CN209145490U - 一种大直径旋喷桩的桩机设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大直径旋喷桩的桩机设备，包括底座、塔架、钻杆、动力头、动力架、设于底座上的卷扬机；动力头设于动力架内，动力架通过钢丝绳与卷扬机连接；钻杆的上端穿过动力架与动力头固接；钻杆的下端设有可拆卸的钻孔结构，钻孔结构包括钻头和若干刀片，钻头与钻杆同轴设置，刀片呈长条状，且垂直于钻头设置；钻孔结构还包括设于钻头上端的若干用于连接注浆管的旋喷入口，以及与旋喷入口数量对应的若干旋喷出口，旋喷出口设于刀片下底面，且旋喷出口与其对应的旋喷出口连通。该桩机设备钻进能力强，成桩质量好，强度高。

Description

一种大直径旋喷桩的桩机设备

技术领域

本实用新型属于建筑基础工程施工技术领域，具体涉及一种大直径旋喷桩的桩机设备。

背景技术

目前，搅拌桩被广泛运用于基坑支护和地基加固领域，其原理是采用搅拌桩机在土层深部就地将水泥和土强制搅拌，并利用土和水泥水化物间的物理化学作用，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。现有搅拌桩机一般采用单管或双管喷浆进行施工时，主要存在以下问题：

(1)现有的搅拌桩机施工工艺无法使水泥有效掺进土中并与淤泥或粘性土充分搅拌，使得其淤泥及粘性土中成桩质量差，桩身强度低、均匀性差，离散性大，如在淤泥土层中桩身的强度往往只有0.4～0.6MPa，而较差的淤泥中可能只有0.2MPa或0.3MPa甚至无法成桩；

(2)在较好的粘性土和较密实的砂土中搅拌桩机很可能无法下钻；

(3)最大施工桩径仅为1.2m，施工桩径小，当基坑较深时仅能作为止水使用。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种大直径旋喷桩的桩机设备，其钻进能力强，成桩质量好，强度高。

本实用新型采用了以下技术方案：

一种大直径旋喷桩的桩机设备，包括底座、塔架、钻杆、动力头、用于安放动力头的动力架、设于底座上的卷扬机；

所述动力头设于所述动力架内，所述动力架通过钢丝绳与所述卷扬机连接；

所述塔架的下方设置有导向架，所述导向架上设有导向孔，所述钻杆的下端穿过所述导向孔向下延伸，上端穿过所述动力架与所述动力头固接；

所述钻杆的下端设有可拆卸的钻孔结构，所述钻孔结构包括钻头和若干刀片，所述钻头与所述钻杆同轴设置，所述刀片呈长条状，且垂直于所述钻头设置；

所述钻孔结构还包括设于所述钻头上端的若干用于连接注浆管的旋喷入口，以及与所述旋喷入口数量对应的若干旋喷出口，所述旋喷出口设于所述刀片下底面，且所述旋喷出口与其对应的所述旋喷出口连通。

进一步的，所述刀片至少为2组，每组由对称设置于同一轴线上的2片刀片组成。

进一步的，每组所述刀片上下交错固设在所述钻杆上。

进一步的，所述刀片为3片，且3片所述刀片均位于同一水平面上，其相互之间夹角呈120°。

进一步的，所述注浆管至少为3根，相应的，所述旋喷通道至少为3个；

每根所述注浆管的一端分别与不同的注浆泵连接，另一端穿入至钻杆的内部，并分别与所述旋喷入口连接。

进一步的，还包括导流器，所述钻杆通过所述导流器与所述动力头连接；

所述注浆管经由所述导流器进入所述钻杆内部，并与所述旋喷入口连通。

进一步的，所述导流器为三管注浆导流器。

进一步的，所述动力头内设置有1台或1台以上用于驱动所述钻杆转动的变频电机。

进一步的，所述卷扬机包括主卷扬机和副卷扬机，所述主卷扬机与副卷扬机分别通过钢丝绳与所述动力架连接。

本实用新型还公开了一种大直径旋喷桩的施工方法，采用上述桩机设备，包括如下步骤：

S1：读取主机电流值Iz；

S2：比较主机电流值Iz与设定范围，，调整V2：

若Iz超出设定范围的最大值，则降低钻杆垂向移动的线速度V2；

若Iz低于设定范围的最小值，则增大钻杆垂向移动的线速度V2；

若Iz处于最小值和最小值之间，则维持钻杆垂向移动的线速度V2不变。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本桩机设备钻头和刀片的结构设计，有效的扩大了钻孔和成桩的直径，刀片底部喷浆口的设计，可以同时实现喷浆搅拌，本桩机设备的钻进能力强，成桩质量好、强度高，有效地解决了大直径旋喷桩的桩机设备在淤泥或粘性土地层中桩身强度低，同时在较好的粘性土和较密实的砂土中钻进困难或无法钻进的问题；

本桩机设备的动力头采用两台变频电机驱动，两台变频电机组合装置于动力头内，实现钻杆的快转和慢钻的相互转换，可根据地层变化调节钻杆转速，可以小功率获取大扭矩，具有环保、节能的优点；

本施工方法根据成桩强度理论模型及“有效攻”电流值强度模型，确定钻进过程中唯一进行调控的变量钻杆垂向移动的线速度V2，从而可以根据主机电流值Iz的变化适时地调整线速度V2，获得质量好、强度高的旋喷桩。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术作进一步地详细说明：

图1是本实用新型所述桩机设备的整体结构示意图；

图2是本实用新型所述钻孔结构的主视图；

图3是本实用新型所述的钻孔结构的仰视图；

图4是本实用新型所述的钻孔结构的俯视图。

其中：

1、底座；2、塔架；21、导向架；3、动力头；4、动力架；51、主卷扬机；52、副卷扬机；53、钢丝绳；6、钻孔结构；61、钻头；611、旋喷入口；62、刀片；621、旋喷出口；7、钻杆；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

本实用新型公开了一种大直径旋喷桩的桩机设备，如图1所示，包括底座1、塔架2、钻杆7、钻杆7动力头3、用于安放动力头的动力架4、设于底座1上的卷扬机；

动力头设于动力架4内，动力架4通过钢丝绳53与卷扬机连接；其中，动力头内设有1台或1台以上用于驱动钻杆7转动的变频电机，使得其可根据地层变化调节钻杆7转速，从而可以利用小的功率获得大的扭矩。具体的，在一具体实施例中，动力头内优选设置2台变频电机，该变频电机的功率为45kW，且该变频电机通过智能控制系统控制，可实时读取电机的电流值和转速。通过设置两台变频电机可实现利用小的功率获得大的扭矩，该两台变频电机在功能相同，启动时可先只启动其中一台电机(即变频电机)，当其中一台电机有问题时，则可以利用另一台电机把钻杆提出，而不至于造成埋钻杆。

卷扬机包括主卷扬机51和副卷扬机52，主卷扬机51与副卷扬机52分别通过钢丝绳53与动力架4连接。当钻杆7钻进活提升的过程受阻时，主卷扬机51功率不够时，可启动副卷扬机52，辅助主卷扬机51共同上下移动钻杆7。

塔架2的下方设置有导向架21，导向架21上设有导向孔，钻杆7的下端穿过导向孔向下延伸，上端穿过动力架4与动力头固接；

钻杆7的下端可拆卸的设置了钻孔结构6。如图2～图4所示，钻孔结构6包括钻头61和若干刀片62，钻头61与钻杆7同轴设置，刀片62呈长条状，且垂直于钻头61设置；

钻孔结构还包括设于钻头61上端的若干用于连接注浆管的旋喷入口611，以及与旋喷入口611数量对应的若干旋喷出口621，旋喷出口621设于刀片62下底面，且旋喷出口621与其对应的旋喷出口621连通。且每个旋喷入口621均与其对应的旋喷出口621连通形成一个旋喷通道。其中，注浆管至少为3根，相应的，旋喷通道至少为3个；每根注浆管的一端分别与不同的注浆泵连接，另一端穿入至钻杆7的内部，并分别与旋喷入口611连接。其中，注浆泵泵入至注浆管中的浆料采用智能集成浆料配供中心控制，可以更方便地控制好水泥浆的水灰比，确保施工质量。在一具体实施例中，注浆管优选3根，旋喷通道优选3个。

该桩机设备还设置有导流器，钻杆7通过导流器与动力头连接；导流器为三管注浆导流器。3根注浆管分别通过三管注浆导流器的三个通道进入钻赶内部，并与钻头61上的3个旋喷入口611分别连通。

注浆管经由导流器进入钻杆7内部，并与旋喷入口611连通。

刀片62至少为2组，每组由对称设置于同一轴线上的2片刀片62组成。且每组刀片62上下交错固设在钻杆7上。每组刀片62上下交错固设在钻杆7上。

实施例2：

本实施例中，本实施例的下述结构与实施例1中存在区别：在本实施例中的刀片62为3片，且3片刀片62均位于同一水平面上，其相互之间夹角呈120°。每片刀片62的下底面靠近断面处设置有旋喷出口621。

本实用新型所述的新型旋喷桩机及其施工方法的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：

包括底座、塔架、钻杆、动力头、用于安放动力头的动力架、设于底座上的卷扬机；

所述动力头设于所述动力架内，所述动力架通过钢丝绳与所述卷扬机连接；

所述塔架的下方设置有导向架，所述导向架上设有导向孔，所述钻杆的下端穿过所述导向孔向下延伸，上端穿过所述动力架与所述动力头固接；

所述钻杆的下端设有可拆卸的钻孔结构，所述钻孔结构包括钻头和若干刀片，所述钻头与所述钻杆同轴设置，所述刀片呈长条状，且垂直于所述钻头设置；

所述钻孔结构还包括设于所述钻头上端的若干用于连接注浆管的旋喷入口，以及与所述旋喷入口数量对应的若干旋喷出口，所述旋喷出口设于所述刀片下底面，且所述旋喷出口与其对应的所述旋喷出口连通。

2.根据权利要求1所述的大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：所述刀片至少为2组，每组由对称设置于同一轴线上的2片刀片组成。

3.根据权利要求2所述的大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：每组所述刀片上下交错固设在所述钻杆上。

4.根据权利要求1所述的大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：所述刀片为3片，且3片所述刀片均位于同一水平面上，其相互之间夹角呈120°。

5.根据权利要求1所述的大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：所述注浆管至少为3根，相应的，所述旋喷通道至少为3个；

每根所述注浆管的一端分别与不同的注浆泵连接，另一端穿入至钻杆的内部，并分别与所述旋喷入口连接。

6.根据权利要求1所述的大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：还包括导流器，所述钻杆通过所述导流器与所述动力头连接；

所述注浆管经由所述导流器进入所述钻杆内部，并与所述旋喷入口连通。

7.根据权利要求6所述的大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：所述导流器为三管注浆导流器。

8.根据权利要求1所述的大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：所述动力头内设有1台或1台以上用于驱动所述钻杆转动的变频电机。

9.根据权利要求1所述的大直径旋喷桩的桩机设备，其特征在于：所述卷扬机包括主卷扬机和副卷扬机，所述主卷扬机与副卷扬机分别通过钢丝绳与所述动力架连接。