从上压盖和下压盖伸出，上端通过主动轴联轴器连接动力头，芯轴与外套之间具有空腔，芯轴位于外套内的轴段从上至下套装5个橡胶密封圈，将芯轴与外套之间的空腔分隔成4个独立密闭的分流腔，每一个分流腔均与一条横向插装在外套上的供浆管相连通，每一条供浆管均连接一台供浆泵，所述的水泥浆输送管为设置在芯轴四周并且与芯轴相平行的四根管，每一根管的顶端均与一个分流腔相连通，水泥浆输送管穿过从动轴联轴器向下伸出，所述的钻杆包括主杆和空心钻头，空心钻头包括钻头杆和合金钢钻头，所述的主杆和钻头杆均为空心杆，使得钻杆兼具混凝土输送管的作用，芯轴的下端通过从动轴联轴器连接主杆的上端，芯轴与主杆相贯通，主杆的下端通过联接法兰连接钻头杆的上端，主杆与钻头杆相贯通，合金钢钻头通过钻头联接法兰连接钻头杆的下端，空心钻头还包括沿钻头杆轴向固定设置在钻头杆上的长螺旋叶片、沿钻头杆径向自上而下固定设置在钻头杆上的四排搅拌叶片、对应于每一排搅拌叶片固定设置在其中一片搅拌叶片上的一根喷浆管、与长螺旋叶片的底部和位于最下排的搅拌叶片固定相连接的分隔护筒以及混凝土出口活动门，每一根喷浆管均与水泥浆输送管穿过从动轴联轴器向下伸出的管段相连接，在钻杆钻孔时对土层进行高压旋转搅拌喷浆。
本实施例中的C桩M桩复合桩简称为CM复合加劲桩，该C桩M桩复合桩既能满足C桩钻孔成桩要求，又能满足M桩搅拌成桩要求。
本实用新型中，所述芯轴、主杆和钻头杆三者开设的中心孔相同，且三者安装时中心孔上下相对中，三者的中心孔共同构成混凝土输送通道。
本实用新型中，所述的5个橡胶密封圈从上至下等间距均匀套装在芯轴位于外套内的轴段上，由此分隔形成的4个独立密闭的分流腔结构相同、容积相同。
本实用新型中，所述的四根水泥浆输送管以芯轴为中心均匀设置在芯轴的四周，四根水泥浆输送管位于同一中心圆的圆周上，四根水泥浆输送管中相邻的水泥浆输送管之间形成的圆心角均为90°。
本实用新型中，所述的四排搅拌叶片中，每一排的搅拌叶片均由呈一字排列的两片叶片构成，四排搅拌叶片从上至下错位45°角分布，确保受力平衡。
本实用新型中，所述的喷浆管通过角钢固定焊接在对应的搅拌叶片上，喷浆管的设置方向与搅拌叶片相平行。
本实用新型中，所述的分隔护筒为中空的筒体，分隔护筒与长螺旋叶片的底部以及位于最下排的一排搅拌叶片相焊接。
本实用新型中，所述连接合金钢钻头与钻头杆之间的钻头联接法兰的下底面还固定安装有固定支座，所述的混凝土出口活动门铰接在所述固定支座上。
本实用新型中，所述的动力头固定安装在机架的顶部，动力头内置有电动机，芯轴的上端通过所述的主动轴联轴器连接电动机，所述的控制机构分别与所述的电动机、卷扬机构、行走机构和多台供浆泵相连接，用于控制各部件动作。
所述的控制机构为无极数控机构，所述的电动机为无极变速电动机。
本实用新型C桩M桩复合桩素砼加劲水泥土搅拌桩机很好的解决了的素砼加劲水泥土搅拌桩实际施工过程中的上述问题，极大提高施工质量和效率、减少资源浪费，符合绿色建筑要求。
与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的技术效果：
⑴本实用新型采用无极数控机构控制电机实现无极变速，使CM复合加劲桩能充分满足不同岩层所需搅拌速度和下钻提钻速度的精准提供，加之CM多功能钻头的4排8片叶片的合理布置，使搅拌更加充分保证了M桩的均匀性，M桩即水泥土搅拌桩。
⑵本实用新型的浆料分流器采用了4+1重管供浆，确保了M桩两搅两喷的水泥浆充足供应，并且满足C桩施工工艺，C桩即钻孔灌注桩，在钻孔至设计成桩深度时M桩提钻旋转喷浆搅拌的同时，中心管开始灌注混凝土直至设计标高时同事完成M桩C桩的成桩，实现一机两种桩型的同步完成。
⑶本实用新型CM素砼加劲复合水泥土搅拌桩机同轴实现C桩M桩两种桩型的施工，C桩M桩能稳定保证其同心度，避免了偏空穿壁破坏情况的发生。
⑷本实用新型成桩过程中由于CM多功能钻头的作用，周边C桩范围外的土层用护筒分割经叶片切削、分散、喷水泥浆、充分搅拌成M桩，中心C桩成桩部分原土(未喷浆的土层)经钻头对土层切削经螺旋叶片向上提升旋送出地面，改变了原清挖M桩桩体成孔灌注素混凝土的施工工艺，避免了水泥土的掏弃浪费，节省了资源。
⑸本实用新型根据工程桩复合设计形式，可将CM多功能钻头的M桩部分拆分安装至C桩、M桩长差的位置，形成承载受力极佳的阶梯桩形式，且变换十分方便。
⑹本实用新型能一机当两机用，施工效率高。只需更换钻杆和钻头即可当纯当CFG之用，也可纯当四重管大直径(桩径D2500以内)水泥土搅拌桩机之用，机动灵活，应用范围大大扩宽。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型水泥土搅拌桩机的整体结构图；
图2是本实用新型水泥土搅拌桩机中浆料分流器的结构示意图；
图3是本实用新型水泥土搅拌桩机中空心钻头的结构示意图；
图4是图3中部分部件的仰视图。
附图标记说明
1、动力头；2、机架；3、控制机构；4、平衡配重；5、行走机构；6、卷扬机构；7、钻杆；71、主杆；72、空心钻头；721、钻头杆；722、合金钢钻头；723、长螺旋叶片；724、搅拌叶片；725、喷浆管；726、分隔护筒；727、钻头联接法兰；728、固定支座；729、混凝土出口活动门；730、混凝土出料口；8、浆料分流器；81、上压盖；82、上轴承；83、芯轴；84、外套；85、供浆管；86、水泥浆输送管；87、分流腔；88、下轴承；89、下压盖；90、橡胶密封圈；9、主动轴联轴器；10、从动轴联轴器；11、联接法兰；
具体实施方式
如图1至图4所示的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，包括机架2、动力头1、浆料分流器8、钻杆7、卷扬机构6、行走机构5、平衡配重4和控制机构3，动力头1固定安装在机架2的顶部，动力头1内置有电动机，电动机具有减速机，控制机构3为无极数控机构，电动机为无极变速电动机，浆料分流器8的上端通过主动轴联轴器9连接电动机的减速机，控制机构3分别与电动机、卷扬机构6、行走机构5和多台供浆泵相连接，用于控制各部件动作。
浆料分流器8即为CM分流器，该浆料分流器8包括外套84、上压盖81、下压盖89、芯轴83和水泥浆输送管86，上压盖81、下压盖89分别与外套84相连接，芯轴83为中空轴，芯轴83竖直向上穿插在外套84内，芯轴83的上端和下端分别从上压盖81和下压盖89伸出，芯轴83的上端与外套84之间安装有上轴承82，芯轴83的下端与外套84之间安装有下轴承88，芯轴83的上端通过主动轴联轴器9连接动力头1，芯轴83与外套84之间具有空腔。
芯轴83位于外套84内的轴段从上至下套装5个橡胶密封圈90，将芯轴83与外套84之间的空腔分隔成4个独立密闭的分流腔87，5个橡胶密封圈90从上至下等间距均匀套装在芯轴83位于外套84内的轴段上，由此分隔形成的4个独立密闭的分流腔87结构相同、容积相同，每一个分流腔87均与一条横向插装在外套84上的供浆管85相连通，每一条供浆管85均连接一台供浆泵，水泥浆输送管86为设置在芯轴83四周并且与芯轴83相平行的四根管，四根水泥浆输送管86以芯轴83为中心均匀设置在芯轴83的四周，四根水泥浆输送管86位于同一中心圆的圆周上，四根水泥浆输送管86中相邻的水泥浆输送管86之间形成的圆心角均为90°，每一根水泥浆输送管86的顶端均与一个分流腔87相连通，水泥浆输送管86穿过从动轴联轴器10向下伸出。
钻杆7包括主杆71和空心钻头72，空心钻头72即为CM多功能钻头，空心钻头72包括钻头杆721和合金钢钻头722，主杆71和钻头杆721均为空心杆，使得钻杆7兼具混凝土输送管的作用，芯轴83的下端通过从动轴联轴器10连接主杆71的上端，芯轴83与主杆71相贯通，主杆71的下端通过联接法兰11连接钻头杆721的上端，主杆71与钻头杆721相贯通，合金钢钻头722通过钻头联接法兰727连接钻头杆721的下端，空心钻头72还包括沿钻头杆轴向固定设置在钻头杆721上的长螺旋叶片723、沿钻头杆径向自上而下固定设置在钻头杆721上的四排搅拌叶片724、对应于每一排搅拌叶片724固定设置在其中一片搅拌叶片724上的一根喷浆管725、与长螺旋叶片723的底部和位于最下排的搅拌叶片724固定相连接的分隔护筒726以及混凝土出口活动门729，空心钻头72最底端的开口为混凝土出料口730，混凝土从混凝土出料口730沿钻头杆721、主杆71至芯轴83的中心孔直至位于浆料分流器8最上端的混凝土出料口排出，每一根喷浆管725均与水泥浆输送管86穿过从动轴联轴器10向下伸出的管段相连接，在钻杆7钻孔时对土层进行高压旋转搅拌喷浆。
本实施例中，四排搅拌叶片724中，每一排的搅拌叶片724均由呈一字排列的两片叶片构成，四排搅拌叶片724从上至下错位分布。连接合金钢钻头722与钻头杆721之间的钻头联接法兰727的下底面还固定安装有固定支座728，混凝土出口活动门729铰接在固定支座728上。
本实施例中，芯轴83、主杆71和钻头杆721三者开设的中心孔相同，且三者安装时中心孔上下相对中，三者的中心孔共同构成混凝土输送通道。
本实施例中，喷浆管725通过角钢固定焊接在对应的搅拌叶片724上，喷浆管725的设置方向与搅拌叶片724相平行。分隔护筒726为中空的筒体，分隔护筒726与长螺旋叶片723的底部以及位于最下排的一排搅拌叶片724相焊接。
本实用新型的水泥土搅拌桩机在工作时，浆料分流器8的外套84固定不动，通过电动机带动浆料分流器8的芯轴83转动，芯轴83再通过从动轴联轴器10带动钻杆7同步转动，芯轴83和钻杆7转动的同时，四根水泥浆输送管86也随之同步转动，钻孔时需要的水泥浆料经供浆泵和供浆管85输送至分流腔87，分流腔87通过相连通的水泥浆输送管86将水泥浆料输送给喷浆管725喷出，通过喷浆管725喷出的水泥浆，在钻杆7钻孔时对土层进行高压旋转搅拌喷浆。
本实施例的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机工作时，通过无级数控CM桩机下钻施工过程中进入不同的岩层电流值会出现大小不同的特征，通过电流的不同可以判断搅拌机钻头相应的地质岩层面，根据水泥土桩设计强度，结合该岩层的的施工特性，调节无级变频器控制无级变速电动机输出满足该岩层实现设计强度的水泥土成桩所需的精准搅拌速度和下钻提钻速度，继而确保成桩均匀强度达标的要求。
本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，包括机架、动力头、浆料分流器、钻杆钻头、卷扬机构、行走机构、平衡配重和控制机构，其特征在于：所述的浆料分流器包括外套、上压盖、下压盖、芯轴和水泥浆输送管，上压盖、下压盖分别与外套相连接，所述芯轴为中空轴，芯轴竖直向上穿插在外套内，芯轴的上端和下端分别从上压盖和下压盖伸出，上端通过主动轴联轴器连接动力头，芯轴与外套之间具有空腔，芯轴位于外套内的轴段从上至下套装5个橡胶密封圈，将芯轴与外套之间的空腔分隔成4个独立密闭的分流腔，每一个分流腔均与一条横向插装在外套上的供浆管相连通，每一条供浆管均连接一台供浆泵，所述的水泥浆输送管为设置在芯轴四周并且与芯轴相平行的四根管，每一根管的顶端均与一个分流腔相连通，水泥浆输送管穿过从动轴联轴器向下伸出，所述的钻杆包括主杆和空心钻头，空心钻头包括钻头杆和合金钢钻头，所述的主杆和钻头杆均为空心杆，使得钻杆兼具混凝土输送管的作用，芯轴的下端通过从动轴联轴器连接主杆的上端，芯轴与主杆相贯通，主杆的下端通过联接法兰连接钻头杆的上端，主杆与钻头杆相贯通，合金钢钻头通过钻头联接法兰连接钻头杆的下端，空心钻头还包括沿钻头杆轴向固定设置在钻头杆上的长螺旋叶片、沿钻头杆径向自上而下固定设置在钻头杆上的四排搅拌叶片、对应于每一排搅拌叶片固定设置在其中一片搅拌叶片上的一根喷浆管、与长螺旋叶片的底部和位于最下排的搅拌叶片固定相连接的分隔护筒以及混凝土出口活动门，每一根喷浆管均与水泥浆输送管穿过从动轴联轴器向下伸出的管段相连接，在钻杆钻孔时对土层进行高压旋转搅拌喷浆。
2.根据权利要求1所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述芯轴、主杆和钻头杆三者开设的中心孔相同，且三者安装时中心孔上下相对中，三者的中心孔共同构成混凝土输送通道。
3.根据权利要求1所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述的5个橡胶密封圈从上至下等间距均匀套装在芯轴位于外套内的轴段上，由此分隔形成的4个独立密闭的分流腔结构相同、容积相同。
4.根据权利要求1所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述的四根水泥浆输送管以芯轴为中心均匀设置在芯轴的四周，四根水泥浆输送管位于同一中心圆的圆周上，四根水泥浆输送管中相邻的水泥浆输送管之间形成的圆心角均为90°。
5.根据权利要求1所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述的四排搅拌叶片中，每一排的搅拌叶片均由呈一字排列的两片叶片构成，四排搅拌叶片从上至下错位分布，使得搅拌力度充分平衡。
6.根据权利要求1所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述的喷浆管通过角钢固定焊接在对应的搅拌叶片上，喷浆管的设置方向与搅拌叶片相平行。
7.根据权利要求1所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述的分隔护筒为中空的筒体，分隔护筒与长螺旋叶片的底部以及位于最下排的一排搅拌叶片相焊接。
8.根据权利要求1所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述连接合金钢钻头与钻头杆之间的钻头联接法兰的下底面还固定安装有固定支座，所述的混凝土出口活动门铰接在所述固定支座上。
9.根据权利要求1至8任一项所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述的动力头固定安装在机架的顶部，动力头内置有电动机，芯轴的上端通过所述的主动轴联轴器连接电动机，所述的控制机构分别与所述的电动机、卷扬机构、行走机构和多台供浆泵相连接，用于控制各部件动作。
10.根据权利要求9所述的CM复合素砼加劲水泥土搅拌桩机，其特征在于：所述的控制机构为无极数控机构，所述的电动机为无极变速电动机。
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