專(zhuān)利名稱(chēng):一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置和施工方法,主要應(yīng)用于民用及其工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)建設(shè)中的基坑圍護(hù)止水及地基加固。
背景技術(shù):
目前一般基坑圍護(hù)止水和地基加固多采用二軸攪拌樁和SMW工法。
二軸攪拌樁是80年代延用的工法,機(jī)架為井字架,走管式行走,穩(wěn)定性極差,工效很低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,另動(dòng)力頭部分采用37kw的常規(guī)電機(jī),起動(dòng)動(dòng)力不足。最深樁長(zhǎng)只有18m, 下部鉆桿只有二道葉片,攪拌不均勻,下部成樁質(zhì)量難以保證,每次成樁1.2米一組,造成樁搭接冷縫多,容易造成漏水等現(xiàn)象。
SMW工法不足之處是水泥滲量20%,水灰比為1.5 2.0才能成樁,由于水灰比的增大,為保證水泥的強(qiáng)度,只能增加水泥用量。水泥用量大,有三分之一置換土,土中含有水泥漿,不能做耕植土及綠化土,只能作為渣土處理,既浪費(fèi)了材料,又給環(huán)境造成污染,造價(jià)高。二軸、三軸攪拌樁內(nèi)插H型鋼和在內(nèi)壁用鉆孔灌注樁擋土,成本高,浪費(fèi)材料嚴(yán)重。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、保安全、保質(zhì)量、降成本、高效率、縮工期的多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置及施工方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置, 其特征在于,該裝置包括主機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、導(dǎo)桿、鋼絲繩、進(jìn)氣進(jìn)漿口、動(dòng)力頭、變速箱、減速機(jī)、 鉆桿、中間支承架、下部支承架、帶翼鉆桿、抱箍、鉆頭、噴氣口、噴漿口、后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng),所述的卷?yè)P(yáng)機(jī)和導(dǎo)桿固定在主機(jī)上,所述的動(dòng)力頭通過(guò)鋼絲繩連接導(dǎo)桿頂端滑輪,鋼絲繩帶動(dòng)動(dòng)力頭上下升降,所述的動(dòng)力頭依次通過(guò)變速箱和減速機(jī)連接多根鉆桿,多根鉆桿中部設(shè)有中間支承架,下部設(shè)有下部支承架,各鉆桿下端均連接有帶翼鉆桿,所述的帶翼鉆桿上設(shè)有抱箍,帶翼鉆桿下端連接鉆頭,鉆頭上設(shè)有噴氣口和噴漿口,所述的進(jìn)氣進(jìn)漿口設(shè)置在鉆桿頂部,所述的后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng)通過(guò)一存漿桶后連接進(jìn)氣進(jìn)漿口。
所述的主機(jī)包括步履式樁機(jī)或履帶式樁機(jī),所述的動(dòng)力頭為起重電機(jī),起重電機(jī)設(shè)有2-3只,功率為55KW 120KW,當(dāng)土質(zhì)較硬時(shí)采用大功率電機(jī),起重電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載起動(dòng), 再通過(guò)電機(jī)下的變速箱帶動(dòng)變速箱下的減速機(jī),帶動(dòng)多根鉆桿以0 60轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn),相鄰鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向相反。
所述的多根鉆桿包括3-7根。
所述的多根鉆桿均為二重管,即噴漿管與噴氣管復(fù)合的二重管,噴漿的同時(shí)噴高壓氣,噴漿壓力為2 40Mpa,噴氣壓力為0. 1 1. 5Mpa。
所述的帶翼鉆桿由鉆桿本體和多個(gè)攪拌葉片組成,所述的攪拌葉片以15度 30 度的角度焊接在鉆桿本體上,多個(gè)攪拌葉片按4 6排環(huán)繞排列在鉆桿本體上,每排攪拌葉片按垂直方向每間隔0. 8 1. an設(shè)置一道攪拌葉片。
所述的多根鉆桿各自連接一漿泵,分別供漿,在進(jìn)漿口裝上流量?jī)x,來(lái)控制漿量, 在導(dǎo)桿與動(dòng)力頭上下滑軌處裝上入土深度傳感儀,流量?jī)x和傳感儀均連接到主機(jī)駕駛室的集成計(jì)算機(jī)上,顯示每米下降深度、每米噴漿量、總噴漿量和總攪拌時(shí)間。
所述的鉆頭包括螺旋鉆頭或耙式鉆頭。
所述的裝置的成樁直徑為700mm,鉆距為500mm,搭接200mm,一次成樁多根。
所述的多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置掘地形成多軸攪拌樁,該多軸攪拌樁內(nèi)插入H 型鋼筋砼板樁。
一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置的施工方法,其特征在于,該方法包括以下步驟
(1)放樣,根據(jù)施工圖放出實(shí)樣;
(2)開(kāi)溝槽,根據(jù)圖紙要求開(kāi)溝槽;
(3)裝置就位,將多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置移動(dòng)到待施工位置;
(4)起動(dòng)后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng),然后把水泥漿送至存漿桶;
(5)開(kāi)啟集成計(jì)算機(jī),讓計(jì)算機(jī)來(lái)控制預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)噴氣壓力、每米下降速度、每米噴漿量、樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高、總噴漿量和總攪拌時(shí)間;
(6)開(kāi)啟噴氣裝置,從鉆頭的噴氣口噴氣,并開(kāi)啟動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)鉆頭,邊噴氣邊攪拌邊噴水泥漿,正轉(zhuǎn)下沉到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高;
(7)再反轉(zhuǎn)電機(jī),邊提鉆邊噴氣邊噴水泥漿邊攪拌;一次成樁;
(8)根據(jù)需要,用履帶吊在多軸攪拌樁內(nèi)插H型鋼筋砼板樁;
(9) 一組結(jié)束,移至第二組繼續(xù)施工。
現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型主機(jī)采用履帶式或步履式,安全性能好,動(dòng)力頭部分采用非常規(guī)電機(jī),用專(zhuān)用的起重電機(jī)2 3只,75kw 120kw帶動(dòng)變速箱、減速器及鉆桿,根據(jù)不同的地質(zhì)配置大小不同的電機(jī),為達(dá)到攪拌效果,比二軸攪拌樁多增加攪拌葉片,其中鉆桿采用二重管,一邊噴漿一邊噴氣,達(dá)到攪拌均勻,土質(zhì)改良,并使動(dòng)力電機(jī)旋轉(zhuǎn)負(fù)荷減輕功能。葉片多,攪拌均勻,水泥參量13%,基本無(wú)置換土,一次成樁多根,使搭接冷縫大大減少,增加了攪拌樁的連續(xù)性如止水性能。它能降低成本、提高工效5 7倍以上,大大縮短工期,是一種保安全、保質(zhì)量適應(yīng)于目前國(guó)家提倡的綠色環(huán)保新工法。
圖1為本發(fā)明裝置帶螺旋形鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1裝置的多軸排列及葉片交錯(cuò)以及對(duì)應(yīng)的多軸攪拌樁結(jié)構(gòu)示意圖3為發(fā)明裝置帶耙式鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖4為圖3裝置的多軸排列及葉片帶角度交錯(cuò)以及對(duì)應(yīng)的多軸攪拌樁結(jié)構(gòu)示意圖中主機(jī)1、卷?yè)P(yáng)機(jī)2、導(dǎo)桿3、鋼絲繩4、進(jìn)氣進(jìn)漿口 5、動(dòng)力頭6、變速箱7、減速機(jī)8、鉆桿9、中間支承架10、下部支承架11、帶翼鉆桿12、抱箍13、鉆頭14、噴氣口 15、噴漿口 16、后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng)17。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
如圖1 2所示,一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,該裝置包括履帶式和步履式主機(jī)1、卷?yè)P(yáng)機(jī)2、導(dǎo)桿3、鋼絲繩4、進(jìn)氣進(jìn)漿口 5、動(dòng)力頭6、變速箱7、減速機(jī)8、鉆桿9、中間支承架10、下部支承架11、帶翼鉆桿12、抱箍13、鉆頭14、噴氣口 15、噴漿口 16,所述的卷?yè)P(yáng)機(jī) 2和導(dǎo)桿3固定在主機(jī)1上,所述的動(dòng)力頭6通過(guò)鋼絲繩4連接導(dǎo)桿3頂端滑輪,鋼絲繩4 帶動(dòng)動(dòng)力頭6上下升降,所述的動(dòng)力頭6依次通過(guò)變速箱7和減速機(jī)8連接五根鉆桿9,五根鉆桿9中部設(shè)有中間支承架10,下部設(shè)有下部支承架11,各鉆桿9下端均連接有帶翼鉆桿12,所述的帶翼鉆桿12上設(shè)有抱箍13,帶翼鉆桿12下端連接螺旋鉆頭14,鉆頭14上設(shè)有噴氣口 15和噴漿口 16。鉆桿9頂部設(shè)有進(jìn)氣進(jìn)漿口 5,所述的裝置還設(shè)有后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng)17,該后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng)17為普通的市售水泥攪拌系統(tǒng),后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng)17 通過(guò)一存漿桶后連接進(jìn)氣進(jìn)漿口 5。
主機(jī)1采用履帶式或步履式機(jī)械施工,安全性能好。所述的動(dòng)力頭6部分采用非常規(guī)電機(jī),用專(zhuān)用的起重電機(jī)2 3只,75kw 120kw帶動(dòng)變速箱、減速器及鉆桿,根據(jù)不同的地質(zhì)配置大小不同的電機(jī),當(dāng)土質(zhì)較硬時(shí)采用大功率電機(jī),起重電機(jī)的特點(diǎn)是能帶負(fù)載起動(dòng),再通過(guò)電機(jī)下的變速箱帶動(dòng)變速箱下的減速機(jī),帶動(dòng)五根鉆桿9以0 60轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn),相鄰鉆桿9的旋轉(zhuǎn)方向相反。
所述的五根鉆桿9均為二重管,即噴漿管與噴氣管復(fù)合的二重管,噴漿的同時(shí)噴高壓氣,噴漿壓力為2 40Mpa,噴氣壓力為0. 1 1. 5Mpa。噴漿噴氣的目的是為了使攪拌土質(zhì)時(shí)能攪拌的更松,使水泥漿能得到充分?jǐn)嚢璨p少鉆桿的負(fù)載。
所述的帶翼鉆桿12由鉆桿本體和多個(gè)攪拌葉片組成,所述的攪拌葉片以15度 30度的角度焊接在鉆桿本體上,多個(gè)攪拌葉片按4 6排環(huán)繞排列在鉆桿本體上,每排攪拌葉片按垂直方向每間隔0. 8 1. an設(shè)置一道攪拌葉片,便于入土后能直接切入土體,正轉(zhuǎn)時(shí)鉆進(jìn),反轉(zhuǎn)時(shí)能自動(dòng)提鉆,同時(shí)又能起到攪拌作用。
所述的五根鉆桿9各自連接漿泵,分別供漿,在進(jìn)漿口裝上流量?jī)x,來(lái)控制漿量, 在導(dǎo)桿與動(dòng)力頭上下滑軌處裝上入土深度傳感儀,流量?jī)x和傳感儀均連接到主機(jī)駕駛室的集成計(jì)算機(jī)上,顯示每米下降深度、每米噴漿量、總噴漿量和總攪拌時(shí)間。
使用上述多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置的施工方法,可一次成樁多根,如圖2所示, 成樁直徑為700mm,鉆距為500mm,搭接為200mm,一次成樁多根。具體包括以下步驟
(1)放樣,根據(jù)施工圖放出實(shí)樣;
(2)開(kāi)溝槽,根據(jù)圖紙要求開(kāi)溝槽;
(3)裝置就位,將多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置移動(dòng)到待施工位置;
(4)起動(dòng)后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng)17,然后把水泥漿送至存漿桶。
(5)開(kāi)啟集成計(jì)算機(jī),讓計(jì)算機(jī)來(lái)控制預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)噴氣壓力、每米下降速度、每米噴漿量、樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高、總噴漿量和總攪拌時(shí)間。
(6)開(kāi)啟噴氣裝置,從鉆頭的噴氣口噴氣,并開(kāi)啟動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)鉆頭,邊噴氣邊攪拌邊噴水泥漿,正轉(zhuǎn)下沉到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高;
(7)再反轉(zhuǎn)電機(jī),邊提鉆邊噴氣邊噴水泥漿邊攪拌;一次成樁。
(8)根據(jù)需要,用履帶吊在多軸攪拌樁內(nèi)插H型鋼筋砼板樁。
(9) 一組結(jié)束,移至第二組繼續(xù)施工。
實(shí)施例2
如圖3 4所示,一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,鉆頭13為耙式鉆頭。其余同實(shí)施例1。
所述的鉆桿可根據(jù)需要設(shè)置3-7根。
權(quán)利要求
1.一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,該裝置包括主機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、導(dǎo)桿、鋼絲繩、進(jìn)氣進(jìn)漿口、動(dòng)力頭、變速箱、減速機(jī)、鉆桿、中間支承架、下部支承架、帶翼鉆桿、抱箍、 鉆頭、噴氣口、噴漿口、后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng),所述的卷?yè)P(yáng)機(jī)和導(dǎo)桿固定在主機(jī)上,所述的動(dòng)力頭通過(guò)鋼絲繩連接導(dǎo)桿頂端滑輪,鋼絲繩帶動(dòng)動(dòng)力頭上下升降,所述的動(dòng)力頭依次通過(guò)變速箱和減速機(jī)連接多根鉆桿,多根鉆桿中部設(shè)有中間支承架,下部設(shè)有下部支承架,各鉆桿下端均連接有帶翼鉆桿,所述的帶翼鉆桿上設(shè)有抱箍,帶翼鉆桿下端連接鉆頭,鉆頭上設(shè)有噴氣口和噴漿口,所述的進(jìn)氣進(jìn)漿口設(shè)置在鉆桿頂部,所述的后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng)通過(guò)一存漿桶后連接進(jìn)氣進(jìn)漿口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,所述的主機(jī)包括步履式樁機(jī)或履帶式樁機(jī),所述的動(dòng)力頭為起重電機(jī),起重電機(jī)設(shè) 有2-3只,功率為 55KW 120KW,當(dāng)土質(zhì)較硬時(shí)采用大功率電機(jī),起重電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載起動(dòng),再通過(guò)電機(jī)下的變速箱帶動(dòng)變速箱下的減速機(jī),帶動(dòng)多根鉆桿以0 60轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn),相鄰鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,所述的多根鉆桿包括3-7根。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,所述的多根鉆桿均為二重管,即噴漿管與噴氣管復(fù)合的二重管,噴漿的同時(shí)噴高壓氣,噴漿壓力為2 40Mpa,噴氣壓力為0. 1 1. 5Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,所述的帶翼鉆桿由鉆桿本體和多個(gè)攪拌葉片組成,所述的攪拌葉片以15度 30度的角度焊接在鉆桿本體上,多個(gè)攪拌葉片按4 6排環(huán)繞排列在鉆桿本體上,每排攪拌葉片按垂直方向每間隔 0.8 1. an設(shè)置一道攪拌葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,所述的多根鉆桿各自連接一漿泵,分別供漿,在進(jìn)漿口裝上流量?jī)x,來(lái)控制漿量,在導(dǎo)桿與動(dòng)力頭上下滑軌處裝上入土深度傳感儀,流量?jī)x和傳感儀均連接到主機(jī)駕駛室的集成計(jì)算機(jī)上,顯示每米下降深度、每米噴漿量、總噴漿量和總攪拌時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,所述的鉆頭包括螺旋鉆頭或耙式鉆頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,所述的裝置的成樁直徑為700mm,鉆距為500mm,搭接200mm,一次成樁多根。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置,其特征在于,所述的多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置掘地形成多軸攪拌樁,該多軸攪拌樁內(nèi)插入H型鋼筋砼板樁。
10.一種如權(quán)利要求1所述的多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置的施工方法,其特征在于,該方法包括以下步驟(1)放樣,根據(jù)施工圖放出實(shí)樣;(2)開(kāi)溝槽,根據(jù)圖紙要求開(kāi)溝槽;(3)裝置就位,將多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置移動(dòng)到待施工位置;(4)起動(dòng)后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng),然后把水泥漿送至存漿桶;(5)開(kāi)啟集成計(jì)算機(jī),讓計(jì)算機(jī)來(lái)控制預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)噴氣壓力、每米下降速度、每米噴漿量、樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高、總噴漿量和總攪拌時(shí)間;(6)開(kāi)啟噴氣裝置,從鉆頭的噴氣口噴氣,并開(kāi)啟動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)鉆頭,邊噴氣邊攪拌邊噴水泥漿,正轉(zhuǎn)下沉到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高;(7)再反轉(zhuǎn)電機(jī),邊提鉆邊噴氣邊噴水泥漿邊攪拌;一次成樁;(8)根據(jù)需要,用履帶吊在多軸攪拌樁內(nèi)插H型鋼筋砼板樁;(9)一組結(jié)束,移至第二組繼續(xù)施工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多軸水泥土連續(xù)攪拌樁裝置及施工方法,該裝置包括步履式和履帶式主機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、導(dǎo)桿、鋼絲繩、進(jìn)氣進(jìn)漿口、動(dòng)力頭、變速箱、減速機(jī)、鉆桿、中間支承架、下部支承架、帶翼鉆桿、抱箍、鉆頭、噴氣口、噴漿口、后臺(tái)水泥漿攪拌系統(tǒng),所述的卷?yè)P(yáng)機(jī)和導(dǎo)桿固定在主機(jī)上,所述的動(dòng)力頭通過(guò)鋼絲繩連接導(dǎo)桿頂端滑輪,鋼絲繩帶動(dòng)動(dòng)力頭上下升降,所述的動(dòng)力頭依次通過(guò)變速箱和減速機(jī)連接多根鉆桿,多根鉆桿中部設(shè)有中間支承架,下部設(shè)有下部支承架,各鉆桿下端均連接有帶翼鉆桿,所述的帶翼鉆桿上設(shè)有抱箍,帶翼鉆桿下端連接鉆頭,鉆頭上設(shè)有噴氣口和噴漿口。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、保安全、保質(zhì)量、降成本、高效率、縮工期等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B17/22GK102493438SQ20111042853
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者盧靜民, 謝曙東, 謝益飛, 鮑國(guó)強(qiáng), 黃立偉 申請(qǐng)人:上海城地建設(shè)發(fā)展有限公司