CN218060281U - 搅拌桩钻杆及搅拌设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种搅拌桩钻杆及搅拌设备，属于地基加固工程技术领域。该搅拌桩钻杆包括钻杆杆组、多个搅拌叶片和扭矩检测装置，钻杆杆组沿着竖向延伸，搅拌叶片呈角度连接于钻杆杆组的周向侧壁，多个搅拌叶片相互间隔设置，扭矩检测装置设置于钻杆杆组上，用于检测钻杆杆组在搅拌时的扭矩。该搅拌桩钻杆在工作时，钻杆杆组带动多个搅拌叶片旋转，将水泥浆与土体搅拌混合，在搅拌的过程中扭矩检测装置能够检测出钻杆杆组的扭矩，扭矩的大小能够反应出地质的软硬程度，从而能够根据扭矩合理地确定出搅拌时间，实现水泥和土体的充分均匀搅拌。因此，该搅拌桩钻杆不仅保证了成桩质量，还提高了施工效率，降低了施工成本。

Description

搅拌桩钻杆及搅拌设备

技术领域

本实用新型涉及地基加固工程技术领域，尤其涉及一种搅拌桩钻杆及搅拌设备。

背景技术

水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过搅拌机械在地基深部注入水泥浆，并将水泥和土体强制搅拌，利用水泥和土体之间所产生的一系列物理化学反应，使土体硬结形成的水泥土加固体，从而提高地基的强度、承载能力和防渗水性能，减少地基沉降和侧向位移量，是地基加固的一种常用方法。

水泥搅拌桩钻杆可分为单向搅拌桩钻杆和双向搅拌桩钻杆，单向搅拌桩钻杆通过搅拌叶片单向旋转，容易出现千层饼状搅拌不均匀的现象；双向搅拌桩钻杆通过同轴设置的外钻杆和内钻杆，可以实现搅拌桩钻杆正反双向旋转，以使水泥和土体的混合更加均匀，提高成桩质量。然而，不管是单向搅拌桩钻杆还是双向搅拌桩钻杆，现有技术中存在的搅拌桩钻杆都无法估判地下地质的软硬程度以及地质在搅拌过程中的变化，在施工过程中，工作人员往往会通过延长搅拌时间来达到均匀搅拌的目的，但如此增加搅拌时间，对于相对软弱的土质过于浪费，对于相对较硬的土质或含有砂卵石的地质则无法很好的控制搅拌时间，从而导致成桩质量差，施工效率低，施工成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种搅拌桩钻杆及搅拌设备，用于保证成桩质量，提高施工效率，降低施工成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

搅拌桩钻杆，包括：

钻杆杆组，所述钻杆杆组沿着竖向延伸；

多个搅拌叶片，所述搅拌叶片呈角度连接于所述钻杆杆组的周向侧壁，多个所述搅拌叶片相互间隔设置；

扭矩检测装置，设置于所述钻杆杆组上，用于检测所述钻杆杆组在搅拌时的扭矩。

作为优选，所述钻杆杆组包括外钻杆和内钻杆，所述外钻杆为中空结构，所述内钻杆的顶端可转动设置于所述外钻杆内，底端伸出所述外钻杆外，所述扭矩检测装置设置于所述内钻杆上，部分数量的所述搅拌叶片为第一搅拌叶片，其余数量的所述搅拌叶片为第二搅拌叶片，所述第一搅拌叶片设置于所述外钻杆的底端的周向外壁，所述第二搅拌叶片设置于所述内钻杆的底端的周向外壁。

作为优选，所有所述第一搅拌叶片分为竖向间隔的多排，每排中的多个所述第一搅拌叶片沿着所述外钻杆的周向均布设置；

所有所述第二搅拌叶片分为竖向间隔的多排，每排中的多个所述第二搅拌叶片沿着所述内钻杆的周向均布设置。

作为优选，每相邻的两排所述第一搅拌叶片在水平方向上交错设置；

每相邻的两排所述第二搅拌叶片在水平方向上交错设置。

作为优选，所述内钻杆内开设有喷浆通道，所述喷浆通道的一端延伸至所述内钻杆的顶端，所述喷浆通道的另一端朝向所述内钻杆的底端延伸并从所述内钻杆的侧壁连通于外部。

作为优选，所述内钻杆内开设有喷气通道，所述喷气通道的一端延伸至所述内钻杆的顶端，所述喷气通道的另一端朝向所述内钻杆的底端延伸并从所述第二搅拌叶片的背离所述内钻杆的一端朝下连通于外部。

作为优选，所述内钻杆包括传动段和搅拌段，所述扭矩检测装置的两端分别连接于所述传动段的底端和所述搅拌段的顶端。

作为优选，所述扭矩检测装置的顶端通过第一紧固件与所述传动段的底端固定连接，所述扭矩检测装置的底端通过第二紧固件与所述搅拌段的顶端固定连接。

作为优选，所述扭矩检测装置上设置有无线传输器，所述无线传输器用于传输所述扭矩。

搅拌设备，包括动力装置，还包括上述的搅拌桩钻杆，所述搅拌桩钻杆连接于所述动力装置，所述动力装置能够驱动所述搅拌桩钻杆绕自身的轴线转动。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种搅拌桩钻杆，在工作时，钻杆杆组带动多个搅拌叶片旋转，将水泥浆与土体搅拌混合，在搅拌的过程中扭矩检测装置能够检测出钻杆杆组的扭矩，扭矩的大小能够反应出地质的软硬程度，从而能够根据扭矩合理地确定出搅拌时间，实现水泥和土体的充分均匀搅拌。因此，该搅拌桩钻杆不仅保证了成桩质量，还提高了施工效率，降低了施工成本。

本实用新型还提供了一种搅拌设备，包括动力装置及搅拌桩钻杆，搅拌桩钻杆连接于动力装置，动力装置能够驱动搅拌桩钻杆绕自身的轴线转动，由于搅拌桩钻杆的设置，该搅拌设备不仅保证了成桩质量，还提高了施工效率，降低了施工成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例一所提供的搅拌桩钻杆的主视图；

图2是本实用新型实施例一所提供的搅拌桩钻杆的透视图；

图3是本实用新型实施例一所提供的外钻杆的主视图；

图4是本实用新型实施例一所提供的内钻杆的主视图；

图5是本实用新型实施例一所提供的内钻杆的侧视图；

图6是图5中A-A处的剖面图；

图7是图6中B-B处的剖面图；

图8是本实用新型实施例一所提供的内钻杆的分解示意图；

图9是本实用新型实施例二所提供的搅拌设备的结构示意图。

图中：

1、钻杆杆组；11、外钻杆；12、内钻杆；121、喷浆通道；122、喷气通道；123、传动段；124、搅拌段；

21、第一搅拌叶片；22、第二搅拌叶片；

3、扭矩检测装置；31、第一紧固件；32、第二紧固件；

4、无线传输器；

5、动力装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一：

本实施例提供了一种搅拌桩钻杆，用于对地基土质进行注浆加固，可以应用于基坑支护工程以及桥梁、道路、高楼建造等施工场所，以满足上部建筑物或道路承载力的要求。该搅拌桩钻杆适用于在各类不同软硬土质或含有砂卵石地质下进行搅拌，通过估判地下地质的情况来确定搅拌时间，操作简单，经济方便。

该搅拌桩钻杆包括钻杆杆组1、多个搅拌叶片和扭矩检测装置3，具体可参见图1和图2。钻杆杆组1沿着竖向延伸；搅拌叶片呈角度连接于钻杆杆组1的周向侧壁，多个搅拌叶片相互间隔设置；扭矩检测装置3设置于钻杆杆组1上，用于检测钻杆杆组1在搅拌时的扭矩。

该搅拌桩钻杆在工作时，钻杆杆组1带动多个搅拌叶片旋转，将水泥浆与土体搅拌混合，在搅拌的过程中扭矩检测装置3能够检测出钻杆杆组1的扭矩，扭矩的大小能够反应出地质的软硬程度，从而能够根据扭矩合理地确定出搅拌时间，实现水泥和土体的充分均匀搅拌。因此，该搅拌桩钻杆不仅保证了成桩质量，还提高了施工效率，降低了施工成本。

在本实施例中，钻杆杆组1包括外钻杆11和内钻杆12，外钻杆11为中空结构，内钻杆12的顶端可转动设置于外钻杆11内，底端伸出外钻杆11外。外钻杆11和内钻杆12可以同向旋转，也可以正反双向旋转。内钻杆12的底部设置有钻杆头，钻杆头为圆锥形，圆锥形的尖头朝下，以便于钻杆杆组1深入地基。

可选地，在其他实施例中，钻杆杆组1包括一个钻杆，多个搅拌叶片均连接于该钻杆上。

在本实施例中，部分数量的搅拌叶片为第一搅拌叶片21，其余数量的搅拌叶片为第二搅拌叶片22，第一搅拌叶片21设置于外钻杆11的底端的周向外壁，第二搅拌叶片22设置于内钻杆12的底端的周向外壁。

所有第一搅拌叶片21分为竖向间隔的多排，每排中的多个第一搅拌叶片21沿着外钻杆11的周向均布设置；所有第二搅拌叶片22分为竖向间隔的多排，每排中的多个第二搅拌叶片22沿着内钻杆12的周向均布设置。优选地，搅拌叶片竖向等间距设置。

进一步地，每相邻的两排第一搅拌叶片21在水平方向上交错设置；每相邻的两排第二搅拌叶片22在水平方向上交错设置。在本实施例中，如图3至图5所示，外钻杆11和内钻杆12外壁上各有竖向间隔的两排，且每排中都有相对设置的两个搅拌叶片，即共有四个第一搅拌叶片21和四个第二搅拌叶片22。四个第一搅拌叶片21在水平方向上呈十字形设置，四个第二搅拌叶片22在水平方向上呈十字形设置，以此设置的搅拌叶片可以在少量搅拌叶片的基础上尽可能大范围的搅动地基土体。在其他实施例中，搅拌桩钻杆可以根据实际需求(例如钻杆的长度)来确定其上搅拌叶片的排数和数量，在此不做具体限定。

如图6所示，内钻杆12内开设有喷浆通道121，喷浆通道121的一端延伸至内钻杆12的顶端，喷浆通道121的另一端朝向内钻杆12的底端延伸并从内钻杆12的侧壁连通于外部。通过喷浆通道121向地基中注入水泥浆，水泥浆作为固化剂，与土体混合形成水泥土加固体。

具体地，内钻杆12内开设有喷气通道122，喷气通道122的一端延伸至内钻杆12的顶端，喷气通道122的另一端朝向内钻杆12的底端延伸并从第二搅拌叶片22的背离所述内钻杆12的一端朝下连通于外部。通过喷气通道122向地基中喷射高压气体，将硬土切割，以实现疏松土质、加速搅拌的目的。有利于水泥浆和土体更好的结合，提高成桩质量，同时还有利于降低设备磨损，更好的保护设备。

将喷浆通道121和喷气通道122设置在内钻杆12的内部，可以实现注浆、喷气、搅拌一体化，随时保证注浆、喷气的位置与搅拌的位置一致，并简化了设备结构。

如图6至图8所示，内钻杆12包括传动段123和搅拌段124，扭矩检测装置3设置于内钻杆12上，扭矩检测装置3的两端分别连接于传动段123的底端和搅拌段124的顶端。喷浆通道121与喷气通道122位于传动段123、扭矩检测装置3和搅拌段124的内部，呈竖向直线延伸。

扭矩检测装置3的顶端通过第一紧固件31与传动段123的底端固定连接，扭矩检测装置3的底端通过第二紧固件32与搅拌段124的顶端固定连接。第一紧固件31和第二紧固件32可以为普通螺钉或螺栓。在本实施例中，第一紧固件31和第二紧固件32优选为高强内六角螺栓，以保证扭矩检测装置3与传动段123和搅拌段124的连接强度。同时，为了提高密封效果，在连接处还增加了垫片，防止连接处溢浆和溢气。如图8所示，该种连接方式，可以将扭矩检测装置3与传动段123和搅拌段124拆卸分离，方便对各部分结构分别维护、清洗。

如图4和图8所示，扭矩检测装置3上设置有无线传输器4，无线传输器4用于传输扭矩检测装置3测得的扭矩。当搅拌桩钻杆工作时，扭矩检测装置3通过检测搅拌桩钻杆在地基内搅拌时的扭矩，对地质的软硬程度进行实时监测，并将信息通过无线传输器4传输至电脑客户端(PC端)，进而由PC端确定搅拌时间并控制喷气开关。该搅拌桩钻杆适用于各类不同软硬土质或含有砂卵石的地质，对于相对软弱的土质，扭矩检测装置3检测到较小的扭矩，则采用较短的搅拌时间且不需要启用喷气系统即可实现水泥和土体充分均匀搅拌；对于相对较硬的土质或含有砂卵石的地质，扭矩检测装置3检测到较大的扭矩，从而启用喷气系统来辅助搅拌，并控制合理的搅拌时间，有利于提高施工效率，降低施工成本，并保证成桩质量。在本实施例中，扭矩检测装置3为扭矩传感器。

本实施例的搅拌桩钻杆可以应用于单轴单向搅拌设备、单轴双向搅拌设备、多轴单向搅拌设备及多轴双向搅拌设备中。

实施例二：

本实施例提供了一种搅拌设备，如图9所示，其中与实施例一相同或相应的零部件采用与实施例一相应的附图标记。该搅拌设备包括动力装置5，还包括实施例一提供的搅拌桩钻杆，搅拌桩钻杆连接于动力装置5，动力装置5能够驱动搅拌桩钻杆绕自身的轴线转动。

为了减少移机次数，提高施工效率，在本实施例中，搅拌设备包括多个实施例一提供的搅拌桩钻杆，多个搅拌桩钻杆连接于动力装置5，动力装置5能够驱动多个搅拌桩钻杆分别绕着自身的轴线转动。动力装置5包括多个驱动件，对应每个搅拌桩钻杆设置有两个驱动件，其中一个驱动件控制外钻杆11转动，另一个驱动件控制内钻杆12转动，以此设置，可以实现外钻杆11和内钻杆12同向旋转或正反双向旋转。

优选地，外钻杆11与内钻杆12转动方向相反，外钻杆11带动第一搅拌叶片21向一个方向旋转，内钻杆12带动第二搅拌叶片22向另一个方向旋转，此时第二搅拌叶片22在旋转的过程中会带动水泥土混合物向上运动，然后第一搅拌叶片21通过反方向旋转将水泥土混合物下压，使水泥土混合物控制在第一搅拌叶片21和第二搅拌叶片22之间，由此实现水泥土混合物的多次搅拌，保证水泥和土体充分均匀混合，可以克服传统单向搅拌桩钻杆成桩速度慢、成桩质量差等问题，有效提高了成桩质量。

进一步地，搅拌设备中的多个搅拌桩钻杆在同一竖直面上相互平行，每相邻的两个搅拌桩钻杆上的搅拌叶片交错设置，即在不同的高度上相互错位设置，以保证搅拌桩钻杆在工作时互不干扰。相邻两个搅拌桩钻杆之间的距离由搅拌叶片的长度所确定，不应过近或过远，过近会使搅拌桩钻杆的工作区域大面积重叠，造成空间浪费，增加设备成本；过远则会使搅拌桩钻杆之间出现无法搅拌的区域，从而导致搅拌不充分。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.搅拌桩钻杆，其特征在于，包括：

钻杆杆组(1)，所述钻杆杆组(1)沿着竖向延伸；

多个搅拌叶片，所述搅拌叶片呈角度连接于所述钻杆杆组(1)的周向侧壁，多个所述搅拌叶片相互间隔设置；

扭矩检测装置(3)，设置于所述钻杆杆组(1)上，用于检测所述钻杆杆组(1)在搅拌时的扭矩。

2.根据权利要求1所述的搅拌桩钻杆，其特征在于，所述钻杆杆组(1)包括外钻杆(11)和内钻杆(12)，所述外钻杆(11)为中空结构，所述内钻杆(12)的顶端可转动设置于所述外钻杆(11)内，底端伸出所述外钻杆(11)外，所述扭矩检测装置(3)设置于所述内钻杆(12)上，部分数量的所述搅拌叶片为第一搅拌叶片(21)，其余数量的所述搅拌叶片为第二搅拌叶片(22)，所述第一搅拌叶片(21)设置于所述外钻杆(11)的底端的周向外壁，所述第二搅拌叶片(22)设置于所述内钻杆(12)的底端的周向外壁。

3.根据权利要求2所述的搅拌桩钻杆，其特征在于，所有所述第一搅拌叶片(21)分为竖向间隔的多排，每排中的多个所述第一搅拌叶片(21)沿着所述外钻杆(11)的周向均布设置；

所有所述第二搅拌叶片(22)分为竖向间隔的多排，每排中的多个所述第二搅拌叶片(22)沿着所述内钻杆(12)的周向均布设置。

4.根据权利要求3所述的搅拌桩钻杆，其特征在于，每相邻的两排所述第一搅拌叶片(21)在水平方向上交错设置；

每相邻的两排所述第二搅拌叶片(22)在水平方向上交错设置。

5.根据权利要求2所述的搅拌桩钻杆，其特征在于，所述内钻杆(12)内开设有喷浆通道(121)，所述喷浆通道(121)的一端延伸至所述内钻杆(12)的顶端，所述喷浆通道(121)的另一端朝向所述内钻杆(12)的底端延伸并从所述内钻杆(12)的侧壁连通于外部。

6.根据权利要求2所述的搅拌桩钻杆，其特征在于，所述内钻杆(12)内开设有喷气通道(122)，所述喷气通道(122)的一端延伸至所述内钻杆(12)的顶端，所述喷气通道(122)的另一端朝向所述内钻杆(12)的底端延伸并从所述第二搅拌叶片(22)的背离所述内钻杆(12)的一端朝下连通于外部。

7.根据权利要求2所述的搅拌桩钻杆，其特征在于，所述内钻杆(12)包括传动段(123)和搅拌段(124)，所述扭矩检测装置(3)的两端分别连接于所述传动段(123)的底端和所述搅拌段(124)的顶端。

8.根据权利要求7所述的搅拌桩钻杆，其特征在于，所述扭矩检测装置(3)的顶端通过第一紧固件(31)与所述传动段(123)的底端固定连接，所述扭矩检测装置(3)的底端通过第二紧固件(32)与所述搅拌段(124)的顶端固定连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的搅拌桩钻杆，其特征在于，所述扭矩检测装置(3)上设置有无线传输器(4)，所述无线传输器(4)用于传输所述扭矩。

10.搅拌设备，包括动力装置(5)，其特征在于，所述搅拌设备还包括如权利要求1-9任一项所述的搅拌桩钻杆，所述搅拌桩钻杆连接于所述动力装置(5)，所述动力装置(5)能够驱动所述搅拌桩钻杆绕自身的轴线转动。

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