CN207484468U - 一种深层搅拌机 - 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、用于驱动安装座沿竖直方向运动的驱动机构和用于提供水泥浆的砼罐，所述安装座下端面沿竖直方向可拆卸安装有预留桩，所述搅拌机构包括转动连接于安装座的转盘、固定连接于转盘的钻杆、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转盘转动的驱动件，所述安装座、钻杆、转盘均呈空心设置，所述驱动件固定安装于安装座，所述驱动件和转盘之前设有用于使驱动件驱动转盘转动的第一传动组件。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

一种深层搅拌机

技术领域

本实用新型涉及地基的深层搅拌技术，具体涉及一种深层搅拌机。

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一种深层搅拌机，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驱动机构和用于提供水泥浆的砼罐，所述安装座下端面沿竖直方向可拆卸安装有预留桩，所述搅拌机构包括转动连接于安装座的转盘、固定连接于转盘的钻杆、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转盘转动的驱动件，所述安装座、钻杆、转盘均呈空心设置，所述安装座与砼罐之间设有连接管，所述连接管上设有启闭阀门，所述连接管连接转盘和砼罐且连接管与安装座呈固定连接，所述钻杆、安装座和转盘相连通，所述驱动件固定安装于安装座，所述驱动件和转盘之前设有用于使驱动件驱动转盘转动的第一传动组件。

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。然后驱动件驱动转盘转动，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：所述转盘套设于预留桩外且和预留桩呈同轴设置，所述钻杆沿转盘轴向设有若干个。

通过采用上述技术方案，从而使钻杆可更好的切割搅拌原土，提高了深层搅拌的效率。

本实用新型的进一步设置为：所述驱动件为电机，所述第一传动组件包括固定套设于驱动件输出轴的主动齿轮和套设固定于转盘外的从动齿轮，所述转盘沿竖直方向的投影均位于安装座内，所述驱动件的输出轴穿设过安装座且转动连接于安装座，所述从动齿轮与主动齿轮啮合。

通过采用上述技术方案，驱动件带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从而实现了钻杆的转动。安装座对驱动件的输出轴有一个限位支撑的作用，减小了驱动件的输出轴弯曲变形的概率。

本实用新型的进一步设置为：所述预留桩和转盘呈间隙设置，所述预留桩和转盘之间设有使转盘驱动预留桩转动的第二传动组件，所述第二传动组件包括固定嵌设于转盘内壁的主动齿套、固定套设于预留桩外的从动齿套和转动连接于安装座的联动齿轮，所述联动齿轮位于主动齿套和从动齿套之间，且同时与主动齿套和从动齿套啮合。

通过采用上述技术方案，主动齿套带动联动齿轮转动，联动齿轮转动带动从动齿套转动，故转盘的转动方向与预留桩的转动方向相反，使钻杆边切土边下沉时，预留桩对切割下来的原土有一个应力，使钻杆和预留桩可更顺利的下沉。

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。

本实用新型的进一步设置为：所述预留桩的半径从上至下逐渐变小，且所述预留桩下端呈圆锥形。

通过采用上述技术方案，成桩后向上拔预留桩的过程中，预留桩受到的沿竖直方向的限位力较小，使预留桩的拉拔脱模更方便。

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安装座且与安装座之间呈固定连接。

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，使连接管和安装座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机架的气泵。

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。

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、安装套；15、预留桩；16、环槽；17、固定螺栓；18、塑料膜；19、转盘；20、钻杆；21、钻头；22、搅拌刀片；23、驱动件；24、切割刀片；25、第一传动组件；26、主动齿轮；27、从动齿轮；28、第二传动组件；29、主动齿套；30、从动齿套；31、联动齿轮；32、喷浆孔；33、连接管；34、软管段；35、硬管段；36、启闭阀门；37、供气管；38、气泵；39、抽液泵。

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、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。

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所示，安装座2下端面沿竖直方向固定安装有安装套14，安装套14内嵌设有预留桩15，预留桩15沿竖直方向设置。预留桩15的半径从上至下逐渐变小，且预留桩15下端呈圆锥形。预留桩15外壁沿其周向开设有环槽16，安装套14外沿其径向螺纹连接有固定螺栓17。固定螺栓17一端穿入环槽16内且滑动连接于环槽16。固定螺栓17沿安装套14轴向设有若干个。预留桩15外壁固定包覆有塑料膜18。

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包括转盘19、钻杆20、钻头21、搅拌刀片22和驱动件23。如图3所示，转盘19位于安装座2下端，且转盘19沿竖直方向的投影均位于安装座2内。转盘19套设于预留桩15外且和预留桩15呈同轴设置，预留桩15和转盘19呈间隙设置。转盘19转动连接于安装座2，且转盘19和安装座2之间沿其轴向设有限位。钻杆20安装于转盘19下端面，且钻杆20沿转盘19轴向设有若干个。钻头21固定安装于钻杆20下端。如图4所示，搅拌刀片22沿钻杆20轴向呈螺旋设置固定连接在钻杆20表面。搅拌刀片22背对钻杆20一侧固定设置有切割刀片24，切割刀片24和搅拌刀片22切线呈角度设置。切割刀片24沿搅拌刀片22长度方向设有若干片。

如图3所示，驱动件23为电机且固定安装于安装座2上端面。驱动件23的输出轴穿设过安装座2且转动连接于安装座2。驱动件23和转盘19之间设有第一传动组件25。第一传动组件25包括主动齿轮26和从动齿轮27。主动齿轮26固定套设于驱动件23的输出轴外，从动齿轮27固定套设于转盘19外。主动齿轮26和从动齿轮27啮合。当驱动件23输出轴转动时，可通过第一传动组件25带动转盘19转动。从而使安装座2下行时，搅拌刀片22可切割搅拌原土。

如图3所示，预留桩15和转盘19之间设有第二传动组件28，第二传动组件28包括主动齿套29、从动齿套30和联动齿轮31。主动齿套29固定嵌设于转盘19内壁，从动齿套30固定套设于预留桩15外。联动齿轮31转动连接于安装座2，且联动齿轮31位于主动齿套29和从动齿套30之间。联动齿轮31同时与主动齿套29和从动齿套30啮合。当转盘19转动时，可在第二传动组件28的传动下，带动预留桩15转动，从而使预留桩15可更顺利的下行。

如图3和图4所示，钻头21、钻杆20、安装座2、转盘19均呈空心设置，且钻头21、钻杆20、转盘19、安装座2相互连通。钻头21上沿其周向开设有若干喷浆孔32。如图1所示，砼罐5固定安装于底座6，转盘19与砼罐5之间设有连接管33。连接管33包括软管段34和硬管段35，硬管段35设有两个且分别位于软管段34两端。其中一个硬管固定安装于安装座2。另一根硬管连接于砼罐5，该硬管上设有启闭阀门36和抽液泵39。

如图1所示，连接管33一侧设有供气管37，供气管37与连接管33相连。供气管37一端连接有气泵38，气泵38固定安装于底座6。在安装座2向上提升时，启闭阀门36开启，气泵38通过供气管37向连接管33内供气，使水泥浆进入钻杆20和钻头21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15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23驱动转盘19和预留桩15转动，使钻杆20上的搅拌刀片22切割搅拌原土，同时也可使预留桩15可顺利进入预制孔内；

3、当钻杆20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36开启，使可形成透水混凝土的水泥浆注入钻杆20和钻头21内，且供气管37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22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，最后一次提升之前，拧下固定螺栓17，将预留桩15从安装座2上拆下，提升安装座2；

5、静置至形成深层搅拌桩为止，通过吊机或其他提升装置将预留桩15从深层搅拌桩内拔出，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）沿竖直方向运动的驱动机构（4）和用于提供水泥浆的砼罐（5），其特征是：所述安装座（2）下端面沿竖直方向可拆卸安装有预留桩（15），所述搅拌机构（3）包括转动连接于安装座（2）的转盘（19）、固定连接于转盘（19）的钻杆（20）、安装在钻杆（20）下端用于喷浆的钻头（21）、安装在钻杆（20）上的搅拌刀片（22）和用于驱动转盘（19）转动的驱动件（23），所述安装座（2）、钻杆（20）、转盘（19）均呈空心设置，所述安装座（2）与砼罐（5）之间设有连接管（33），所述连接管（33）上设有启闭阀门（36），所述连接管（33）连接转盘（19）和砼罐（5）且连接管（33）与安装座（2）呈固定连接，所述钻杆（20）、安装座（2）和转盘（19）相连通，所述驱动件（23）固定安装于安装座（2），所述驱动件（23）和转盘（19）之前设有用于使驱动件（23）驱动转盘（19）转动的第一传动组件（25）。

2.根据权利要求1所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述转盘（19）套设于预留桩（15）外且和预留桩（15）呈同轴设置，所述钻杆（20）沿转盘（19）轴向设有若干个。

3.根据权利要求2所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述驱动件（23）为电机，所述第一传动组件（25）包括固定套设于驱动件（23）输出轴的主动齿轮（26）和套设固定于转盘（19）外的从动齿轮（27），所述转盘（19）沿竖直方向的投影均位于安装座（2）内，所述驱动件（23）的输出轴穿设过安装座（2）且转动连接于安装座（2），所述从动齿轮（27）与主动齿轮（26）啮合。

4.根据权利要求3所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述预留桩（15）和转盘（19）呈间隙设置，所述预留桩（15）和转盘（19）之间设有使转盘（19）驱动预留桩（15）转动的第二传动组件（28），所述第二传动组件（28）包括固定嵌设于转盘（19）内壁的主动齿套（29）、固定套设于预留桩（15）外的从动齿套（30）和转动连接于安装座（2）的联动齿轮（31），所述联动齿轮（31）位于主动齿套（29）和从动齿套（30）之间，且同时与主动齿套（29）和从动齿套（30）啮合。

5.根据权利要求4所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述预留桩（15）外壁固定包覆有塑料膜（18）。

6.根据权利要求5所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述预留桩（15）的半径从上至下逐渐变小，且所述预留桩（15）下端呈圆锥形。

7.根据权利要求6所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述搅拌刀片（22）沿钻杆（20）轴向呈螺旋设置，且所述搅拌刀片（22）背对钻杆（20）一侧固定设置有切割刀片（24），所述切割刀片（24）和搅拌刀片（22）切线呈角度设置，所述切割刀片（24）沿搅拌刀片（22）长度方向设有若干片。

8.根据权利要求7所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述连接管（33）包括软管段（34）和硬管段（35），所述硬管段（35）设有两个且分别位于软管段（34）两端，其中一个所述硬管段（35）连接于安装座（2）且与安装座（2）之间呈固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述连接管（33）一侧设有供气管（37），所述供气管（37）与连接管（33）相连，所述供气管（37）一端连接有固定安装于机架（1）的气泵（38）。

10.根据权利要求9所述的一种深层搅拌机，其特征是：所述钻头（21）上沿其周向开设有若干喷浆孔（32）。