专利名称：动力上下另置式双杆双向搅拌桩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种桩机，特别涉及的是一种用于软土或松软土加固搅拌 桩的桩机。
背景技术：
深层搅拌桩施工是运用粉体喷射或浆体喷射搅拌法原理，向软土地基土壤 中喷射水泥或石灰等粉体固化剂或浆体并加以搅拌，使之成桩的方式来加固软 弱地基基础。经济可靠、施工筒便的喷搅桩在工业发达国家应用十分普遍。随 着国家基础设施建设的日渐繁多，越来越多的类似工程机械设备应运而生，以 往用于软土或松软土加固的搅拌桩机搅拌方向单一，搅拌成桩的质量不高。本 新型桩机在不改变原有搅拌桩桩机结构及操作方法条件下，实现桩机钻头正、 反转双向钻进与搅拌;提高了成桩速度与成桩质量。可以广泛运用于铁路路基、 公路、港口建设、市政工程、工业及民用建筑等软土地基基础的加固处理中。 能达到地基加固或改良，提高地基承载力，减少地基沉降量，以及进行边坡加 固，地下连续墙和地下工程支护等目的。
鉴于以往施工设备的缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终 于获得本创作。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种动力上下另置式双杆双向桩机，以解决 现有成桩搅拌技术存在的搅拌方向单一 的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是 一种动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，包括 底架；
立架，竖直固定在底架上； 钻杆钻头机构，竖直定位在立架一侧；者提升的力量；
注浆装置，由注浆泵向钻杆钻头机构输送水泥浆；其特征在于 所述的钻杆钻头机构包括由外至内套接的外钻杆总成、内钻杆总成和注浆 芯管，外钻杆总成的下端连接有外钻头叶片总成，内钻杆总成的下端连接有内 钻头叶片总成，所述的注浆芯管与所述的注浆装置连通；
在所述的底架上固定有外钻杆动力机构，用来给外钻杆总成传递动力； 在所述的底架上固定有内钻杆动力机构，用来给内钻杆总成传递动力； 其中内钻杆总成和外钻杆总成上的叶片的转动方向始终相反。 与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于 1 .本实用新型在不改变原有搅拌桩桩机结构及操作方法条件下，实现桩机双 向钻进与搅拌；提高成桩速度与成桩质量。钻头部分设计合理，拆卸方便，便 于工地施工和维修。本实用新型的成桩质量比以往类似设备成桩质量好，大大 提高了桩的承载能力，在未来若干年的铁路和民用地基处理施工中建设中，将 会发挥很重要的作用。
2. 在内外钻杆前端的多层叶片。这些叶片以一定的旋转角焊接在钻杆上，钻 进时内外钻杆上的叶片转动方向相反，从而达到多层多向搅拌的目的。这种钻 头能显著改善成桩质量和有效加固深度，具有搅拌均匀、结构简单、地层适应 性强、成桩效率高和有效控制返浆的优点。外钻杆选用矩形的，目的是为了便 于转盘驱动。内钻杆选择圆形的，目的是便于在外钻杆内转动，在传递扭距相 同的情况下可以节省外钻杆内部的空间。
3. 在需密封的关键位置装了多组性能好的密封圏，并且在密封圈的上端和下 端还装了起固定作用的尼龙套，大大延长了密封圏的寿命。整个外钻杆总成的 叶片和叶片套可以 一起拆卸，大大方便了工地的维修。
图1是本实用新型的桩机总体结构示意图2是本实用新型的桩机支腿机构示意图3是本实用新型的滑枕机构示意图4是本实用新型的底架示意图5是本实用新型的外钻杆动力机构示意图6是本实用新型的液压动力系统的示意图；图7是本实用新型的钻杆钻头机构的示意图8是本实用新型的内钻头叶片总成示意图9是本实用新型的外钻头叶片总成示意图IO是本实用新型的转盘机构示意图11是本实用新型的立架示意图12是本实用新型的内钻杆动力机构示意图。
附图标记说朋支腿才几构1;支腿筒11;支腿油缸12;執盘13;纵移油缸 21;滑枕架22;导轮导轨机构23;底架3;上底架31;下底架32;横移油缸 33;支架34;外钻杆动力机构4; 二级变速箱41; 一级变速箱42;安装架43; 主电动才几44;力口压装置5;液压动力系统6;辅助电才几61;电才几座62;连轴器 63;油泵64;钻杆钻头^L构7;内钻头叶片总成71;内钻头方套711;内钻头 锥螺母712;内钻头叶片713;内钻头芯管714;内钻头叶片715;内钻头尖716; 外钻头叶片总成72;死接头721;外钻杆叶片套722;密封圈套723;尼龙套724; 组合密封圈725;外钻头叶片726;密封圈压盖727;锥螺杆728;锁紧螺栓729; 内钻杆总成73;外钻杆总成74;注浆芯管75;转盘机构8;直齿轮减速箱81; 弧齿转盘82;立架9;天梁91;上端立架92;中间立架93;底端立架94;内 钻杆动力才几构10;电机减速机构101;安装架102;连轴器103;过渡轴套筒104; 动力过渡轴105;外法兰支架106;内钻杆联接法兰107;外钻杆联接法兰108。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型是一种动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其包
括
底架3，结合图4所示，底架3包括上底架31和下底架32,所述的上底架 31四角设有支腿机构1,所述的上底架31和下底架32之间具有滑移机构，并 在上底架31和下底架32之间设有一个横移油缸33，以驱动上底架31和下底架 32相对横向平移；所述的支腿机构1则如图2所示，包括支腿筒11、支腿油缸 12和靴盘13,所述的支腿筒11与所述的上底架31固定连接，所述的支腿油缸 12安装在支腿筒11内，支腿油缸12的伸缩端与所述的靱盘13固定连接；
滑枕机构2,如图3所示，其包括设置在所述的下底架32的底部的两个滑 枕架22,所述的滑枕架22与下底架32之间具有导轮导轨机构23,在每个所述 的滑;阮架22与下底架32之间都连4妻有一个纵移油缸21,以驱动所述的滑才光架22与底架3相对纵向平移；
立架9,竖直固定在底架3的一端，如图ll所示，所述的立架9由上至下 分为天梁91、上端立架92、中间立架93和底端立架94;
钻杆钻头机构7，竖直定位在立架9前面，如图7所示，所述的钻杆钻头机 构7包括由外至内套接的外钻杆总成74、内钻杆总成73和注浆芯管75，外钻 杆总成74的下端连接有外钻头叶片总成72，内钻杆总成73的下端连接有内钻 头叶片总成71,所述的注浆芯管75与桩机的注浆装置连通；结合图8所示，所 述的内钻头叶片总成71包括一个与内钻杆总成73的下端套接的内钻头方套 711, —个内钻头锥螺母712与内钻杆总成73下端的一个锥螺杆728(参见图9) 旋合，将内钻头方套711予以固定，所述的内钻头方套711下方又焊接有一个 内钻头芯管714,所述的内钻头芯管714下方焊接有内钻头尖716,所述的内钻 头方套711和内钻头芯管714上分别焊接一对内钻头叶片713、 715,所述的内 钻头叶片713、 715均具有一定的螺旋角，以利于钻进动作，所述的内钻头芯管 714上还设有与注浆芯管75连通的注浆孔，用来将浆料输入到所钻孔内；结合 图9所示，所述的外钻头叶片总成72包括一个与外钻杆总成74下端连接的死 接头721,死接头721下端与一个密封圏套723连接，密封圏套723下端是密封 圏压盖727，密封圏套723内安装有组合密封圏725和两端的尼龙套724,密封 圏套723外套设有外钻杆叶片套722,两层外钻头叶片726焊接在外钻杆叶片套 722上，所述的外钻头叶片726均具有一定的螺旋角，数个锁紧螺栓729锁紧在 外钻杆叶片套722上；采用此种设计，结构简单，安装和拆卸方便；
外钻杆动力机构4，固定在所述的上底架31上，用来给外钻杆总成74传递 动力；如图5所示，其包括在安装架43上依次连接的主电动机44、 一级变速箱 42、 二级变速箱41以及转盘才几构8,如图10所示，所述的转盘机构8又包括一 个直齿轮减速箱81,直齿轮减速箱81的输入轴与二级变速箱41的输出轴相连， 直齿轮减速箱81的输出轴则通过一个锥齿轮传动副将动力传递给一个弧齿转盘 82，所述的弧齿转盘82以其内孔带动所述的外钻杆总成74同步转动；实际上， 可以将弧齿转盘82的内孔和外钻杆总成74的外形均设置成方形，以提高扭矩 的传递效率；
内钻杆动力机构IO，固定在立架9上，用来给内钻杆总成73传递动力；如 图12所示，其包括固定在立架9上的安装架102,以及固定在安装架102上的 电机减速机构101、过渡轴套筒104与外法兰支架106, —根动力过渡轴105穿设在所述的过渡轴套筒104内，动力过渡轴105 —端通过一个连轴器103与电 机减速机构101相连，另一端通过内钻杆联接法兰107与所述的内钻杆总成73 的上端相连，所述的外钻杆总成74的上端则通过外钻杆联接法兰108枢接在所 述的外法兰支架106内；
加压装置5，固定在所述的上底架31上，用来给所述的钻杆钻头机构7施 加下压或者提升的力量；这一结询在一般的桩机上都有，属于现有技术，在此 不予赘述；
注浆装置，由注浆泵向钻杆钻头机构输送水泥浆；这一结构在一般的桩机 上都有，属于现有技术，在此不予赘述；
液压动力系统6,固定在所述的上底架31上，用来给桩机上的各油缸(包 括横移油缸33、纵移油缸21以及支腿油缸12)作为动力使用；其具体结构， 可以如图6所示，由一个安装在电机座62上的辅助电机61通过一个连轴器63 带动一个油泵64运转，然后将油泵64的油路与所述的横移油缸33、纵移油缸 21以及支^逸油缸12循环相通。
当设备运到工地组装完毕之后桩机就可以施工了 ，工作时先通过支腿机构1 将底架3悬空，然后通过桩机的纵移和平移来移动所述的滑枕架22，从而使桩 ^L的钻头对准桩位，4妄着缩回所述的支腿;bL构1, -使滑才先架22落回地面上固定； 此时，先开动所述的主电动机44以及所述的电机减速机构101,挂上施工需要 的挡位，使钻头和钻杆按所需转速转动，再启动加压装置5,使加压链条带动钻 杆机构往下移动，同时向钻头部分输送水泥浆，桩机就开始正常施工了。钻头 到达预定深度后，先停止加压，再停止钻头和钻杆的转动，随后使内钻杆和钻 头反转，再按加压提升机构的按扭，使钻杆和钻头部分沿着滑道提升，直到钻 头提出地面，此时一根桩的施工就完成了。需要强调一点的是，在整个施工过 程中内外钻杆上的叶片转动方向始终相反，这样的搅拌方式比单一方向的搅拌 方式更均匀，成桩质量好。是值得推广的一种施工工法。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技 术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修 改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，包括底架；立架，竖直固定在底架上；钻杆钻头机构，竖直定位在立架一侧；加压装置，固定在所述的底架上，用来给所述的钻杆钻头机构施加下压或者提升的力量；注浆装置，由注浆泵向钻杆钻头机构输送水泥浆；其特征在于所述的钻杆钻头机构包括由外至内套接的外钻杆总成、内钻杆总成和注浆芯管，外钻杆总成的下端连接有外钻头叶片总成，内钻杆总成的下端连接有内钻头叶片总成，所述的注浆芯管与所述的注浆装置连通；在所述的底架上固定有外钻杆动力机构，用来给外钻杆总成传递动力；在所述的底架上固定有内钻杆动力机构，用来给内钻杆总成传递动力；其中内钻杆总成和外钻杆总成上的叶片的转动方向始终相反。
2、 根据权利要求1所述的动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其特征在于 所述的底架包括上底架和下底架，所述的上底架以支腿机构固定在地面上，所 述的上底架和下底架之间具有滑移机构，并在上底架和下底架之间设有一个横 移油缸，以驱动上底架和下底架相对横向平移；在所述的下底架的底部还设有 两个滑枕架，所述的滑枕架与下底架之间具有导轮导轨机构，在每个所述的滑 枕架与下底架之间都连接有一个纵移油缸，以驱动所述的滑枕架与下底架相对 纵向平移。
3、 根据权利要求2所述的动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其特征在于 所述的支腿机构包括支腿筒、支腿油缸和靴盘，所述的支腿筒与所述的上底架 固定连接，所述的支腿油缸安装在支腿筒内，支腿油缸的伸缩端与所述的執盘 固定连接。
4、 根据权利要求1所述的动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其特征在于 所述的内钻头叶片总成包括一个与内钻杆总成的下端套接的内钻头方套， 一个 内钻头锥螺母与内钻杆总成下端的一个锥螺柱旋合，将内钻头方套予以固定， 所述的内钻头方套下方又焊接有一个内钻头芯管，所述的内钻头芯管下方焊接 有内钻头尖，所述的内钻头方套和内钻头芯管上分别焊接一对内钻头叶片，所述的内钻头叶片均具有 一定的螺旋角，所述的内钻头芯管上还设有与注浆芯管 连通的注浆孔。
5、 根据权利要求1所述的动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其特征在于所述的外钻头叶片总成包括一个与外钻杆总成下端连接的死接头，死接头下端 与一个密封圏套连接，密封圈套下端是密封圈压盖，密封圈套内安装组合密封 圏和两端的尼龙套，密封圈套外套设有外钻杆叶片套，两层外钻头叶片焊接在所述的外钻杆叶片套上，所述的外钻头叶片均具有一定的螺旋角；数个锁紧螺 栓锁紧在外钻杆叶片套上。
6、 根据权利要求1所述的动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其特征在于 所述的外钻杆动力机构包括主电动机以及与主电动机动力连接的转盘机构，所 述的转盘机构具有一个锥齿轮传动副，以将主电动机的动力传递给一个弧齿转 盘，所述的弧齿转盘以其内孔带动所述的外钻杆总成同步转动。
7、 根据权利要求6所述的动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其特征在于 所述的弧齿转盘的内孔和外钻杆总成的外形均呈方形。
8、 根据权利要求1所述的动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其特征在于 所述的内钻杆动力机构包括固定在立架上的安装架，以及固定在安装架上的电 机减速机构、过渡轴套筒与外法兰支架， 一根动力过渡轴穿设在所述的过渡轴 套筒内，动力过渡轴一端通过一个连轴器与电机减速机构相连，另一端通过内 钻杆联接法兰与所述的内钻杆总成的上端相连，所述的外钻杆总成的上端则通 过外钻杆联接法兰枢接在所述的外法兰支架内。
9、 根据权利要求3所述的动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，其特征在于 进一步包括液压动力系统，其固定在所述的上底架上，用来给所述的横移油缸、 纵移油缸以及支腿油缸提供动力。
专利摘要本实用新型是一种动力上下另置式双杆双向搅拌桩机，包括底架；立架，竖直固定在底架上；钻杆钻头机构，竖直定位在立架一侧；加压装置，固定在所述的底架上，给所述的钻杆钻头机构施加下压或者提升的力量；注浆装置，输送水泥浆；所述的钻杆钻头机构包括由外至内套接的外钻杆总成、内钻杆总成和注浆芯管，外钻杆总成的下端连接有外钻头叶片总成，内钻杆总成的下端连接有内钻头叶片总成；在所述的底架上固定有外钻杆动力机构，用来给外钻杆总成传递动力；在所述的底架上固定有内钻杆动力机构，用来给内钻杆总成传递动力；其中内钻杆总成和外钻杆总成上的叶片的转动方向始终相反。这样的搅拌方式比单一方向的搅拌方式更均匀，成桩质量更好。
文档编号E02D7/00GK201343729SQ200920004298
公开日2009年11月11日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者唐秋生, 夏国祥, 张卫东, 朱雪峰, 杨孝亮, 汤旭东, 章军平, 聂桂文, 云 郭, 兴 郭, 鑫 陈 申请人:中铁科工集团有限公司