專利名稱：一種五軸水泥土攪拌樁裝置及施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種五軸水泥土攪拌樁裝置和施工方法，主要應用于民用及其工業(yè)基礎設施建設中的基坑圍護止水及地基加固。
背景技術：
目前一般基坑圍護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，機架為井字架，走管式行走，穩(wěn)定性極差，工效很低，勞動強度大，另動力頭部分采用37kw的常規(guī)電機，起動動力不足。最深樁長只有18m， 下部鉆桿只有二道葉片，攪拌不均勻，三攪兩噴成樁質(zhì)量還難以保證，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，既浪費了材料，又給環(huán)境造成污染，造價
尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種無噪音、無振動、保安全、保質(zhì)量、降成本、高效率、縮工期的五軸水泥土攪拌樁裝置及施工方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)一種五軸水泥土攪拌樁裝置，該裝置包括主機、卷揚機、導桿、鋼絲繩、進漿口、動力頭、變速箱、減速機、鉆桿、中間支承架、下部支承架、帶翼鉆桿、抱箍、噴漿口、后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)，所述的卷揚機和導桿固定在主機上，所述的動力頭通過鋼絲繩連接導桿頂端滑輪，鋼絲繩帶動動力頭上下升降，所述的動力頭依次通過變速箱和減速機連接五根鉆桿，五根鉆桿中部設有中間支承架，下部設有下部支承架，各鉆桿下端均連接有帶翼鉆桿，所述的帶翼鉆桿上設有抱箍，所述的進漿口設置在鉆桿頂部，所述的后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)通過一存漿桶后連接進漿口，其特征在于，所述的裝置還包括多功能鉆頭，該多功能鉆頭安裝在帶翼鉆桿下端，多功能鉆頭上設有噴漿口。所述的多功能鉆頭可更換式安裝在帶翼鉆桿下端，多功能鉆頭包括螺旋鉆頭或耙式鉆頭。所述的多功能鉆頭與帶翼鉆桿螺紋連接或卡接。所述的主機包括步履式樁機或履帶式樁機，所述的動力頭設有2 3只專用起重電機，所述的專用起重電機采用4-8P雙速電機，功率為55kw-240kw，所述的專用起重電機帶動變速箱，變速箱再帶動減速機，減速機同時帶動5根攪拌軸同時轉(zhuǎn)動，最終輸出轉(zhuǎn)速 0 60轉(zhuǎn)/分，旋轉(zhuǎn)方向為正、反、正、反、正。所述的帶翼鉆桿由鉆桿本體和多個攪拌葉片組成，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設置一道攪拌葉片。
所述的五根鉆桿各自連接一漿泵，分別供漿，在進漿口裝上流量儀，來控制漿量， 在導桿與動力頭上下滑軌處裝上入土深度傳感儀，流量儀和傳感儀均連接到主機駕駛室的集成計算機上，顯示每米下降深度、每米噴漿量、總噴漿量和總攪拌時間。所述的裝置的成樁直徑為700mm，鉆距為500mm，搭接200mm，一次成樁五根。所述的五軸水泥土攪拌樁可作地基處理、形成重力墳可作深基坑圍護擋土和止水，深度可達陽米。一種五軸水泥土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)施工圖放出實樣；(2)開溝槽，根據(jù)圖紙要求開溝槽；(3)裝置就位，將五軸水泥土攪拌樁裝置移動到待施工位置；(4)起動后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)，然后把水泥漿送至存漿桶；(5)開啟集成計算機，讓計算機來控制預先設置的數(shù)據(jù)每米下降速度、每米噴漿量、樁端設計標高、總噴漿量和總攪拌時間；(6)開啟動力頭驅(qū)動多功能鉆頭邊攪拌邊噴水泥漿，正轉(zhuǎn)下沉到設計樁底標高，反轉(zhuǎn)邊噴漿邊提鉆至帶翼鉆桿長度，再正轉(zhuǎn)邊噴漿邊向下鉆至設計標高。(7)再反轉(zhuǎn)電機，邊提鉆邊噴水泥漿邊攪拌；一次成樁；(8)根據(jù)需要，形成重力墳可作擋土和止水。(9) 一組結束，移至第二組繼續(xù)施工。與現(xiàn)有的二軸攪拌樁相比有以下特點1.主機采用履帶式和步履式主機，行走采用全液壓，移動方便，安全性能好，同時又增加了起重的能力。2.動力頭采用4 8P雙速電機2 3只，功率為55kw-240kw，根據(jù)不同地質(zhì)和深度配置電機的功率，再通過雙速電機增加了調(diào)節(jié)輸出功率。3.原兩軸鉆一次只有2根，現(xiàn)鉆一次就有5根，增加功效2. 5倍。4.原兩軸攪拌葉片只有2道，現(xiàn)增加到5道，同時在鉆頭處增加了螺旋片，碰到硬土層時入土容易。5.原兩軸攪拌主機為走管式，主機為2只37kw電機，功率不足，打樁深度最大只有 18米，因主機及動力頭功率的加大，現(xiàn)最深可達55米左右。6.原兩軸攪拌由于葉片只有二道，要達到質(zhì)量要求需攪拌為二噴三攪，即三上三下，現(xiàn)技術采用葉片增加2. 5倍，即一上一下即達到了三上三下的攪拌效果，下鉆同提鉆的同時噴漿。7.原兩軸攪拌的噴漿及下鉆提鉆，特別是噴漿量都憑經(jīng)驗來噴漿，質(zhì)量得不到保證，現(xiàn)技術采用在進漿口安裝流量儀，再在機架上安裝深度傳感儀，同時集成到駕駛室里的集成電腦上，計算出每米的噴漿量及總水泥漿用量，達到了自動化要求。8.與原兩軸攪拌樁相比，功效增加了近10倍。與三軸SMW工法相比有以下特點1.三軸SMW工法，因采用的全螺旋葉片，下鉆時葉片的負載很大，所以只有通過增大水灰比來降低負載，但為保證質(zhì)量，只能加大水泥用量，達到20%，水灰比為1. 5 2. 0， 攪拌時產(chǎn)生大量的水泥污染，但實際留在土中的水泥只有13%左右，產(chǎn)生了很大的浪費。現(xiàn)技術攪拌葉片的改變，使水泥能全部攪拌在土中，攪拌荷載大大降低，水灰比降為0. 6左右，水泥用量降到13%，因沒有浪費即達到了原SMW水泥用量20%的效果，降低了成本。2.原SMW三軸鉆一次只有3根，現(xiàn)鉆一次有5根，增加了功效。3.原SMW三軸噴漿量及下鉆提鉆，沒有安裝水泥流量儀和深度傳感儀，施工全憑經(jīng)驗，現(xiàn)安裝了相應的電腦傳感儀，達到了直觀、有效、自動化的要求，保證了質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明裝置帶螺旋形多功能鉆頭的結構示意圖；圖2為圖1裝置的多軸排列及葉片交錯以及對應的五軸攪拌樁結構示意圖；圖3為發(fā)明裝置帶耙式多功能鉆頭的結構示意圖；圖4為圖3裝置的五軸排列及葉片帶角度交錯以及對應的五軸攪拌樁結構示意圖；圖中主機1、卷揚機2、導桿3、鋼絲繩4、進漿口 5、動力頭6、變速箱7、減速機8、 鉆桿9、中間支承架10、下部支承架11、帶翼鉆桿12、抱箍13、多功能鉆頭14、噴漿口 16、后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)17。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例1如圖1 2所示，一種五軸水泥土攪拌樁裝置，該裝置包括履帶式和步履式主機1、 卷揚機2、導桿3、鋼絲繩4、進漿口 5、動力頭6、變速箱7、減速機8、鉆桿9、中間支承架10、 下部支承架11、帶翼鉆桿12、抱箍13、多功能鉆頭14、噴漿口 16，所述的卷揚機2和導桿3 固定在主機1上，所述的動力頭6通過鋼絲繩4連接導桿3頂端滑輪，鋼絲繩4帶動動力頭 6上下升降，所述的動力頭6依次通過變速箱7和減速機8連接五根鉆桿9，五根鉆桿9中部設有中間支承架10，下部設有下部支承架11，各鉆桿9下端均連接有帶翼鉆桿12，所述的帶翼鉆桿12上設有抱箍13，帶翼鉆桿12下端通過螺紋連接多功能鉆頭14，多功能鉆頭14 上設有噴漿口 16。鉆桿9頂部設有進漿口 5，所述的裝置還設有后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)17，后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)17通過一存漿桶后連接進漿口 5。主機1采用履帶式或步履式機械施工，安全性能好。所述的動力頭6采用專用起重電機2 3只，4 8P雙速，功率為55kw 240kw ；所述的專用起重電機帶動變速箱，變速箱再帶動減速機，減速機同時帶動5根攪拌軸同時轉(zhuǎn)動，最終輸出轉(zhuǎn)速0 60轉(zhuǎn)/分，旋轉(zhuǎn)方向為正、反、正、反、正。所述的帶翼鉆桿12由鉆桿本體和多個攪拌葉片組成，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. 2m設置一道攪拌葉片，便于入土后能直接切入土體，正轉(zhuǎn)時鉆進，反轉(zhuǎn)時能自動提鉆，同時又能起到攪拌作用。所述的五根鉆桿9各自連接漿泵，分別供漿，在進漿口裝上流量儀，來控制漿量， 在導桿與動力頭上下滑軌處裝上入土深度傳感儀，流量儀和傳感儀均連接到主機駕駛室的集成計算機上，顯示每米下降深度、每米噴漿量、總噴漿量和總攪拌時間。
使用上述五軸水泥土攪拌樁裝置的施工方法，可一次成樁五根，如圖2所示，成樁直徑為700mm，鉆距為500mm，搭接為200mm，一次成樁五根。具體包括以下步驟(1)放樣，根據(jù)施工圖放出實樣；(2)開溝槽，根據(jù)圖紙要求開溝槽；(3)裝置就位，將五軸水泥土攪拌樁裝置移動到待施工位置；(4)起動后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)17，然后把水泥漿送至存漿桶。(5)開啟集成計算機，讓計算機來控制預先設置的數(shù)據(jù)噴氣壓力、每米下降速度、每米噴漿量、樁端設計標高、總噴漿量和總攪拌時間。(6)開啟噴氣裝置，從多功能鉆頭的噴氣口噴氣，并開啟動力頭驅(qū)動多功能鉆頭， 一氣邊攪拌邊噴水泥漿，正轉(zhuǎn)下沉到設計樁底標高，反轉(zhuǎn)邊噴漿邊提鉆至帶翼鉆桿長度，再正轉(zhuǎn)邊噴漿邊向下鉆至設計標高。(7)再反轉(zhuǎn)電機，邊提鉆邊噴氣邊噴水泥漿邊攪拌；一次成樁。(8)根據(jù)需要，形成重力墳可作深基坑圍護擋土和止水。(9) 一組結束，移至第二組繼續(xù)施工。實施例2如圖3 4所示，一種五軸水泥土攪拌樁裝置，多功能鉆頭13為耙式多功能鉆頭， 通過卡扣連接帶翼鉆桿12。其余同實施例1。
權利要求
1.一種五軸水泥土攪拌樁裝置，該裝置包括主機、卷揚機、導桿、鋼絲繩、進漿口、動力頭、變速箱、減速機、鉆桿、中間支承架、下部支承架、帶翼鉆桿、抱箍、噴漿口、后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)，所述的卷揚機和導桿固定在主機上，所述的動力頭通過鋼絲繩連接導桿頂端滑輪， 鋼絲繩帶動動力頭上下升降，所述的動力頭依次通過變速箱和減速機連接五根鉆桿，五根鉆桿中部設有中間支承架，下部設有下部支承架，各鉆桿下端均連接有帶翼鉆桿，所述的帶翼鉆桿上設有抱箍，所述的進漿口設置在鉆桿頂部，所述的后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)通過一存漿桶后連接進漿口，其特征在于，所述的裝置還包括多功能鉆頭，該多功能鉆頭安裝在帶翼鉆桿下端，多功能鉆頭上設有噴漿口。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種五軸水泥土攪拌樁裝置，其特征在于，所述的多功能鉆頭可更換式安裝在帶翼鉆桿下端，多功能鉆頭包括螺旋鉆頭或耙式鉆頭。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種五軸水泥土攪拌樁裝置，其特征在于，所述的多功能鉆頭與帶翼鉆桿螺紋連接或卡接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種五軸水泥土攪拌樁裝置，其特征在于，所述的主機包括步履式樁機或履帶式樁機，所述的動力頭設有2 3只專用起重電機，所述的專用起重電機采用4-8P雙速電機，功率為55kw-240kw，所述的專用起重電機帶動變速箱，變速箱再帶動減速機，減速機同時帶動5根攪拌軸同時轉(zhuǎn)動，最終輸出轉(zhuǎn)速0 60轉(zhuǎn)/分，旋轉(zhuǎn)方向為正、 反、正、反、正。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種五軸水泥土攪拌樁裝置，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設置一道攪拌葉片。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種五軸水泥土攪拌樁裝置，其特征在于，所述的五根鉆桿各自連接一漿泵，分別供漿，在進漿口裝上流量儀，來控制漿量，在導桿與動力頭上下滑軌處裝上入土深度傳感儀，流量儀和傳感儀均連接到主機駕駛室的集成計算機上，顯示每米下降深度、每米噴漿量、總噴漿量和總攪拌時間。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種五軸水泥土攪拌樁裝置，其特征在于，所述的裝置的成樁直徑為700mm，鉆距為500mm，搭接200mm，一次成樁五根。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種五軸水泥土攪拌樁裝置，其特征在于，所述的五軸水泥土攪拌樁裝置掘地形成五軸攪拌樁，該五軸攪拌樁形成重力墳可擋土可止水。
9.一種如權利要求1所述的五軸水泥土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)施工圖放出實樣；(2)開溝槽，根據(jù)圖紙要求開溝槽；(3)裝置就位，將五軸水泥土攪拌樁裝置移動到待施工位置；(4)起動后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)，然后把水泥漿送至存漿桶；(5)開啟集成計算機，讓計算機來控制預先設置的數(shù)據(jù)每米下降速度、每米噴漿量、 樁端設計標高、總噴漿量和總攪拌時間；(6)開啟動力頭驅(qū)動多功能鉆頭邊攪拌邊噴水泥漿，正轉(zhuǎn)下沉到設計樁底標高，反轉(zhuǎn)邊噴漿邊提鉆至帶翼鉆桿長度，再正轉(zhuǎn)邊噴漿邊向下鉆至設計標高；(7)再反轉(zhuǎn)電機，邊提鉆邊噴水泥漿邊攪拌；一次成樁；(8)根據(jù)需要形成重力壩；(9)一組結束，移至第二組繼續(xù)施工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種五軸水泥土攪拌樁裝置及施工方法，該裝置包括步履式和履帶式主機、卷揚機、導桿、鋼絲繩、進漿口、動力頭、變速箱、減速機、鉆桿、中間支承架、下部支承架、帶翼鉆桿、抱箍、多功能鉆頭、噴漿口、后臺水泥漿攪拌系統(tǒng)，所述的卷揚機和導桿固定在主機上，所述的動力頭通過鋼絲繩連接導桿頂端滑輪，鋼絲繩帶動動力頭上下升降，所述的動力頭依次通過變速箱和減速機連接五根鉆桿，五根鉆桿中部設有中間支承架，下部設有下部支承架，各鉆桿下端均連接有帶翼鉆桿，所述的帶翼鉆桿上設有抱箍，帶翼鉆桿下端連接多功能鉆頭，多功能鉆頭上設有噴漿口。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有無噪音、無振動、保安全、保質(zhì)量、降成本、高效率、縮工期等優(yōu)點。
文檔編號E02D5/46GK102535450SQ20121001449
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權日2012年1月17日
發(fā)明者盧壽根, 盧靜芳, 謝曉東, 謝曙東, 謝益飛, 鮑國強 申請人:上海城地建設發(fā)展有限公司