CN207998839U - 搅拌装置和成桩设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种搅拌装置和成桩设备，搅拌杆包括第一部分和第二部分，所述第一部分的长度大于所述搅拌杆的长度的二分之一，所述第一部分上设置有多个叶片，多个叶片能够使水泥和土体的搅拌更加均匀，最终使成桩的质量更好并且减少了工期；进一步的，第二部分上设置有螺旋刀片，在搅拌装置上提过程中，螺旋刀片能切割桩顶上的土体，并带走部分泥土，减少成桩过程中对周围建筑或土地造成的挤土效应。

Description

搅拌装置和成桩设备

技术领域

本实用新型涉及施工机械技术领域，尤其涉及一种搅拌装置和成桩设备。

背景技术

水泥土通过搅拌成的桩广泛运用于基坑支护和地基加固领域，能够有效地加固饱和软黏土地基。其原理是采用搅拌装置在土层深部就地将水泥和土体强制搅拌，利用土体和水泥间的物理化学作用，形成有一定强度的水泥土固结体，从而改善土的强度、透水性、承载力等特性。成桩的过程中，搅拌装置不断提升和下沉使土体和水泥搅拌更加均匀，然而这个反复动作对周围的建筑或土方存在挤土效应(由于在土体搅拌过程中掺入了水泥浆搅拌土体，整个基坑范围内土的总体积增加，桩体周围土体将向四周扰动，产生挤土效应)。

现有技术中，成桩过程中使用的搅拌装置主要有螺旋式和叶片式两种类型。如图1所示的搅拌装置，搅拌杆110上设置有螺旋刀片120，设置有螺旋刀片120的部分大约是搅拌杆110整个长度的四分之一，螺旋刀片120能切割和搅拌土体。另一种搅拌装置如图2所示，搅拌杆210上设置有叶片220，设置有叶片220的部分大约是搅拌杆210整个长度的四分之一，叶片220能搅拌水泥和土体。这两种搅拌装置在成桩过程中，通过螺旋刀片120或叶片220不断搅动水泥和土体，然而这两种搅拌装置常常使水泥和土体搅拌不够均匀造成成桩质量不好，并且为了使水泥和土体搅拌更加均匀需重复多次下沉上提搅拌，最终造成工期较长并且带来严重的挤土效应。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种搅拌装置，使水泥和土体搅拌更加均匀且减小存在的挤土效应。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种搅拌装置，所述搅拌装置包括：搅拌杆、多个叶片和螺旋刀片，所述搅拌杆包括第一部分和第二部分，所述第一部分靠近所述搅拌杆的头部并且所述叶片设置于所述第一部分上，所述第二部分靠近所述搅拌杆的尾部并且所述螺旋刀片设置于所述第二部分上，所述第一部分的长度大于所述搅拌杆的长度的二分之一。

在所述的搅拌装置中，所述搅拌杆的形状呈圆柱形。

在所述的搅拌装置中，所述叶片和所述螺旋刀片均焊接在所述搅拌杆上。

在所述的搅拌装置中，所述叶片的中线与所述搅拌杆的轴线呈90度。

在所述的搅拌装置中，多个所述叶片均匀分布在所述第一部分的表面。

在所述的搅拌装置中，在所述第一部分的同一周线上，均匀的分布有多个所述叶片。

在所述的搅拌装置中，在所述第一部分的轴向上，均匀的分布有多个所述叶片。

在所述的搅拌装置中，所述螺旋形刀片分段式设置在搅拌杆上。

在所述的搅拌装置中，所述螺旋刀片与所述搅拌杆的连接处所在的线段与所述搅拌杆的轴线形成的夹角大于0度小于90度。

在所述的搅拌装置中，所述搅拌装置还包括一钻头，所述钻头固定在所述搅拌杆头部。

本实用新型还提供了一种成桩设备，所述成桩设备包括动力装置和如上所述的搅拌装置，所述动力装置向所述搅拌装置提供动力。

发明人通过研究发现造成现有技术中成桩工期较长且挤土效应过重的一个重要原因是：现有技术的搅拌装置由于叶片数量有限，成桩工期需多次下钻和上提，最后工期较长并且成桩过程中及桩基施工完成后随着土体附加应力的逐渐释放，这些泥土产生的附加应力将对周围建筑物产生挤土效应。在本实用新型提供的搅拌装置和成桩设备中，搅拌杆包括第一部分和第二部分，所述第一部分的长度大于所述搅拌杆的长度的二分之一，所述第一部分上设置有多个叶片，多个叶片能够使水泥和土体的搅拌更加均匀，最终使成的桩的质量更好并且减少了工期；进一步的，第二部分上设置有螺旋刀片，在搅拌装置上提过程中，螺旋刀片能切割桩顶上的土体，并带走部分泥土，减少对周围建筑或土地造成的挤土效应。

附图说明

图1是现有技术螺旋式搅拌装置的结构示意图；

图2是现有技术叶片式搅拌装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的搅拌装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的搅拌装置的第一部分的横截面俯视图；

图5是本实用新型实施例的搅拌装置的第二部分的横截面俯视图；

图中：110-搅拌杆、120-螺旋刀片、210-搅拌杆、220-叶片、300-搅拌装置、310-搅拌杆、311-第一部分、312-第二部分、320-叶片、330-螺旋刀片、340-钻头。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

参照图3，为了使成桩质量更好且减少对周围土体的挤土效应，本实用新型提供了一种搅拌装置300，所述搅拌装置300包括：搅拌杆310、多个叶片320和螺旋刀片330，所述搅拌杆310包括第一部分311和第二部分312，所述第一部分311靠近所述搅拌杆310的头部并且所述叶片320设置于所述第一部分311上，所述第二部分312靠近所述搅拌杆310的尾部并且所述螺旋刀片330设置于所述第二部分312上，所述第一部分311的长度大于所述搅拌杆310的长度的二分之一。

在本申请实施例中，所述搅拌杆310仅包括第一部分311和第二部分312，所述第一部分311和所述第二部分312连接。在本申请的其他实施例中，所述搅拌杆310还可以包括第三部分，所述第三部分可以位于所述第一部分311和所述第二部分312之间且分别与所述第一部分311和所述第二部分312连接，或者，所述第一部分311和所述第二部分312连接，所述第二部分312和所述第三部分连接，即所述第三部分相对于所述第二部分312更靠近所述搅拌杆310的尾部

接着，请参照图4和图5，图4是搅拌杆第一部分311中任一处的横截面俯视图，搅拌杆第一部分311连接叶片320，图5是搅拌杆第二部分312中任一处的横截面俯视图，搅拌杆第二部分312连接螺旋刀片330。

搅拌装置300在成桩过程中，会多次重复下沉和上提，叶片320多次搅动水泥和土体，搅拌次数越多，水泥和土体搅拌更加均匀，成桩质量更好。本实施例中，搅拌杆310的第一部分311连接叶片320，搅拌杆310在下沉和上提过程中转动，带动叶片320搅动水泥和土体；而在搅拌装置300上提过程中，叶片320不会带走水泥和土体或者只会带走少量的水泥和土体。为了减少叶片320带走水泥和土体的几率，叶片320还可以做成圆滑的表面。实际工程中，可以根据实际情况增加搅拌次数使水泥和土体的搅拌更加均匀。在本实施例中，搅拌杆320从头部(搅拌装置300最开始入土的地方)开始超过搅拌杆310二分之一长度的部分连接叶片320，即增加了连接叶片320的(搅拌杆310)部分的长度，从而可以增加叶片320的数量，最终可以有更多的叶片320搅动水泥和土体，间接地增加了搅拌的次数，最终可以在更短时间内使水泥和土体搅拌均匀，提高了成桩质量和减少了成桩工期。

进一步地，成桩过程中，桩体顶上会有土方存在，土方会在成桩过程中对周围的土体或建筑产生挤土效应，本实施例将搅拌杆310中靠近尾部(搅拌装置300最后入土的地方)的第二部分312连接螺旋刀片330，在搅拌装置300上提过程中，搅拌杆310旋转，同时螺旋刀片330能够切割土体。又因为螺旋刀片330表面有一定的面积，搅拌装置300在上提过程中螺旋刀片330会带走部分泥土，与现有技术的搅拌杆中上部分不存在螺旋刀片相比，本实用新型实施例减少了对周围土方的挤土效应。

本实施例中，所述搅拌杆310的形状呈圆柱形。搅拌装置300在下沉和上提过程中，搅拌杆310作为圆柱形的形状在土体中受到的阻力会更小，因此搅拌装置300下沉和上提会更加顺利，最终有助于减小成桩所用的时间。

优选的，所述叶片320和所述螺旋刀片330均焊接在所述搅拌杆310上。通过焊接的方式将叶片320和旋转刀片330固定在搅拌杆310上，焊接能使连接性能更好，搅拌装置300不断下沉和上提过程中，会受到各种阻力，因此叶片320和螺旋刀片330可以通过焊接这种强有力的固定连接的方式连接在搅拌杆310上。

本实施例中，所述叶片320的中线与所述搅拌杆310的轴线呈90度。所述叶片320可能是一种不规则的长条形状，这个长条形状的叶片320的中线或者说叶片320对水泥浆和土体做功最大的那条线与所述搅拌杆310的轴线呈90度。此时在转动搅拌水泥和土体时，叶片320对水泥和土体的作用力比较大。

本实施例中，所述叶片320均匀分布在所述第一部分311表面。叶片320也可以不均匀分布在第一部分311表面，优选叶片320均匀分布在第一部分311表面。均匀分布可以使水泥和土体受到的力更加均匀，使搅拌结果更加均匀。

具体的，在所述第一部分311的同一周线上，均匀的分布有多个所述叶片320。所述叶片320均匀分布在所述第一部分311表面，包括可以在圆柱体的表面沿着周线平均分布。

进一步的，在所述第一部分311的轴向上，均匀的分布有多个所述叶片320。所述叶片320均匀分布在所述第一部分311表面，也可以包括在圆柱体的表面沿着轴线平均分布。

本实施例中，所述螺旋刀片330分段式设置在搅拌杆310上。在此，所述螺旋刀片330分成多个相等或者基本相等的螺旋刀片段，安装好一个螺旋刀片段之后间隔一段距离安装另一个螺旋刀片段。所述第二部分320上设置的螺旋刀片段的数量大于1，即所述螺旋刀片330包括多个螺旋刀片段，并且这些螺旋刀片段并不是连续安装的，而是相邻两个螺旋刀片段之间有一定的距离。

本实施例中，所述螺旋刀片330与所述搅拌杆310的连接处所在的线段与所述搅拌杆310的轴线形成的夹角大于0度小于90度。所述螺旋刀片330是蜿蜒上提攀附在搅拌杆310表面的，所述螺旋刀片330与所述搅拌杆310的连接处所在的线段就与搅拌杆310的轴线之间有一个夹角，所述夹角越大，螺旋刀片330上提的越缓慢，同样面积的螺旋刀片330分在垂直于搅拌杆310的轴线的这个面的面积越大，理论上来说带出的泥土越多。螺旋刀片330与搅拌杆310之间的夹角越小，同样面积的螺旋刀片330分在垂直于搅拌杆310的轴线的这个面的面积越小，相当于带出泥土的螺旋刀片的有用面积就越小，因此夹角可以适当增大。当夹角为0度时，有用面积为0，不能带出泥土。当夹角为90度时，有用面积达到最大，带出泥土最多，但此时因为垂直于搅拌杆310，上提和下降过程中无法切割土体，因此，优选的，螺旋刀片330与所述搅拌杆310的连接处所在的线段与搅拌杆310轴线之间的夹角大于0度小于90度。

进一步的，所述搅拌装置还包括一钻头340，所述钻头340固定在所述搅拌杆310头部。搅拌装置300下沉过程中，钻头340体积小且锋利能轻松穿过土体，减少搅拌装置300在下沉过程中受到的阻力。

相应的，本实用新型还提供了一种成桩设备，所述成桩设备包括：如上所述的搅拌装置300及一动力装置，所述动力装置向所述搅拌装置300提供动力。动力装置向搅拌装置300提供上提、下沉和搅拌的动力，使搅拌装置300完成对水泥浆和土体的搅拌工作。

综上，在本实用新型实施例提供的搅拌装置和成桩设备中，搅拌杆包括第一部分和第二部分，所述第一部分的长度大于所述搅拌杆的长度的二分之一，所述第一部分上设置有多个叶片，多个叶片能够使水泥和土体的搅拌更加均匀，最终使成的桩的质量更好并且减少了工期；进一步的，第二部分上设置有螺旋刀片，在搅拌装置上提过程中，螺旋刀片能切割桩顶上的土体，并带走部分泥土，减少对周围建筑或土地造成的挤土效应。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置包括：搅拌杆、多个叶片和螺旋刀片，所述搅拌杆包括第一部分和第二部分，所述第一部分靠近所述搅拌杆的头部并且所述叶片设置于所述第一部分上，所述第二部分靠近所述搅拌杆的尾部并且所述螺旋刀片设置于所述第二部分上，所述第一部分的长度大于所述搅拌杆的长度的二分之一。

2.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌杆的形状呈圆柱形。

3.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述叶片和所述螺旋刀片均焊接在所述搅拌杆上。

4.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述叶片的中线与所述搅拌杆的轴线呈90度。

5.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，多个所述叶片均匀分布在所述第一部分的表面。

6.如权利要求5所述的搅拌装置，其特征在于，在所述第一部分的同一周线上，均匀的分布有多个所述叶片。

7.如权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于，在所述第一部分的轴向上，均匀的分布有多个所述叶片。

8.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述螺旋形刀片分段式设置在搅拌杆上。

9.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述螺旋刀片与所述搅拌杆的连接处所在的线段与所述搅拌杆的轴线形成的夹角大于0度小于90度。

10.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包括一钻头，所述钻头固定在所述搅拌杆头部。

11.一种成桩设备，其特征在于，所述成桩设备包括动力装置和如权利要求1～10中任一项所述的搅拌装置，所述动力装置向所述搅拌装置提供动力。