CN207484463U - 深层搅拌机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种深层搅拌机，包括安装座、固定安装于安装座上的搅拌机构、第一驱动机构和用于提供水泥浆的砼罐，搅拌机构包括固定连接于安装座的中间盘、转动连接于中间盘的钻杆、安装在钻杆下端用于喷浆的钻头、安装在钻杆上的搅拌刀片和用于驱动钻杆转动的固定安装于安装座的驱动件，钻杆和中间盘均呈空心设置，所述钻杆和中间盘相连通，且钻杆绕中间盘轴线设有若干个，驱动件和钻杆之前设有用于使驱动件驱动中间盘转动的传动组件，中间盘沿竖直方向固定安装有预留桩，预留桩位于所有钻杆之间。预留桩可形成桩内的排水井，可通过排水井对桩间土层进行真空预压，从减小了桩间土层的水分和孔隙，实现桩间土层的排水固结。

Description

深层搅拌机

技术领域

本实用新型涉及深层搅拌技术，具体涉及深层搅拌机。

背景技术

我国地域广大，有各种成因的软土层，其分布范围广，土层厚度大。这类软土的特点是含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差、沉降稳定时间长。近年来，随着公路工程建设的快速发展，经常需要在软土地基上进行公路桥梁建设施工，由于软土地基不良的建筑性能，因此需要进行人工加固处理，软土地基的处治方法很多，如我们常见的挖除非适应土进行换填，水泥或石灰稳定土处治、抛片石挤淤、土工织物处治、砂垫层和碎石垫层处治、碎石桩处治等。而水泥搅拌桩法处理软土地基以其加固效果显著、成本低、污染小、工期短、场地条件要求低等优点而在工程上广泛应用。

水泥搅拌桩法可分为喷浆型与喷粉型两大类，其中喷浆型水泥搅拌桩适宜于然含水量＜60%的软土或软弱土，其施工方法和作用原理是利用拌浆、送浆压力泵及深层搅拌机，将水泥浆输送至土层中，使其与原位软弱土强制拌和，通过加固料与软弱土之间的离子交换作用、凝聚作用、化学结合作用等，形成具有一定强度的水泥土桩。水泥土桩与桩间土层形成复合地基，从而提高地基的整体强度。

现有的深层搅拌机如公开号为CN206189387U的专利，该专利公开了一种软土体就地固化设备，由钻头、搅拌刀片、钻杆、深层搅拌机、滑轮组、钢丝绳、柱杆、支撑杆、操作室、底架和履带机组成的；钻头是由三翼刀片和带有射流孔的搅拌刀座组成的；搅拌刀片是由搅拌刀座、钢片和合金组成的；钻头和搅拌刀片是通过传动轴连接的，搅拌刀片中的搅拌刀座与钻杆直接相连；深层搅拌机是由电动机、小齿轮、大齿轮、齿轮组外壳、传动轴和带有滚动滑轮的保护壳组成的；安装在齿轮组外壳内部的许多小齿轮和大齿轮组成齿轮组，电动机的转动力通过齿轮组传递给钻杆。

电动机转动钻杆转动，从而带动钻头和搅拌刀片转动，进而完成对原土的切割和对水泥浆的喷射。但使用该深层搅拌机在地基上形成深层搅拌桩后，桩间土层依旧维持着含水量高和孔隙比大的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供深层搅拌机，可形成排水井，方便后续对桩间土层进行排水固土处理。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种深层搅拌机，包括安装座、固定安装于安装座上的搅拌机构、用于驱动安装座沿竖直方向运动的第一驱动机构和用于提供水泥浆的砼罐，所述搅拌机构包括固定连接于安装座的中间盘、转动连接于中间盘的钻杆、安装在钻杆下端用于喷浆的钻头、安装在钻杆上的搅拌刀片和用于驱动钻杆转动的固定安装于安装座的驱动件，所述钻杆和中间盘均呈空心设置，所述中间盘与砼罐之间设有连接管，所述连接管上设有启闭阀门，所述钻杆和中间盘相连通，且所述钻杆绕中间盘轴线设有若干个，所述驱动件和钻杆之前设有用于使驱动件驱动中间盘转动的传动组件，所述中间盘沿竖直方向固定安装有预留桩，所述预留桩位于所有钻杆之间。

通过采用上述技术方案，在深层搅拌之间，先使用钻机在地基上钻孔形成一个预制孔，预制孔半径大于预留桩半径。然后驱动件驱动钻杆绕其自身轴线转动，使钻杆上的搅拌刀片切割搅拌原土，同时钻杆和预留桩下沉。下沉到设计深度后，反转提升，同时通过钻头将可形成透水混凝土的水泥浆注入软土中，边喷浆边搅拌，使水泥浆与土充分拌和，直至地面。重复搅拌下沉和反转提升喷浆，最后一次提升时，将预留桩从安装座上拆下，单独提升钻杆。预留桩留在地基内。

等混有水泥浆的原土固化后形成深层搅拌桩。使用吊机提升出预留桩，预留桩在深层搅拌桩上形成排水井。后续可通过真空泵抽去排水井内空气，使桩间土层内的水在压强的作用下排放到排水井内，并抽去排水井内的水，从减小了桩间土层的水分和孔隙，实现桩间土层的排水固结。

本实用新型的进一步设置为：所述驱动件为电机，所述传动组件包括固定套设于驱动件输出轴的主动齿轮、套设于钻杆外的从动齿轮、转动连接于中间盘的联动齿套，所述从动齿轮位于联动齿套内，所述联动齿套内壁与从动齿轮啮合，所述联动齿套外壁与主动齿轮啮合。

通过采用上述技术方案，驱动件带动主动齿轮转动，主动齿轮带动联动齿套转动，联动齿套带动从动齿轮转动。从而实现了只需一个驱动源的情况下，带动所有钻杆的同步转动，节约了能源。

本实用新型的进一步设置为：所述中间盘下端面开设有安装孔，所述预留桩穿设过安装孔且固定连接于中间盘上端，所述安装孔内转动连接有转动环，所述转动环和中间盘呈同轴设置且转动套设于预留桩外，所述转动环和中间盘呈轴向固定，所述钻杆安装于转动环上且转动连接于转动环，所述预留桩外转动套设有中间齿轮，所述中间齿轮和预留桩沿其轴向呈固定连接，所述中间齿轮与所有从动齿轮啮合。

通过采用上述技术方案，从动齿轮转动时会带动中间齿轮转动，从而使中间齿轮迫使从动齿轮沿其周向转动，实现了钻杆在自转的同时，还可绕预留桩的公转，从而提高了该深层搅拌机对原土的切割搅拌效率。

本实用新型的进一步设置为：所述钻杆和转动环之间、安装孔和转动环之间、转动环和预留桩之间均设有密封轴承。

通过采用上述技术方案，通过密封轴承增加了钻杆和转动环之间、安装孔和转动环之间、转动环和预留桩之间的密封性，减小了水泥浆或水泥粉泄露的可能性。

本实用新型的进一步设置为：所述钻杆上端穿设过转动环位于中间盘内且钻杆上端呈扩口设置。

通过采用上述技术方案，从而使带有固化剂的水泥浆或水泥粉可跟顺利的进入钻杆内，确保了对钻头处水泥浆或水泥粉的供应量，使原土内可混入充足的水泥浆或水泥粉。

本实用新型的进一步设置为：所述连接管包括软管段和硬管段，所述硬管段设有两个且分别位于软管段两端，其中一个所述硬管段连接于中间盘且与中间盘之间呈固定连接。

通过采用上述技术方案，在确保连接管柔性的同时，减小了连接管与中间管发生相对运动的概率，使连接管和中间盘可更稳定的连接在一起。

本实用新型的进一步设置为：所述连接管一侧设有供气管，所述供气管与连接管相连，所述供气管一端连接有固定安装于安装座的气泵。

通过采用上述技术方案，在水泥浆或水泥粉内混入气体，使水泥浆在喷出钻头时可喷射的更分散，从而使被切碎的原土中可更均匀的加入水泥浆，使生成的深层搅拌桩具有较好的结构强度。

本实用新型的进一步设置为：所述钻头上沿其周向开设有若干喷浆孔。

通过采用上述技术方案，从而使钻头四周均可被喷灌到水泥浆或水泥粉，从而使被切碎的原土中可更均匀的加入水泥浆，使生成的深层搅拌桩具有较好的结构强度。

本实用新型的进一步设置为：所述搅拌刀片沿钻杆轴向呈螺旋设置，且所述搅拌刀片背对钻杆一侧固定设置有切割刀片，所述切割刀片和搅拌刀片切线呈角度设置，所述切割刀片沿搅拌刀片长度方向设有若干片。

通过采用上述技术方案，搅拌刀片对原土有一个沿径向的搅拌力和一个沿钻杆轴向的搅拌力，从而可使原土更松弛，使原土和水泥浆更好的混合在一起。切割刀片对原土中的植被根系有切割作用，使植被根系可被切碎混入原土中，使生成的深层搅拌桩具有较好的结构强度。

本实用新型的进一步设置为：所述预留桩外壁固定包覆有塑料膜。

通过采用上述技术方案，水泥浆在固化后很难粘附在塑料膜上，从而可更方便的拔出预留桩，形成排水井。

本实用新型具有以下优点：1、提高了地基的整体强度；2、可方便后续工艺对桩间土层进行排水固结工艺；3、具有较好的搅拌效率。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例中定滑轮的结构示意图；

图3为实施例中搅拌机构的局部示意图；

图4为实施例中传动组件的结构示意图；

图5为实施例中钻头的结构示意图。

附图标记：1、机架；2、安装座；3、搅拌机构；4、驱动机构；5、砼罐；6、底座；7、竖臂架；8、横臂架；9、定滑轮；10、嵌槽；11、卷扬机；12、钢丝绳；13、连接滑轮；14、中间盘；15、钻杆；16、钻头；17、搅拌刀片；18、驱动件；19、安装孔；20、预留桩；21、塑料膜；22、转动环；23、密封轴承；24、喷浆孔；25、切割刀片；26、传动组件；27、主动齿轮；28、联动齿套；29、从动齿轮；30、中间齿轮；31、连接管；32、软管段；33、硬管段；34、启闭阀门；35、抽液泵；36、供气管；37、气泵。

具体实施方式

参照附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种深层搅拌机，包括机架1、安装座2、安装于安装座2上的搅拌机构3、驱动机构4和砼罐5。驱动机构4可带动安装座2沿竖直方向运动。砼罐5可提供给搅拌机构3水泥浆或水泥粉。在施工时，驱动机构4带动安装座2和搅拌机构3重复下沉和上升，砼罐5提供水泥浆，使搅拌机构3对原土进行切割搅拌，并将水泥浆混入原土中，最好形成深层搅拌桩。

如图1所示，机架1包括底座6、固定安装于底座6上的竖臂架7、固定安装于竖臂架7上端的横臂架8。横臂架8上端转动连接有定滑轮9。定滑轮9沿横臂架8长度方向设置有两个且分别位于横臂架8两端。如图2所示，定滑轮9上沿其周向开设有嵌槽10。

如图1所示，驱动机构4包括卷扬机11、钢丝绳12和连接滑轮13，卷扬机11固定安装于底座6上。底座6上也安装有一个定滑轮9，该定滑轮9位于卷扬机11靠近竖臂架7一侧。钢丝绳12一端固定安装于收卷件上，收卷件可收卷和放卷钢丝绳12。如图2所示，钢丝绳12另一端从上至下穿设过三个定滑轮9的嵌槽10且抵接于嵌槽10内壁。

如图1所示，连接滑轮13转动连接于安装座2上端。钢丝绳12穿设过定滑轮9后穿过连接滑轮13，然后固定连接于横臂架8，由于吊钩的重力，钢丝绳12被张紧。收卷钢丝绳12时，安装座2在钢丝绳12的作用下向上运动；放卷钢丝绳12时，安装座2在钢丝绳12的作用下向下运动。从而实现安装座2可在驱动机构4带动下沿竖直方向上升或下沉。

如图3和图4所示，搅拌机构3安装于安装座2上，搅拌机构3包括中间盘14、钻杆15、钻头16、搅拌刀片17和驱动件18。如图3所示，中间盘14位于安装座2下端，且中间盘14沿竖直方向的投影均位于安装座2内。中间盘14呈空心设置。中间盘14下端面开设有安装孔19，安装孔19内穿设有预留桩20，预留桩20穿过安装孔19且固定连接于中间盘14上端。预留桩20外壁固定包覆有塑料膜21。

如图3所示，安装孔19内转动连接有转动环22，转动环22和中间盘14呈同轴设置且转动套设于预留桩20外，转动环22和中间盘14呈轴向固定。钻杆15安装于转动环22上，且沿转动环22周向设有若干个。钻杆15呈空心设置且钻杆15上端穿设过转动环22位于中间盘14内，即钻杆15与中间盘14连通。钻杆15上端呈扩口设置。钻杆15和转动环22之间、安装孔19和转动环22之间、转动环22和预留桩20之间均设有密封轴承23。如图4所示，钻头16固定安装于钻杆15下端，且钻头16呈空心设置，钻头16连通钻杆15。钻头16上沿其周向开设有若干喷浆孔24。

如图4所示，搅拌刀片17沿钻杆15轴向呈螺旋设置固定连接在钻杆15表面。搅拌刀片17背对钻杆15一侧固定设置有切割刀片25，切割刀片25和搅拌刀片17切线呈角度设置。切割刀片25沿搅拌刀片17长度方向设有若干片。

如图3所示，驱动件18为电机，驱动件18和钻杆15之间设有传动组件26。传动组件26包括主动齿轮27、联动齿套28、从动齿轮29和中间齿轮30。如图5所示，主动齿轮27固定套设于驱动件18的输出轴外，联动齿套28转动连接于中间盘14，且联动齿套28外壁与主动齿轮27啮合。从动齿轮29固定套设于钻杆15外且位于联动齿套28内，联动齿套28内壁与从动齿轮29啮合。中间齿轮30转动套设于预留桩20外，中间齿轮30和预留桩20之间沿其轴向设有限位。中间齿轮30和预留桩20呈同轴设置，且中间齿轮30被从动齿轮29包围，中间齿轮30与所有从动齿轮29啮合。

如图5所示，当驱动件18输出轴转动时，主动齿轮27驱动联动齿套28转动，联动齿套28带动从动齿轮29自转，同时由于从动齿轮29在转动时会带动中间齿轮30转动，故从动齿轮29还会绕中间齿轮30公转。即驱动件18可驱动钻杆15和转动环22转动，钻杆15同时进行自转和绕预留桩20的公转，从而使安装座2下行时，搅拌刀片17可切割搅拌原土。

如图1所示，砼罐5固定安装于底座6，中间盘14与砼罐5之间设有连接管31。连接管31包括软管段32和硬管段33，硬管段33设有两个且分别位于软管段32两端。其中一个硬管段33固定连接于中间盘14且与中间盘14连通。另一根硬管连接于砼罐5，该硬管上设有启闭阀门34和抽液泵35。

如图1所示，连接管31一侧设有供气管36，供气管36与连接管31相连。供气管36一端连接有气泵37，气泵37固定安装于底座6。在安装座2向上提升时，启闭阀门34开启，气泵37通过供气管36向连接管31内供气，使水泥浆进入钻杆15和钻头16内，并喷浆到原土中。在搅拌机构3的作用下，将水泥浆和原土搅拌混合。

该深层搅拌机的原理如下：

1、在深层搅拌之间，先使用钻机在地基上钻孔形成一个预制孔，预制孔半径大于预留桩20半径；

2、在驱动机构4的作用下驱动安装座2下沉，同时通过驱动件18驱动钻杆15进行自转和绕预留桩20轴线的公转，使钻杆15上的搅拌刀片17切割搅拌原土，同时也可使预留桩20可顺利进入预制孔内；

3、当钻杆15下沉到设计深度后，驱动机构4驱动安装座2反转提升；同时启闭阀门34开启，使可形成透水混凝土的水泥浆注入钻杆15和钻头16内，且供气管36将气体注入水泥浆内，使水泥浆在安装座2提升过程中喷浆到原土内，并通过搅拌刀片17搅拌，使水泥浆和原土混合；

4、重复搅拌下沉和反转提升喷浆；

5、静置至形成深层搅拌桩为止，由于预留桩20的存在，故形深层搅拌桩上形成排水井，方便了后续通过排水井对桩间土层进行排水固结。

排水固结为通过真空泵抽去排水井内空气，使桩间土层内的水在压强的作用下排放到排水井内，并抽去排水井内的水，从减小了桩间土层的水分和孔隙，实现桩间土层的排水固结。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种深层搅拌机，包括安装座（2）、固定安装于安装座（2）上的搅拌机构（3）、用于驱动安装座（2）沿竖直方向运动的第一驱动机构（4）和用于提供水泥浆的砼罐（5），其特征是：所述搅拌机构（3）包括固定连接于安装座（2）的中间盘（14）、转动连接于中间盘（14）的钻杆（15）、安装在钻杆（15）下端用于喷浆的钻头（16）、安装在钻杆（15）上的搅拌刀片（17）和用于驱动钻杆（15）转动的固定安装于安装座（2）的驱动件（18），所述钻杆（15）和中间盘（14）均呈空心设置，所述中间盘（14）与砼罐（5）之间设有连接管（31），所述连接管（31）上设有启闭阀门（34），所述钻杆（15）和中间盘（14）相连通，且所述钻杆（15）绕中间盘（14）轴线设有若干个，所述驱动件（18）和钻杆（15）之前设有用于使驱动件（18）驱动中间盘（14）转动的传动组件（26），所述中间盘（14）沿竖直方向固定安装有预留桩（20），所述预留桩（20）位于所有钻杆（15）之间。

2.根据权利要求1所述的深层搅拌机，其特征是：所述驱动件（18）为电机，所述传动组件（26）包括固定套设于驱动件（18）输出轴的主动齿轮（27）、套设于钻杆（15）外的从动齿轮（29）、转动连接于中间盘（14）的联动齿套（28），所述从动齿轮（29）位于联动齿套（28）内，所述联动齿套（28）内壁与从动齿轮（29）啮合，所述联动齿套（28）外壁与主动齿轮（27）啮合。

3.根据权利要求2所述的深层搅拌机，其特征是：所述中间盘（14）下端面开设有安装孔（19），所述预留桩（20）穿设过安装孔（19）且固定连接于中间盘（14）上端，所述安装孔（19）内转动连接有转动环（22），所述转动环（22）和中间盘（14）呈同轴设置且转动套设于预留桩（20）外，所述转动环（22）和中间盘（14）呈轴向固定，所述钻杆（15）安装于转动环（22）上且转动连接于转动环（22），所述预留桩（20）外转动套设有中间齿轮（30），所述中间齿轮（30）和预留桩（20）沿其轴向呈固定连接，所述中间齿轮（30）与所有从动齿轮（29）啮合。

4.根据权利要求3所述的深层搅拌机，其特征是：所述钻杆（15）和转动环（22）之间、安装孔（19）和转动环（22）之间、转动环（22）和预留桩（20）之间均设有密封轴承（23）。

5.根据权利要求4所述的深层搅拌机，其特征是：所述钻杆（15）上端穿设过转动环（22）位于中间盘（14）内且钻杆（15）上端呈扩口设置。

6.根据权利要求5所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述连接管（31）包括软管段（32）和硬管段（33），所述硬管段（33）设有两个且分别位于软管段（32）两端，其中一个所述硬管段（33）连接于中间盘（14）且与中间盘（14）之间呈固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述连接管（31）一侧设有供气管（36），所述供气管（36）与连接管（31）相连，所述供气管（36）一端连接有固定安装于安装座（2）的气泵（37）。

8.根据权利要求7所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述钻头（16）上沿其周向开设有若干喷浆孔（24）。

9.根据权利要求8所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述搅拌刀片（17）沿钻杆（15）轴向呈螺旋设置，且所述搅拌刀片（17）背对钻杆（15）一侧固定设置有切割刀片（25），所述切割刀片（25）和搅拌刀片（17）切线呈角度设置，所述切割刀片（25）沿搅拌刀片（17）长度方向设有若干片。

10.根据权利要求9所述的深层搅拌机，其特征是：所述预留桩（20）外壁固定包覆有塑料膜（21）。