；
[0064] 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，边旋转、 边切土、边下沉，直至设计深度，所述设计深度根据实际操作而定；
[0065] 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；
[0066] 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,且搅拌次数符合如下计算公式：
[0067]
[0068] 其中，h揽摔翼片的宽度（m);
[0069] P一一搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；
[0070] d 揽摔翼片的厚度（m);
[0071] EZ一一搅拌翼片的总数；
[0072] n--钻具的回转数（rev/min);
[0073] V--钻具的提升速度（m/min);
[0074]N--搅拌次数；
[0075] dgsin0+hgcos0--搅拌翼片垂直投影高度（m);
[0076] 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；
[0077] ⑥、移位：将搅拌机移至下一粧位，重复上述步骤的施工。
[0078] 上述方法中，根据《建筑地基处理技术规范》，搅拌粧施工时，搅拌次数越多， 则拌和越为均匀，水泥土强度也越高，但施工效率就降低。试验证明，当加固范围内任 一点的水泥土每遍经过20次的拌合，其强度即可达到较高值，每遍搅拌次计算公式为：
[0079] 其中：h 揽摔翼片的宽度（m);
[0080] 0--搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；
[0081] EZ一一搅拌翼片的总数；
[0082] n--钻具的回转数（rev/min);
[0083] V--钻具的提升速度（m/min);
[0084] N--搅拌次数；
[0085] 每遍搅拌次数N与h、0、EZ、n成正比关系，与V成反比。
[0086] 而根据规范公式含义及《地基处理手册》等相关解释，hcosP计算所得应为 搅拌翼片的垂直投影高度，当采用如本发明提供的等厚钢板加工钻具时，搅拌翼片的厚 度不可忽略，规范公式不可直接适用于本发明的计算，假设搅拌翼片厚度为d，则搅拌 翼片的垂直投影高度为dgsinP+hgc〇s0 (如图4所示），因此，搅拌次数计算公式为
[0087] 其中，搅拌翼片与钻杆的垂直夹角为75~80°，搅拌翼片的片数大于6 ;
[0088] 当取h= 0? 07m，0 = 77。，n/V>74，N>20，d= 0? 03m，EZ= 6 时，确保搅拌土体 任何一点搅拌次数提高50%以上；
[0089] 优选地，所述水泥衆液中水灰比为0. 55:1。
[0090] 一种钻具及应用钻具的深层搅拌粧机施工方法，其优点是：
[0091] 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；
[0092] 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。
[0093] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种钻具，包括：用于连接粧机的钻杆（I)、钻头⑵、搅拌翼片（3)，所述钻头⑵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； 所述搅拌翼片（3)包括依次从下至上设置在所述钻杆（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，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：其中，h揽摔翼片的宽度（m); ^一一搅拌翼片与钻杆的垂直夹角； d一一搅拌翼片的厚度（m); EZ-一搅拌翼片的总数； n--钻具的回转数（rev/min); V--钻具的提升速度（m/min); N一一搅拌次数； dgsinP+hgcosP--搅拌翼片垂直投影高度（m)。2. 根据权利要求1所述的钻具，其特征在于：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。3. 根据权利要求1所述的钻具，其特征在于：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⑴上。4. 根据权利要求1所述的钻具，其特征在于：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。5. 根据权利要求4所述的钻具，其特征在于：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)与所述底层搅拌翼片（31)相连。6. 应用权利要求1所述钻具的深层搅拌粧机施工方法，包括如下步骤： 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； 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，边旋转、边切 土、边下沉，直至设计深度； 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； 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（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,且搅拌次数符合如下计算公式：其中，h 揽摔翼片的宽度（m); ^一一搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；d一一搅拌翼片的厚度（m); EZ-一搅拌翼片的总数； n--钻具的回转数（rev/min); V--钻具的提升速度（m/min); N一一搅拌次数； dgsinP+hgcosP--搅拌翼片垂直投影高度（m); 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； ⑥ 、移位：将搅拌机移至下一粧位，重复上述步骤的施工。
【专利摘要】一种钻具，包括：钻杆、钻头、搅拌翼片，所述钻头设置在所述钻杆的一端，所述搅拌翼片设置在所述钻杆上；所述搅拌翼片包括依次设置在所述钻杆上用于喷浆的底层搅拌翼片、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。其优点是：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，从而提升搅拌桩的成桩质量；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，平衡了桩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。
【IPC分类】E02D5/46, E21B7/00
【公开号】CN105220685
【申请号】CN201510631457
【发明人】裴进, 王辉, 罗丙圣, 张威, 王超雄, 李亮, 段鹏飞, 张炳, 程祖益, 刘耀峰
【申请人】中冶集团武汉勘察研究院有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月29日