變徑攪拌樁機(jī)及其成樁施工方法、鉆桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攪拌樁技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變徑攪拌樁機(jī)及其成樁施工方法、鉆桿。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑基礎(chǔ)工程中的軟土地基處理是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并在工程總價(jià)中占有較大比例。大量工程實(shí)踐表明，水泥土攪拌樁法具有施工簡(jiǎn)單、快速、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，能有效地提高軟土地基的穩(wěn)定性，減少和控制沉降量。水泥土攪拌樁現(xiàn)己發(fā)展成一種常用的軟弱地基處理方法，主要適用于加固飽和軟粘土地基。其具體是使用攪拌樁機(jī)將水泥(或石灰)等固化劑泵入軟土中，并通過(guò)攪拌樁機(jī)的攪拌葉片就地將軟土和固化劑攪拌，使固化劑與軟土間混合，產(chǎn)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)，硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土攪拌樁，這種水泥土攪拌樁與樁周的泥土一起組成的復(fù)合地基具有較高的承載力，減少地基沉降。
[0003]現(xiàn)有的常規(guī)攪拌樁機(jī)一般為單鉆桿攪拌樁機(jī)，葉片攪拌時(shí)產(chǎn)生的剪切力大，攪拌樁施工對(duì)樁周土體的擾動(dòng)大，存在攪拌方向單一、地面冒漿、攪拌不夠均勻，鉆桿容易進(jìn)漿堵塞、成樁質(zhì)量差，成樁效率低下等問(wèn)題。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1632233A公開(kāi)了一種“雙向攪拌樁的成樁操作方法”，提出一種雙向攪拌樁的成樁方法，該方法采用同軸正反方向的內(nèi)鉆桿和外鉆桿同時(shí)攪拌，保證水泥漿在樁體內(nèi)攪拌均勻，避免出現(xiàn)地面冒漿的問(wèn)題，而且可提高成樁質(zhì)量和效率。但是該方法的施工工藝只能形成一種樁徑的水泥土攪拌樁，但是很多地基存在不同質(zhì)地的土層，而不同土層的原始承載力也不一樣，需要不同樁徑的水泥土攪拌樁，如果全部按照小樁徑進(jìn)行施工，則水泥土攪拌樁的強(qiáng)度不夠；如果全部按照大樁徑施工，則大量浪費(fèi)固化劑，成本增大。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN102808408A公開(kāi)了 “一種雙向變徑攪拌樁機(jī)及其成樁施工方法”，其攪拌漿葉具有固定葉片和活動(dòng)葉片，通過(guò)改變內(nèi)鉆桿和外鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向打開(kāi)活動(dòng)葉片，從而實(shí)現(xiàn)變徑。但是該變徑攪拌樁機(jī)仍然存在著以下問(wèn)題:(I)存在著改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向后，活動(dòng)葉片未打開(kāi)或者未完全打開(kāi)，未按照設(shè)計(jì)要求完成變樁徑施工，或者施工質(zhì)量差；(2)只能實(shí)現(xiàn)兩種樁徑，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠確保葉片打開(kāi)和/或收縮，完成變樁徑施工的鉆桿、變徑攪拌樁機(jī)及其成樁施工方法。
[0006]( 二)技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種變徑攪拌樁機(jī)，包括:機(jī)座、塔架、攪拌頭和升降機(jī)構(gòu)，所述塔架固定在所述機(jī)座上；所述攪拌頭通過(guò)所述升降機(jī)構(gòu)吊裝在所述塔架上，所述升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述攪拌頭上下移動(dòng)；所述攪拌頭包括鉆桿、轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)，所述鉆桿包括外管和內(nèi)管，所述內(nèi)管空套在所述外管中，且所述內(nèi)管的前部穿出所述外管；所述內(nèi)管的前部設(shè)有噴漿口 ；所述外管設(shè)有外管輻圈；所述內(nèi)管的前部設(shè)有內(nèi)管輻圈；所述內(nèi)管前部還設(shè)有可滑動(dòng)的過(guò)渡套，且位于所述外管輻圈與所述內(nèi)管輻圈之間；所述過(guò)渡套設(shè)有可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的上輻圈和下輻圈；所述外管輻圈與上輻圈之間及所述內(nèi)管輻圈與下輻圈之間均鉸接安裝至少一組攪拌葉組，每組所述攪拌葉組包括至少一個(gè)攪拌葉；所述攪拌葉包括通過(guò)鉸鏈相鉸接的第一葉片和第二葉片；所述轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與所述外管及內(nèi)管連接，用于帶動(dòng)所述外管和內(nèi)管正反轉(zhuǎn)動(dòng)或者同向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述伸縮機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)管和所述外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)。
[0008]其中，所述外管輻圈與上輻圈之間鉸接安裝有多組所述攪拌葉組，任意相鄰的兩組所述攪拌葉組之間通過(guò)一個(gè)上滑動(dòng)輻圈相鉸接，所述上滑動(dòng)輻圈可滑動(dòng)地安裝在所述內(nèi)管的外壁；所述內(nèi)管輻圈與下輻圈之間鉸接安裝有多組所述攪拌葉組，任意相鄰的兩組所述攪拌葉組之間通過(guò)一個(gè)下滑動(dòng)輻圈相鉸接，所述下滑動(dòng)輻圈可滑動(dòng)地安裝在所述內(nèi)管的外壁。
[0009]其中，所述外管輻圈與上輻圈之間安裝的所述攪拌葉組數(shù)量與所述內(nèi)管輻圈與下輻圈之間安裝的所述攪拌葉組數(shù)量相同。
[0010]其中，每組所述攪拌葉組包括的所述攪拌葉為多個(gè)，多個(gè)所述攪拌葉均沿所述內(nèi)管輻圈和外管輻圈的周向均勻排列。
[0011]其中，所述鉆桿還包括外管頭座和內(nèi)管頭座，所述外管與所述外管頭座可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，所述內(nèi)管與所述內(nèi)管頭座可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接；所述伸縮機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述內(nèi)管頭座和外管頭座相對(duì)移動(dòng)，使所述內(nèi)管和所述外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)。
[0012]其中，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括伸縮缸，所述伸縮缸安裝在所述外管頭座和內(nèi)管頭座之間，所述伸縮缸的活塞桿與所述外管相平行，所述伸縮缸驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)管頭座與外管頭座沿所述外管軸向移動(dòng)。
[0013]其中，所述外管頭座上設(shè)有導(dǎo)向桿，所述內(nèi)管頭座與所述導(dǎo)向桿可滑動(dòng)地套接。
[0014]其中，所述外管頭座上設(shè)有導(dǎo)向桿，所述內(nèi)管頭座與所述導(dǎo)向桿可滑動(dòng)地套接；所述伸縮機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)葫蘆，所述電動(dòng)葫蘆安裝導(dǎo)向桿的頂端，帶動(dòng)所述內(nèi)管頭座沿導(dǎo)向桿移動(dòng)。
[0015]其中，所述伸縮機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向軌、滾軸直線(xiàn)滑軌和滾軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述導(dǎo)向軌安裝在所述外管頭座上，所述內(nèi)管頭座與所述導(dǎo)向軌可滑動(dòng)地套接；所述滾軸直線(xiàn)滑軌與所述導(dǎo)向軌相平行安裝，所述內(nèi)管頭座與所述滾軸直線(xiàn)滑軌的滑塊相連接，所述滾軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)與滾軸直線(xiàn)滑軌的螺紋軸相連接。
[0016]本發(fā)明還提供一種成樁施工方法，包括以下步驟:
[0017]S1:將需要施工的場(chǎng)地平整；
[0018]S2:將上述任一項(xiàng)所述的變徑攪拌樁機(jī)運(yùn)輸?shù)酱┕?chǎng)地，按設(shè)定樁位定位并對(duì)中，內(nèi)管與送漿泵相連接；
[0019]S3:啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),使外管和內(nèi)管正反轉(zhuǎn)動(dòng)或者同向轉(zhuǎn)動(dòng),啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)使攪拌頭沿塔架下降，鉆桿開(kāi)始下沉攪拌，在下沉攪拌的過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，不啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)，或者一次啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)帶動(dòng)內(nèi)管和外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)，或者多次啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)帶動(dòng)內(nèi)管和外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)，或者啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)在下沉攪拌的同時(shí)帶動(dòng)內(nèi)管和外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)，下沉攪拌到設(shè)計(jì)深度；
[0020]S4:到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，改變升降機(jī)構(gòu)的工作方向，實(shí)現(xiàn)鉆桿提升攪拌，在提升攪拌過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，不啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)，或者一次啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)使內(nèi)管和外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)，或者多次啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)帶動(dòng)內(nèi)管和外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)，或者啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)在提升攪拌的同時(shí)帶動(dòng)內(nèi)管和外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)；
[0021]S5:待鉆桿提升到地表后，整機(jī)移位到下一根粧的指定粧位，重復(fù)以上的每步操作，完成下一根攪拌樁；或者至少一次重復(fù)步驟S3和S4后，待鉆桿提升到地表后，整機(jī)移位到下一根樁的指定樁位，重復(fù)以上的每步操作，完成下一根攪拌樁；
[0022]其中，在步驟S3和/或步驟S4中開(kāi)啟送漿泵，向土體噴固化劑。
[0023]進(jìn)一步的，在所述步驟S2與步驟S3之間還包括步驟S21:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，啟動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)內(nèi)管和外管相對(duì)移動(dòng)，預(yù)先調(diào)節(jié)初始攪拌樁徑。
[0024]進(jìn)一步的，在所述步驟S2與步驟S21之間還包括步驟S20:在所述步驟S2與步驟S21之間還包括步驟S20:啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，使鉆桿自然下沉到樁體開(kāi)始處；在步驟S4與步驟S5之間還包括步驟S40:在樁體開(kāi)始處關(guān)閉轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，鉆桿繼續(xù)自然提升。
[0025]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述內(nèi)管和外管正反同速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]本發(fā)明還提供一種鉆桿，包括:外管和內(nèi)管，所述內(nèi)管空套在所述外管中，且所述內(nèi)管的前部穿出所述外管；所述內(nèi)管的前部設(shè)有噴漿口 ；所述外管設(shè)有外管輻圈；所述內(nèi)管的前部設(shè)有內(nèi)管輻圈；所述內(nèi)管前部還設(shè)有可滑動(dòng)的過(guò)渡套，且位于所述外管輻圈與所述內(nèi)管輻圈之間；所述過(guò)渡套設(shè)有可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的上輻圈和下輻圈；所述外管輻圈與上輻圈之間及所述內(nèi)管輻圈與下輻圈之間均鉸接安裝至少一組攪拌葉組，每組所述攪拌葉組包括至少一個(gè)攪拌葉；所述攪拌葉包括通過(guò)鉸鏈相鉸接的第一葉片和第二葉片。
[0027]進(jìn)一步的，所述外管輻圈與上輻圈之間鉸接安裝有多組所述攪拌葉組，任意相鄰的兩組所述攪拌葉組之間通過(guò)一個(gè)上滑動(dòng)輻圈相鉸接，所述上滑動(dòng)輻圈可滑動(dòng)地安裝在所述內(nèi)管的外壁；所述內(nèi)管輻圈與下輻圈之間鉸接安裝有多組所述攪拌葉組，任意相鄰的兩組所述攪拌葉組之間通過(guò)一個(gè)下滑動(dòng)輻圈相鉸接，所述下滑動(dòng)輻圈可滑動(dòng)地安裝在所述內(nèi)管的外壁。
[0028](三)有益效果
[0029]本發(fā)明提供的變徑攪拌樁機(jī)及其成樁施工方法，攪拌葉包括通過(guò)鉸鏈連接的第一葉片和第二葉片，使用伸縮機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)內(nèi)管和外管沿軸向相對(duì)移動(dòng)，調(diào)節(jié)攪拌葉的攪拌直徑(半徑)，形成變徑攪拌樁，使用伸縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保攪拌葉打開(kāi)或者收縮，保證在成樁操作過(guò)程中按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行變徑，提高