钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及搅拌粧机技术领域，具体地说是一种钻具及应用钻具的深层搅拌粧机 施工方法。
【背景技术】
[0002] 水泥土搅拌粧，因其施工工艺简单、造价低廉，广泛应用于软土地区地基处理、基 坑工程土质改良。但由于软土的成因多种多样，不同成因的软土在采用常规的搅拌粧机处 理后，难以满足工程质量要求。在节约成本和保证质量的双重前提下，从改进常规水泥土搅 拌粧机钻具与施工工艺等角度入手，深入研究能提升水泥土搅拌粧粧身均匀性的方法和技 术，从而达到在不提高水泥的掺入比的情况下就能提高成粧质量，是岩土工程亟待解决的 问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种搅拌均匀、成粧质量稳定、施工效 率高、成本低廉且设计合理、结构简单的钻具及应用钻具的深层搅拌粧机施工方法。
[0004] -种钻具，包括：用于连接粧机的钻杆、钻头、搅拌翼片，所述钻头设置在所述钻杆 的一端，所述搅拌翼片周向设置在所述钻杆上；
[0005] 所述搅拌翼片包括依次设置在所述钻杆上的底层搅拌翼片、中层搅拌翼片、上层 搅拌翼片，且所述底层搅拌翼片设置在靠近所述钻头的一端，所述搅拌翼片的结构安排和 数量要符合下述条件：以钻杆旋转一周为一个周期，在该周期内，所有搅拌翼片对土体任一 点的搅拌次数须大于20,并符合如下公式： r ^ {hcos8+dsinB)Y.Z _6] ^ ^^n
[0007] 其中，h 揽摔翼片的宽度（m);
[0008] 0--搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；
[0009] d 揽摔翼片的厚度（m);
[0010] EZ一一搅拌翼片的总数；
[0011] n--钻具的回转数（rev/min);
[0012] V--钻具的提升速度（m/min);
[0013] N--搅拌次数；
[0014] dgsin0+hgcos0--搅拌翼片垂直投影高度（m)。
[0015] -种施工方法，应用钻具的深层搅拌粧机施工方法，包括如下步骤：
[0016] ①、定位：将安装有钻具的深层搅拌粧机移动到预定施工区域并定位；
[0017] ②、预拌下沉：开动搅拌机，待钻具运转正常后，将搅拌机垂直向下移动，通过钻具 上的搅拌翼片边旋转、边切土、边下沉，直至设计深度；
[0018] ③、搅拌固化剂浆液：在步骤②中搅拌机下沉的同时，根据设计确定的渗入比拌制 水泥浆液，待压浆前将浆液倒入集料斗中；
[0019] ④、提升喷浆和搅拌：搅拌机下沉到设计深度后，将制备的浆液压入地基中，边喷 浆边旋转，以钻杆旋转一周为一个周期，在该周期内，所有搅拌翼片对土体任一点的搅拌次 数须大于20,且搅拌次数符合如下计算公式：
[0020]
[0021] 其中，h 揽摔翼片的宽度（m);
[0022] P--搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；
[0023] d 揽摔翼片的厚度（m);
[0024] EZ一一搅拌翼片的总数；
[0025] n--钻具的回转数（rev/min);
[0026] V--钻具的提升速度（m/min);
[0027]N--搅拌次数；
[0028] dgsin0+hgcos0--搅拌翼片垂直投影高度（m);
[0029] ⑤、重复向上、向下搅拌：重复前次作业，直至设计加固深度后再将搅拌机提升出 地面；
[0030] ⑥、移位：将搅拌机移至下一粧位，重复上述步骤的施工。
[0031] -种钻具及应用钻具的深层搅拌粧机施工方法，其优点是：
[0032] ①、钻头中搅拌翼片的增加，结构简单，安装方便，无需更换动力系统即可工作，增 加对土体的切割次数，确保搅拌土体任何一点搅拌次数提高50%以上，大大提高了搅拌效 率，从而提升搅拌粧的成粧质量；
[0033] ②、各层翼片间的分布特点以及翼片与钻杆之间的角度设计，平衡了粧头旋转切 割土体时的阻力，使钻头方便进入土体的同时搅拌更加均匀。
【附图说明】
[0034] 图1为钻具结构示意图；
[0035] 图2为钻具侧视图；
[0036] 图3为钻具俯视图；
[0037]图4为搅拌翼片与钻杆结构示意图；
[0038] 图中，h 揽摔翼片的宽度（m);
[0039] P--搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；
[0040] d 揽摔翼片的厚度（m);
[0041 ]dgsin 0 +hgcos 0--搅拌翼片垂直投影高度（m);
[0042] 上述图中标号为：
[0043] 1、钻杆，11、空腔，12、第一输衆管道，13、第二输衆管道，14、钻杆连接扣；
[0044] 2、钻头，
[0045] 3、搅拌翼片，31、底层搅拌翼片，311、出浆孔，32、中层搅拌翼片，33、上层搅拌翼 片。
【具体实施方式】
[0046] -种钻具，包括：用于连接粧机的钻杆1、钻头2、搅拌翼片3,所述钻头2设置在所 述钻杆1的一端，所述搅拌翼片3周向设置在所述钻杆1上；
[0047] 优选地，所述钻杆1与所述钻头2焊接；
[0048] 优选地，所述钻杆1长度为580~630mm;所述钻杆1包括沿所述钻杆1纵向设 置的空腔11、用于输送水泥浆的第一输浆管道12、第二输浆管道13、用于与粧机钻杆连接 的钻杆连接扣14,所述第一输浆管道12、所述第二输浆管道13均设置在所述空腔11内， 且所述第一输浆管道12沿所述空腔11纵向设置，所述第一输浆管道12的出浆口设置在 靠近所述钻头2的一端且与所述第二输浆管道13的入浆口连通，用于所述第一输浆管 道12输送浆液至与所述第一输浆管道12垂直设置的所述第二输浆管道13内，通过所述 第二输浆管道13的出浆口排出，所述钻杆连接扣14设置在所述钻杆1上远离所述钻头 2的一端，所述搅拌翼片3的结构安排和数量要符合下述条件：以钻杆1旋转一周为一个 周期，在该周期内，所有搅拌翼片3对土体任一点的搅拌次数须大于20,并符合如下公式：
[0049] 其中，h 揽摔翼片的宽度（m);
[0050] P--搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；
[0051] d 揽摔翼片的厚度；
[0052] EZ一一搅拌翼片的总数；
[0053] n--钻具的回转数（rev/min);
[0054] V--钻具的提升速度（m/min);
[0055] N--搅拌次数；
[0056] dgsin0+hgcos0--搅拌翼片垂直投影高度（m)。
[0057] 优选地，所述搅拌翼片3包括依次设置在所述钻杆1上的底层搅拌翼片31、中层搅 拌翼片32、上层搅拌翼片33,所述底层搅拌翼片31设置在靠近所述钻头2的一端；
[0058] 所述底层搅拌翼片31与所述上层搅拌翼片33沿所述钻杆1平行设置，所述底层 搅拌翼片31与所述中层搅拌翼片32沿所述钻杆1垂直设置，所述底层搅拌翼片31、所述中 层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33与所述钻杆1的水平倾角均为10~15°，平衡了减 小粧头旋转切割土体时的阻力和最大效率搅拌土体的矛盾，使所述钻头2在容易钻进的情 况下更好地搅拌（翻转）土体，起到部份垂直方向搅拌作用；
[0059] 优选地，所述底层搅拌翼片31、所述中层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33宽度 均为渐变式，其中根部宽度为84~90mm，端部宽度约为67~73mm;且各层搅拌翼片之间的 间距为190~210mm，各翼片的长度可随成粧直径需要调节，安装方便，无需更换动力系统。
[0060] 优选地，所述底层搅拌翼片31与所述钻杆1连接一端的端部开设有出浆孔311，用 于横向设置在所述钻杆1内的所述第二输浆管道13穿过所述出浆孔311与所述底层搅拌 翼片31相连，便于水泥浆喷出。
[0061] 优选地，所述底层搅拌翼片31、所述中层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33上设 置的翼片均为两片，且每层的翼片对称设置在所述钻杆1上，提高搅拌效率。
[0062] -种施工方法，应用钻具的深层搅拌粧机施工方法，包括如下步骤：
[0063] ①、定位：将安装有钻具的深层搅拌粧机移动到预定施工区域并定位