一种卵石地层超级三轴搅拌桩及其搅拌方法
【专利摘要】本发明属于建筑桩基工程施工领域，尤其涉及一种卵石地层超级三轴搅拌桩，包括三根钻杆、固定在钻杆底部的钻头组件和连接在钻杆上的叶片组件，所述钻头组件通过钻杆与无级变速动力头连接，所述钻杆通过支承架连接于桩架，所述钻头组件包括连接在钻杆上的钻铤、连接在钻铤上的钻具和空心钻头，所述钻具上固定有3?4个合金刀头；所述叶片组件为连接在钻杆上的若干组叶片，所述叶片为片刀式叶片。本发明的钻头组件通过钻杆传递动力头的转动力矩，向土体中钻进，其钻进能力强、钻具磨损小，实现了三轴搅拌桩在卵石等坚硬地层中的高效施工；且施工工艺施工过程无污染，场地整洁干净，噪声小，无需回收处理泥浆，是一种绿色施工工艺。
【专利说明】
一种卵石地层超级三轴搅拌桩及其搅拌方法
技术领域
[0001]本发明属于建筑粧基工程施工领域，尤其涉及一种卵石地层超级三轴搅拌粧及其搅拌方法。
【背景技术】
[0002]三轴水泥土搅拌粧最初由日本成幸株式会社研制，主要目的是为了解决双轴水泥土搅拌粧相邻粧搭接不完全、成粧垂直度较难保证等问题。型钢水泥土搅拌墙(SMW工法)基坑围护结构在我国建筑领域的应用已经做出将近20年的杰出贡献。目前在我国上海、江苏、浙江、天津等沿海软土地区应用已经比较普遍，并逐步推广到福建、安徽、湖北等地区。三轴水泥搅拌粧适合黏性土、粉土、砂土、砂烁土以及饱和黄土等土层，但遇到有卵石等坚硬的土层时，成粧困难，传统的水泥土搅拌粧就不适合在此类土层使用。为节省基坑围护造价，充分发挥三轴水泥搅拌粧的止水效果好，施工工期短等特点，需研发一种适合在卵石等坚硬地层中施工的三轴水泥搅拌粧(超级三轴水泥搅拌粧)，确保在卵石层三轴水泥搅拌粧的成粧质量，以保证深基坑开挖施工的安全。
【发明内容】
[0003]本发明为了克服现有传统技术设备在卵石等坚硬地层中成粧效果差，止水效果不理想等问题，提供了一种卵石地层超级三轴搅拌粧，钻头通过无级变速动力头提供的强大转动力矩，钻进土体，其钻进能力强、钻具磨损小，实现了三轴搅拌粧在卵石等坚硬地层中的高效施工。
[0004]本发明的技术方案:一种卵石地层超级三轴搅拌粧，包括三根钻杆、固定在钻杆底部的钻头组件和连接在钻杆上的叶片组件，所述钻头组件通过钻杆与无级变速动力头连接，所述钻杆通过支承架连接于粧架，所述钻头组件包括连接在钻杆上的钻铤、连接在钻铤上的钻具和空心钻头，所述钻具上固定有3-4个合金刀头;所述叶片组件为连接在钻杆上的若干组叶片，所述叶片为片刀式叶片。
[0005]本发明的钻头组件通过钻杆传递动力头的转动力矩，向土体中钻进，其钻进能力强、钻具磨损小，实现了三轴搅拌粧在卵石等坚硬地层中的高效施工。
[0006]钻头组件底部采用空心钻头;通过减小钻头端部截面，以减小钻头端部阻力，从而增强钻头端部的钻进力，提高钻进效率。
[0007]钻头组件配置高功率动力头，并结合无极变速功能，其成粧施工速度快，施工效率可以提高一倍。
[0008]采用疏排锯齿形钻具，每个锯齿形钻具根据尺寸的不同焊接3?4个合金刀头，通过改变钻头钻齿形式，合理布置合金刀头，以增强刀头强度，减缓钻头磨损。
[0009]优选地，若干组叶片等间距布置在钻杆的竖向方向上，每组叶片包括三个连接在钻杆同一圆周上的叶片，三个叶片等间距布置在钻杆的圆周方向上，其中一个叶片水平布置且刀刃朝下倾斜，其中一个叶片朝上布置且刀刃朝下倾斜，最后一个叶片朝下布置且刀刃朝下倾斜。
[0010]优选地，所述叶片焊接在钻杆上，所述钻具焊接在空心钻头上，所述钻杆与钻铤通过高强螺栓连接。
[0011]优选地，所述钻具为锯齿形钻具，所述锯齿形钻具外端向上倾斜，所述合金刀头的数量为4个，其中两个合金刀头焊接在锯齿形钻具的外端。
[0012]优选地，所述钻杆上设有护筒，三根钻杆通过护筒连接于支承架，所述护筒位于最下面一组叶片与钻铤之间。
[0013]钻杆与支撑架之间的连接采用护筒加强，以减轻钻杆的磨损；同时通过护筒去除附在钻杆和钻头上的水泥浆和黏性土，减少了人工去除的工作量，提高了施工效率。而且还减缓了钻杆在卵石层中的磨损，从而降低了卵石对钻杆的磨损和钻杆的更换频率。
[0014]一种卵石地层超级三轴搅拌粧的搅拌方法，包括下述步骤:
1)先将搅拌粧搬运到需要施工的卵石地层上固定好，空心钻头对准卵石地层；
2)开启无级变速动力头，动力头带动钻杆和钻头组件转动，空心钻头和锯齿形钻具钻开地面后带动钻杆整体往下钻；
3)空心钻头和锯齿形钻具下行过程中，锯齿形钻具可以最大程度将卵石疏散开，促进钻杆往下钻；
4)钻杆下行过程中，片刀式叶片充分的把地层中的卵石搅动，避免叶片被卵石卡住；
5)当空心钻头到达指定深度后，停止下行，将钻头和钻杆从地层中收回。
[0015]优选地，所述钻杆上叶片的组数根据钻杆的长度进行调节。
[0016]优选地，所述无级变速动力头为高功率动力头。
[0017]优选地，所述锯齿形钻具为疏排锯齿形钻具。
[0018]优选地，所述钻头组件可以用于直径为20-200mm的卵石层地层。
[0019]本发明的钻头组件可以用于直径20?200mm的卵石层，成粧效果好，止水效果较理雄
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[0020]本发明的叶片组件形式由原来的螺旋式改为片刀式叶片，增大了叶片之间的间隙。片刀式叶片能充分的把地层中的卵石搅动，避免了叶片被卵石卡住而无法施工的问题，并保证了水泥搅拌粧的成粧质量。
[0021]本发明施工工艺施工过程无污染，场地整洁干净，噪声小，无需回收处理泥浆，是一种绿色施工工艺。
[0022]本发明的有益效果是:针对卵石地层超级三轴搅拌粧机钻头的技术设计，解决了三轴搅拌粧在卵石等坚硬地层中成粧困难、止水效果差等问题;可以充分发挥三轴搅拌粧的止水效果好、施工工期短等特点，为基坑围护设计与施工增加一种可行的技术方案;针对钻头的技术进步，有效降低了钻头的施工损耗，通过提高钻头使用寿命、减少钻头更换次数来达到提高机械使用效率，节约基坑围护造价的目的。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的结构不意图；
图2为本发明的钻头组件的结构示意图；
图3为现有技术中钻头组件的结构示意图； 图4为本发明的叶片组件的结构示意图；
图5为现有技术中叶片组件的结构示意图
图中1.空心钻头，2.锯齿形钻具，3.合金刀头，4.钻铤，5.高强螺栓，6.护筒，7.支承架，8.钻杆，9.叶片，10.钻头组件。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。
[0025]如图1-5所示，一种卵石地层超级三轴搅拌粧，包括三根钻杆8、固定在钻杆8底部的钻头组件10和连接在钻杆8上的叶片组件。钻头组件10通过钻杆8与无级变速动力头连接，钻杆8通过支承架连接于粧架。钻头组件1包括连接在钻杆8上的钻铤4、连接在钻铤4上的钻具和空心钻头I。钻具上固定有3-4个合金刀头3。叶片组件为连接在钻杆8上的若干组叶片，叶片9为片刀式叶片。若干组叶片等间距布置在钻杆8的竖向方向上，每组叶片包括三个连接在钻杆8同一圆周上的叶片9，三个叶片9等间距布置在钻杆8的圆周方向上，其中一个叶片水平布置且刀刃朝下倾斜，其中一个叶片朝上布置且刀刃朝下倾斜，最后一个叶片朝下布置且刀刃朝下倾斜。叶片9焊接在钻杆8上，钻具焊接在空心钻头I上，钻杆8与钻铤4通过高强螺栓5连接。钻具为锯齿形钻具2，锯齿形钻具2外端向上倾斜。合金刀头3的数量为4个，其中两个合金刀头3焊接在锯齿形钻具2的外端。钻杆8上设有护筒6，三根钻杆8通过护筒6连接于支承架7，护筒6位于最下面一组叶片与钻铤4之间。
[0026]一种卵石地层超级三轴搅拌粧的搅拌方法，包括下述步骤:
1)先将搅拌粧搬运到需要施工的卵石地层上固定好，空心钻头对准卵石地层；
2)开启无级变速动力头，动力头带动钻杆和钻头组件转动，空心钻头和锯齿形钻具钻开地面后带动钻杆整体往下钻；
3)空心钻头和锯齿形钻具下行过程中，锯齿形钻具可以最大程度将卵石疏散开，促进钻杆往下钻；
4)钻杆下行过程中，片刀式叶片充分的把地层中的卵石搅动，避免叶片被卵石卡住；
5)当空心钻头到达指定深度后，停止下行，将钻头和钻杆从地层中收回。
[0027]钻杆上叶片的组数根据钻杆的长度进行调节。
[0028]无级变速动力头为高功率动力头。
[0029]锯齿形钻具为疏排锯齿形钻具。
[0030]钻头组件可以用于直径为20-200mm的卵石层地层。
[0031]本发明是针对卵石地层超级三轴搅拌粧机钻头的技术设计，解决了三轴搅拌粧在卵石等坚硬地层中成粧困难、止水效果差等问题;可以充分发挥三轴搅拌粧的止水效果好、施工工期短等特点，为基坑围护设计与施工增加一种可行的技术方案;针对钻头的技术进步，有效降低了钻头的施工损耗，通过提高钻头使用寿命、减少钻头更换次数来达到提高机械使用效率，节约基坑围护造价的目的。
【主权项】
1.一种卵石地层超级三轴搅拌粧，包括三根钻杆、固定在钻杆底部的钻头组件和连接在钻杆上的叶片组件，所述钻头组件通过钻杆与无级变速动力头连接，所述钻杆通过支承架连接于粧架，其特征在于:所述钻头组件包括连接在钻杆上的钻铤、连接在钻铤上的钻具和空心钻头，所述钻具上固定有3-4个合金刀头;所述叶片组件为连接在钻杆上的若干组叶片，所述叶片为片刀式叶片。2.根据权利要求1所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧，其特征在于:若干组叶片等间距布置在钻杆的竖向方向上，每组叶片包括三个连接在钻杆同一圆周上的叶片，三个叶片等间距布置在钻杆的圆周方向上，其中一个叶片水平布置且刀刃朝下倾斜，其中一个叶片朝上布置且刀刃朝下倾斜，最后一个叶片朝下布置且刀刃朝下倾斜。3.根据权利要求2所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧，其特征在于:所述叶片焊接在钻杆上，所述钻具焊接在空心钻头上，所述钻杆与钻铤通过高强螺栓连接。4.根据权利要求1所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧，其特征在于:所述钻具为锯齿形钻具，所述锯齿形钻具外端向上倾斜，所述合金刀头的数量为4个，其中两个合金刀头焊接在锯齿形钻具的外端。5.根据权利要求1所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧，其特征在于:所述钻杆上设有护筒，三根钻杆通过护筒连接于支承架，所述护筒位于最下面一组叶片与钻铤之间。6.根据权利要求1所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧的搅拌方法，其特征在于:其包括下述步骤: 1)先将搅拌粧搬运到需要施工的卵石地层上固定好，空心钻头对准卵石地层； 2)开启无级变速动力头，动力头带动钻杆和钻头组件转动，空心钻头和锯齿形钻具钻开地面后带动钻杆整体往下钻； 3)空心钻头和锯齿形钻具下行过程中，锯齿形钻具可以最大程度将卵石疏散开，促进钻杆往下钻； 4)钻杆下行过程中，片刀式叶片充分的把地层中的卵石搅动，避免叶片被卵石卡住； 5)当空心钻头到达指定深度后，停止下行，将钻头和钻杆从地层中收回。7.根据权利要求6所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧的搅拌方法，其特征在于:所述钻杆上叶片的组数根据钻杆的长度进行调节。8.根据权利要求6所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧的搅拌方法，其特征在于:所述无级变速动力头为高功率动力头。9.根据权利要求6所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧的搅拌方法，其特征在于:所述锯齿形钻具为疏排锯齿形钻具。10.根据权利要求6所述的一种卵石地层超级三轴搅拌粧的搅拌方法，其特征在于:所述钻头组件可以用于直径为20-200_的卵石层地层。
【文档编号】E21B4/16GK106089084SQ201610641828
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610641828.4, CN 106089084 A, CN 106089084A, CN 201610641828, CN-A-106089084, CN106089084 A, CN106089084A, CN201610641828, CN201610641828.4
【发明人】马晓华, 朱怀甫, 郭峰, 沈杰超, 陈云峰
【申请人】浙江绩丰岩土技术股份有限公司