專利名稱：變徑攪拌樁鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及地基處理中用深層攪拌法制作攪拌樁所用的設(shè)備。
公知的攪拌樁是利用深層攪拌機(jī)械帶動(dòng)攪拌鉆具，在地基深處將軟土和固化劑(漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌，從而在地基土層中形成一半徑與鉆桿攪拌葉片工作半徑相同的由固化劑與軟土混合而成的回轉(zhuǎn)體。由于固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理－化學(xué)反應(yīng)，該回轉(zhuǎn)體得以硬結(jié)成具有整體性，水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的攪拌樁。由于目前公知的攪拌樁鉆具僅有一組攪拌葉片，因此，所形成的攪拌樁是一等徑柱體。這種等徑樁對(duì)于基礎(chǔ)下不同深度的土層具有相同的置換率。由于基礎(chǔ)下應(yīng)力的分布按一定規(guī)律隨深度遞減，因此，在全部深度范圍內(nèi)采用相同的置換率是不合理的。合理的方法是根據(jù)基礎(chǔ)下應(yīng)力分布規(guī)律，使攪拌樁的樁徑隨深度遞減。這樣可以在保證相同的地基加固效果的前提下，減少固化劑的用量；或者，在相同的固化劑用量下，改善地基加固的效果。
本實(shí)用新型的目的，是要提供一種新型攪拌樁鉆具。該鉆具與現(xiàn)有攪拌樁鉆機(jī)相結(jié)合，可以制作樁徑自上而下遞減的變徑攪拌樁。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在鉆桿上沿其軸線自上而下設(shè)置數(shù)組固化劑噴口，每組噴口處相應(yīng)設(shè)置攪拌葉片，各組葉片的工作半徑沿鉆桿軸線自上而下遞減；各組噴口分別通過(guò)鉆桿內(nèi)部的相互獨(dú)立的管道與固化劑輸入裝置相連接。
本實(shí)用新型所采用的傳動(dòng)裝置與現(xiàn)有攪拌樁鉆機(jī)相同，所采用的攪拌葉片的結(jié)構(gòu)形式與現(xiàn)有攪拌樁鉆桿相同。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下將該鉆具安裝在鉆機(jī)上，聯(lián)接好傳動(dòng)裝置和固化劑輸送管路。開動(dòng)鉆機(jī)，鉆桿下端鉆入土層。順次接通各組與噴口相連的固化劑輸送管路，固化劑通過(guò)輸入裝置進(jìn)入鉆桿，進(jìn)而通過(guò)管路和噴口進(jìn)入土層中，并在攪拌葉片作用下與鉆桿周圍的軟土相拌合。由于各組噴口所對(duì)應(yīng)的攪拌葉片的工作半徑由下而上逐漸增大，所以土層中所形成的攪拌樁體的形狀是一個(gè)半徑自上而下遞減的回轉(zhuǎn)體。根據(jù)需要，可以使各組攪拌葉片工作半徑的變化符合基礎(chǔ)下應(yīng)力分布的規(guī)律，這樣，即可在基礎(chǔ)下土層中形成樁徑按應(yīng)力分布規(guī)律變化的變徑攪拌樁。
本實(shí)用新型的固化劑噴口數(shù)量及各組攪拌葉片之間的軸向間距，可根據(jù)具體的施工要求及工藝條件及設(shè)備條件設(shè)定。
本實(shí)用新型鉆桿內(nèi)部與各噴口相連的管道，可以是并列式的，也可以是同軸套管。
本實(shí)用新型的各組攪拌葉片的工作半徑，可根據(jù)地基處理設(shè)計(jì)要求確定。
本實(shí)用新型所指的固化劑可以是水泥類，也可以是石灰類或其它可用流體形式或流態(tài)化形式輸送的各類深層攪拌用固化劑。
由于本實(shí)用新型可在基礎(chǔ)下土層中形成變徑樁，其樁徑與土層中應(yīng)力分布規(guī)律相適應(yīng)。所以，與滿足相同地基加固要求的等徑樁相比，本實(shí)用新型所需的固化劑量小于等徑樁，從而可降低工程成本。另一方面，如果采用等量的固化劑，則本實(shí)用新型可以獲得比等徑樁更佳的地基加固效果。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)形式及工作情況由以下實(shí)施例及附圖給出。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型提出的變徑水泥土攪拌樁鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中1是聯(lián)軸器，用于同主機(jī)傳動(dòng)軸連接傳遞扭矩。2是聯(lián)接法蘭，用于鉆桿與主機(jī)架的聯(lián)接，使鉆桿能隨主機(jī)作軸向運(yùn)動(dòng)。3和7是進(jìn)漿裝置(固化劑輸入裝置)，該裝置以軸承10支承于鉆桿11上，鉆桿可與之作相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。5和9是鉆桿上的進(jìn)漿孔。6和8是進(jìn)漿管，用于與泥漿泵輸出口相連。12是芯管，13是由鉆桿11內(nèi)壁與芯管12外壁形成的環(huán)形截面通道。14為攪拌葉片，15為上噴漿口，16為隔板，17為下攪拌葉片，18下噴漿口。
根據(jù)實(shí)際需要和設(shè)備工藝條件，本實(shí)施例采用兩級(jí)噴漿結(jié)構(gòu)。第一級(jí)噴漿結(jié)構(gòu)由進(jìn)漿裝置3，進(jìn)漿管6，進(jìn)漿孔5，芯管12和下鉆桿19及下噴漿口18構(gòu)成。第二級(jí)噴漿結(jié)構(gòu)由進(jìn)漿裝置7，進(jìn)漿管8，進(jìn)漿孔9，環(huán)形截面通道13，鉆桿11及上噴漿口15構(gòu)成。第一級(jí)與第二級(jí)噴漿結(jié)構(gòu)以隔板16隔開。
本實(shí)用新型工作時(shí)，先將聯(lián)接法蘭2與主機(jī)機(jī)架聯(lián)接，此時(shí)聯(lián)軸器1便與主機(jī)輸出軸相連。用管道將進(jìn)漿管口6，8與泵相連。啟動(dòng)主機(jī)，并使鉆桿向地下進(jìn)給，當(dāng)下噴漿口18進(jìn)入土層后，接通第一級(jí)噴漿系統(tǒng)。此時(shí)漿液由6進(jìn)入進(jìn)漿裝置3并通過(guò)鉆桿壁上的孔5進(jìn)入鉆桿內(nèi)，然后經(jīng)芯管12及下鉆桿19到達(dá)下噴漿口18，并向外噴出，經(jīng)下攪拌葉片作用與土發(fā)生混合，形成半徑等于葉片17工作半徑的水泥土回轉(zhuǎn)體。
當(dāng)鉆具進(jìn)給至上噴漿口15進(jìn)入土層后，接通第二級(jí)噴漿系統(tǒng)。漿液由8進(jìn)入進(jìn)漿裝置7，再由孔9進(jìn)入鉆桿內(nèi)部，然后經(jīng)環(huán)形通道13到達(dá)上噴漿口15，并向外噴出。由于上攪拌葉片14的工作半徑大于下攪拌葉片17。所以，隨著鉆桿的向下進(jìn)給，在第一級(jí)攪拌樁的上部遂形成了一外徑大于第一級(jí)樁外徑的水泥土回轉(zhuǎn)體。當(dāng)鉆桿進(jìn)給到預(yù)定深度后，即在基礎(chǔ)下土層中形成一下部樁徑小上部樁徑大的變徑水泥攪拌樁。
由于本實(shí)用新型中的各級(jí)固化劑輸送管路及噴口相互獨(dú)立，所以可以使各級(jí)噴射攪拌系統(tǒng)在工作時(shí)互不干擾，從而可保證各級(jí)樁體的固化劑用量和配比。
權(quán)利要求1.變徑攪拌樁鉆具，包括有鉆桿，傳動(dòng)聯(lián)結(jié)裝置，固化劑輸入裝置，固化劑噴口和攪拌葉片，其特征在于在鉆桿上沿其軸線自上而下設(shè)有數(shù)組固化劑噴口，每組噴口處相應(yīng)設(shè)有攪拌葉片，各組葉片的工作半徑沿鉆桿軸線自上而下遞減；各組噴口分別通過(guò)鉆桿內(nèi)部的相互獨(dú)立的管道與固化劑輸入裝置相連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的變徑攪拌樁鉆具，其特征在于鉆桿內(nèi)部的固化劑輸送管道，可以是并列的，也可以是同軸套管。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的變徑攪拌樁鉆具，其特征在于該鉆具所用的固化劑可以是水泥類，也可以是石灰類或其它可用流體形式或流態(tài)化形式輸送的各類深層攪拌用固化劑。
專利摘要變徑攪拌樁鉆具，在鉆桿上沿其軸線自上而下設(shè)有數(shù)組固化劑噴口，每組噴口處相應(yīng)設(shè)有一組攪拌葉片，各組葉片的工作半徑沿鉆桿軸線自上而下遞減。該鉆具可根據(jù)基礎(chǔ)下應(yīng)力分布規(guī)律，使攪拌樁的樁徑隨深度遞減。這樣可以在保證相同的地基加固質(zhì)量的前提下，減少固化劑的用量；或者，在相同的固化劑用量下，提高地基加固的置換率。本實(shí)用新型可應(yīng)用于各種以流體形式或流態(tài)化形式輸送固化劑的變徑攪拌樁的制作。
文檔編號(hào)E02D7/00GK2215589SQ9421304
公開日1995年12月20日 申請(qǐng)日期1994年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月24日
發(fā)明者沈?qū)W智 申請(qǐng)人:沈?qū)W智