專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙向變徑攪拌樁機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑基礎(chǔ)工程及設(shè)備，具體是是一種適用于軟弱土地基的處理的雙向變徑攪拌機(jī)及其成樁使用方法。
背景技術(shù)：
建筑基礎(chǔ)工程中的軟土地基處理是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并在工程總價(jià)中占有較大比例。大量工程實(shí)踐表明，水泥土攪拌樁法具有施工簡(jiǎn)單、快速、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，能有效地提高軟土地基的穩(wěn)定性，減少和控制沉降量。水泥土攪拌樁現(xiàn)已發(fā)展成一種常用的軟弱地基處理方法，主要適用于加固飽和軟粘土地基。其具體是利用水泥(或石灰)等材料 作為固化劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，在地基深處，就地將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，由固化劑和軟土間產(chǎn)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土攪拌樁，這種水泥土攪拌樁與樁周土一起組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少地基沉降。這種常規(guī)的水泥土攪拌樁，水泥攪拌樁的樁身強(qiáng)度會(huì)隨深度的增加而大幅降低，葉片攪拌時(shí)產(chǎn)生的剪切力大，攪拌樁施工對(duì)樁周土體的擾動(dòng)大，存在著攪拌方向單一、地面冒漿、攪拌不夠均勻，鉆桿里面容易進(jìn)漿堵塞、成樁質(zhì)量差，成樁效率低下等問(wèn)題，專(zhuān)利號(hào)ZL1704100658629的中國(guó)專(zhuān)利“雙向攪拌樁的成樁操作方法”中，提出一種雙向攪拌樁的成樁方法，此方法中提出一種雙向攪拌成樁的方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)正、反向同時(shí)攪拌，保證水泥漿在樁體內(nèi)攪拌均勻，避免出現(xiàn)地面冒漿的問(wèn)題，而且可提高成樁質(zhì)量和效率。但是現(xiàn)有的雙向攪拌機(jī)的施工工藝和設(shè)備比較單一，只能在同一根樁上采用同一種樁徑或者只能頂部變徑，而現(xiàn)在很多地基存在不同質(zhì)地的土層，而不同土層的原始承載力也不一樣，不一樣的土層便可以使用不同的樁徑，承載力大的便可使用小直徑樁型，承載力小的便可使用大直徑樁型。如果整根樁設(shè)計(jì)大直徑樁型，造價(jià)比較高，會(huì)造成很多浪費(fèi)；如果設(shè)計(jì)小直徑樁型，則樁的密度增大，會(huì)破壞土體的天然結(jié)構(gòu)，原始地基的自身強(qiáng)度也得不到充分利用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙向變徑攪拌機(jī)及其成樁使用方法，可以根據(jù)同一地基的不同土層的不同原始承載力形成不同樁徑的樁型，在原始承載力大的層面形成樁徑相對(duì)較小的樁型；在原始承載力小的層面形成樁徑相對(duì)較大的樁型，既節(jié)約了工程造價(jià)又使原始地基的自身強(qiáng)度得到了充分利用，并且由于樁身的變徑增大了樁與原始地基的摩擦力，使樁的沉降量減小，提高了整樁的質(zhì)量。所述一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，包括機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架上的一個(gè)或兩個(gè)雙向攪拌動(dòng)力箱、同軸套裝在一起的內(nèi)外鉆桿及芯管和與內(nèi)外鉆桿連接的雙向攪拌鉆頭，在芯管入口處設(shè)有水泥漿接頭，在雙向鉆頭上設(shè)有多個(gè)雙向攪拌槳葉，其特征在于所述攪拌樁機(jī)還包括一個(gè)升降電機(jī)和一套升降傳動(dòng)系統(tǒng)，所述升降傳動(dòng)系統(tǒng)由變速箱、蝸輪蝸桿箱和升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，升降電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱與蝸輪蝸桿箱連接，蝸輪蝸桿箱的動(dòng)力輸出端與升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 中的動(dòng)力輸入端連接，升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端與內(nèi)、夕卜鉆桿的升降控制端連接；所述每個(gè)攪拌槳葉均由固定葉片與活動(dòng)葉片通過(guò)鉸鏈連接而成。所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由多個(gè)傳動(dòng)輪和傳動(dòng)鏈組成，多個(gè)傳動(dòng)輪分散設(shè)置在機(jī)架的塔架頂部和下部，其中主動(dòng)輪設(shè)置在塔架下部，并與蝸輪蝸桿箱的動(dòng)力輸出端連接。每對(duì)攪拌槳葉活動(dòng)葉片收縮和伸開(kāi)的方向一致，同為順時(shí)針或同為逆時(shí)針。在機(jī)架上設(shè)有一套或多套由同軸套裝在一起的內(nèi)外鉆桿及芯管和與內(nèi)外鉆桿連接的雙向攪拌鉆頭組成的攪拌機(jī)構(gòu)，多套攪拌機(jī)構(gòu)的升降控制端分別與升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端連接。多套攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌動(dòng)力源可以采用同一個(gè)，然后通過(guò)多個(gè)分動(dòng)箱分開(kāi)控制每套攪拌機(jī)構(gòu)；也可以是每套攪拌機(jī)構(gòu)配置一套單獨(dú)的攪拌動(dòng)力源。所述雙向攪拌動(dòng)力箱為一個(gè)時(shí),為上置式或下置式,包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、一套傳動(dòng)系統(tǒng)和分動(dòng)箱，分動(dòng)箱設(shè)置在內(nèi)、外鉆桿上端，并通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動(dòng)力輸出端連接，所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈的一端固定分動(dòng)箱上部，另一端穿過(guò)多個(gè)傳動(dòng)輪固定在分動(dòng)箱下端，并與分動(dòng)箱形成一個(gè)環(huán)形的封閉傳動(dòng)鏈；所述雙向攪拌動(dòng)力箱為上置式動(dòng)力箱時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在分動(dòng)箱的上方，并通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與分動(dòng)箱的動(dòng)力輸入端連接；所述雙向攪拌動(dòng)力箱為下置式動(dòng)力箱時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在機(jī)架的底座上，通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)盤(pán)的動(dòng)力輸入端連接，轉(zhuǎn)盤(pán)固定在機(jī)架的底座上，并通過(guò)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)上的扭矩孔與外鉆桿套接。所述雙向攪拌動(dòng)力箱有兩個(gè)時(shí)，分別為設(shè)置在鉆桿上端的內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱和設(shè)置在機(jī)架底座上的外鉆桿動(dòng)力箱，均包括電機(jī)、變速箱和傳動(dòng)軸；內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與內(nèi)鉆桿的控制端連接；外鉆桿動(dòng)力箱電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)盤(pán)的動(dòng)力輸入端連接，轉(zhuǎn)盤(pán)固定在機(jī)架的底座上，并通過(guò)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)上的扭矩孔與外鉆桿套接；所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈的一端固定在內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱上端，另一端穿過(guò)多個(gè)傳動(dòng)輪固定在內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱下端，并與內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱形成一個(gè)環(huán)形的封閉傳動(dòng)鏈。所述分動(dòng)箱內(nèi)設(shè)三個(gè)相互90°的錐形弧齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)內(nèi)芯軸通過(guò)內(nèi)鉆桿法蘭、外鉆桿法蘭與內(nèi)鉆桿連接，外芯軸通過(guò)固定法蘭和筒形活動(dòng)法蘭與外鉆桿連接。本實(shí)用新型可以再同一機(jī)架上設(shè)有一套或多套由同軸套裝在一起的內(nèi)外鉆桿及芯管和與內(nèi)外鉆桿連接的雙向攪拌鉆頭組成的攪拌機(jī)構(gòu)，并通過(guò)同一個(gè)升降電機(jī)同時(shí)控制一套或多套攪拌機(jī)構(gòu)下沉和提升，可一次形成多根變徑或者不變徑的樁型。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可以在以上的每個(gè)步驟中加噴空氣。本實(shí)用新型增加了一個(gè)升降電機(jī)，給攪拌機(jī)一個(gè)單獨(dú)的下壓和提升的動(dòng)力，將旋轉(zhuǎn)攪拌的動(dòng)力和下壓提升的動(dòng)力分開(kāi)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要隨時(shí)改變旋轉(zhuǎn)方向，但不會(huì)改變攪拌機(jī)的升降運(yùn)動(dòng)方向，便可通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)方向來(lái)改變攪拌葉片的長(zhǎng)短，從而可以實(shí)現(xiàn)變徑樁形的成樁過(guò)程。本實(shí)用新型可以根據(jù)同一地基的不同土層的不同原始承載力，通過(guò)擴(kuò)大較軟層面雙攪攪拌樁的截面，形成多處變徑的水泥土攪拌樁，充分利用原始地基的自身強(qiáng)度，使樁與土有機(jī)的結(jié)合在一起，并使每個(gè)較強(qiáng)原始地基層面都成為較軟地基一個(gè)承臺(tái)，確保其協(xié)調(diào)變形，并增加復(fù)合地基的強(qiáng)度，既節(jié)約了工程造價(jià)又使原始地基的自身強(qiáng)度得到了充分利用；而且由于變徑增加了樁與原位土的摩擦力，減小了復(fù)合地基的沉降，提高了整樁的質(zhì)量，達(dá)到節(jié)省水泥漿擴(kuò)大樁間距節(jié)省工程造價(jià)的目的；不僅能節(jié)省工程造價(jià)、提高加固效果，有很好的適用性和經(jīng)濟(jì)性。

圖I是本實(shí)用新型中雙向變徑攪拌樁機(jī)的攪拌動(dòng)力箱上置式示意圖；圖2是本實(shí)用新型中雙向變徑攪拌樁機(jī)的攪拌動(dòng)力箱下置式示意圖；圖3是本實(shí)用新型中雙向變徑攪拌樁機(jī)的攪拌動(dòng)力箱有兩個(gè)時(shí)的示意圖；圖4是本實(shí)用新型中雙向變徑攪拌樁機(jī)的分動(dòng)箱結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型中雙向攪拌槳葉收縮狀態(tài)的示意圖；圖6是本實(shí)用新型中雙向攪拌槳葉展開(kāi)狀態(tài)的示意圖；圖7是本實(shí)用新型的下沉過(guò)程中開(kāi)始變徑的施工工藝流程圖；圖8、9是本實(shí)用新型的提升過(guò)程中開(kāi)始變徑的施工工藝流程圖；圖10是本實(shí)用新型不變徑時(shí)的施工工藝流程圖。圖中1-機(jī)架，1-1-底座，1-2-塔架，2-升降電機(jī)，3-雙向攪拌鉆頭，4-變速箱，5-蝸輪蝸桿箱，6-鏈條，7-鏈輪，8-固定法蘭，9、10-內(nèi)、外鉆桿，11-固定葉片，12-活動(dòng)葉片，13-鉸鏈，14-旋轉(zhuǎn)電機(jī)，15-分動(dòng)箱，16-內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱，17-外鉆桿動(dòng)力箱，18-轉(zhuǎn)盤(pán)，19-筒形活動(dòng)法蘭，20-維形弧齒輪，21-內(nèi)芯軸,22-外芯軸,23-內(nèi)鉆桿法蘭,24-外鉆桿法蘭，25-變徑樁，26-等徑樁。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1、2、3中，所述一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，包括機(jī)架I、設(shè)置在機(jī)架上的一個(gè)或兩個(gè)雙向攪拌動(dòng)力箱、同軸套裝在一起的內(nèi)外鉆桿及芯管和與內(nèi)外鉆桿連接的雙向攪拌鉆頭3，在芯管入口處設(shè)有水泥漿接頭，在雙向鉆頭3上設(shè)有多個(gè)雙向攪拌槳葉，其特征在于所述攪拌樁機(jī)還包括一個(gè)升降電機(jī)2和一套升降傳動(dòng)系統(tǒng)，所述升降傳動(dòng)系統(tǒng)由變速箱4、蝸輪蝸桿箱5和升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，升降電機(jī)2的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱4與蝸輪蝸桿箱5連接，蝸輪蝸桿箱5的動(dòng)力輸出端與升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力輸入端連接，升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端與內(nèi)、外鉆桿9、10的升降控制端連接；所述每個(gè)攪拌槳葉均由固定葉片11與活動(dòng)葉片12通過(guò)鉸鏈13連接而成。所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由多個(gè)傳動(dòng)輪7和傳動(dòng)鏈6組成,傳動(dòng)鏈可以是鏈條、鋼絲繩等，多個(gè)傳動(dòng)輪分散設(shè)置在機(jī)架的塔架頂部和下部，其中主動(dòng)輪設(shè)置在塔架下部，并與蝸輪蝸桿箱5的動(dòng)力輸出端連接。圖5、6中，每對(duì)攪拌槳葉兩活動(dòng)葉片12收縮和伸開(kāi)的方向一致，同為順時(shí)針或同為逆時(shí)針，因?yàn)槠湫D(zhuǎn)攪拌的方向一致，所受的原土層阻力一樣，只有伸縮方向一致才能保證兩對(duì)稱(chēng)活動(dòng)葉片同時(shí)伸開(kāi)或收縮。在機(jī)架上設(shè)有一套或多套由同軸套裝在一起的內(nèi)外鉆桿及芯管和與內(nèi)外鉆桿連接的雙向攪拌鉆頭3組成的攪拌機(jī)構(gòu)，多套攪拌機(jī)構(gòu)的升降控制端分別與升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端連接。多套攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌動(dòng)力源可以采用一個(gè)時(shí)，可以通過(guò)一個(gè)上置式或下置式攪拌動(dòng)力箱，然后通過(guò)多個(gè)分動(dòng)箱分開(kāi)控制每套攪拌機(jī)構(gòu)；也可以每套攪拌機(jī)構(gòu)配置一套單獨(dú)的攪拌動(dòng)力源，分別控制器攪拌，但是其升降控制采用同一套機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)一次成型多根變徑或不變徑樁。所述雙向攪拌動(dòng)力箱為一個(gè)時(shí),為上置式或下置式,包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)14、一套傳動(dòng)系統(tǒng)和分動(dòng)箱15，分動(dòng)箱15設(shè)置在內(nèi)、外鉆桿9、10上端，并通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)14的動(dòng)力輸出端連接，所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈6的一端固定分動(dòng)箱15上部，另一端穿過(guò)多個(gè)傳動(dòng)輪7固定在分動(dòng)箱15下端，并與分動(dòng)箱形成一個(gè)環(huán)形的封閉傳動(dòng)鏈；所述雙向攪拌動(dòng)力箱為上置式動(dòng)力箱時(shí)，如圖I，旋轉(zhuǎn)電機(jī)14設(shè)置在分動(dòng)箱15的上方，并通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與分動(dòng)箱15的動(dòng)力輸入端連接；所述雙向攪拌動(dòng)力箱為下置式動(dòng)力箱時(shí)，如圖2，旋轉(zhuǎn)電機(jī)14設(shè)置在機(jī)架的底座上，通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)盤(pán)18的動(dòng)力輸入端連接，轉(zhuǎn)盤(pán)18固定在機(jī)架I的底座上，并通過(guò)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)18上的扭矩孔與外鉆桿10套接。所述雙向攪拌動(dòng)力箱有兩個(gè)時(shí)，如圖3，分別為設(shè)置在鉆桿上端的內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱16和設(shè)置在機(jī)架底座上的外鉆桿動(dòng)力箱17，均包括電機(jī)、變速箱和傳動(dòng)軸；內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱16電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與內(nèi)鉆桿9的控制端連接；外鉆桿動(dòng)力箱17電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)盤(pán)18的動(dòng)力輸入端連接，轉(zhuǎn)盤(pán)18固定在機(jī)架I 的底座上，并通過(guò)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)18上的扭矩孔與外鉆桿10套接；所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈6的一端固定在內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱16上端，另一端穿過(guò)多個(gè)傳動(dòng)輪7固定在內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱16下端，并與內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱16形成一個(gè)環(huán)形的封閉傳動(dòng)鏈。所述轉(zhuǎn)盤(pán)18，上的扭矩孔可以是橢圓形、方形、不規(guī)則多邊形或規(guī)則多邊形，均與外鉆桿10的外形相匹配，形成扭矩力，當(dāng)內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力為一個(gè)時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)18與外鉆桿10之間形成扭矩力通過(guò)外鉆桿傳給分動(dòng)箱15，然后通過(guò)分動(dòng)箱將扭矩力轉(zhuǎn)換成內(nèi)、外鉆桿的動(dòng)力分別控制內(nèi)外鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)內(nèi)外鉆桿的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力為兩個(gè)時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)18與外鉆桿10之間形成的扭矩力直接傳給外鉆桿10，帶動(dòng)外鉆桿10轉(zhuǎn)動(dòng)。圖4中，所述分動(dòng)箱15內(nèi)設(shè)三個(gè)相互90°的錐形弧齒輪20傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)內(nèi)芯軸21通過(guò)內(nèi)鉆桿法蘭23、外鉆桿法蘭24與內(nèi)鉆桿9連接，外芯軸22通過(guò)固定法蘭8和筒形活動(dòng)法蘭19與外鉆桿10連接。本實(shí)用新型在使用過(guò)程中，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求先將攪拌槳葉的活動(dòng)葉片12展開(kāi)下沉到設(shè)計(jì)變徑的深度攪拌形成大樁體，然后通過(guò)改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)縮小攪拌槳葉的長(zhǎng)度，使樁體的直徑變小，然后再次改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向使增長(zhǎng)攪拌槳葉的長(zhǎng)度，不斷重復(fù)形成變徑狀體直到下沉的設(shè)計(jì)深度，然后直接將其提升或是按照下沉過(guò)程中形成的樁體反向攪拌對(duì)使下沉形成的變徑樁體實(shí)現(xiàn)加固，整個(gè)變徑過(guò)程如圖7 ;也可以先將攪拌槳葉的活動(dòng)葉片縮小下沉到設(shè)計(jì)深度，然后根據(jù)設(shè)計(jì)變徑的要求，通過(guò)改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)加長(zhǎng)攪拌葉片的長(zhǎng)度，使樁體的直徑變大，可一次或多次改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向形成變徑樁體，整個(gè)變徑過(guò)程如圖8、圖9 ;也可以在提升和下降過(guò)程中均不改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的攪拌方向，形成上下直徑相等的等徑樁體，整個(gè)實(shí)施過(guò)程如圖10。本實(shí)用新型的具體施工方法，具體步驟如下(I).將需要施工的場(chǎng)地平整；(2).將本實(shí)用新型的雙向變徑攪拌樁機(jī)運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地按指定樁位定位并對(duì)中；(3).同時(shí)啟動(dòng)雙向變徑攪拌樁機(jī)的雙向攪拌旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)，使樁機(jī)的內(nèi)外鉆桿沿塔架下降并旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始攪拌下沉，同時(shí)開(kāi)啟送漿泵向土體噴水泥漿，在攪拌下沉的過(guò)程中，升降電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向保持不變，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，不改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方向攪拌下沉到設(shè)計(jì)深度，或一次改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方向攪拌下沉到設(shè)計(jì)深度，或多次改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方向攪拌下沉到設(shè)計(jì)深度；(4).到達(dá)設(shè)計(jì)深度后反向轉(zhuǎn)動(dòng)升降電機(jī)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)攪拌機(jī)的提升，在提升過(guò)程中，升降電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向保持不變，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，不改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方向攪拌提升到地表，或一次改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方向攪拌提升到地表，或多次改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方向攪拌提升到地表；(5).待攪拌機(jī)提升到地表，關(guān)閉泥漿泵，鉆具離開(kāi)地表，整機(jī)移位到下一根樁的指定樁位，重復(fù)以上的每步操作，完成下一根直徑相同的樁或變徑樁體；每次改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方向時(shí)，攪拌槳葉的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，每個(gè)攪拌槳葉的活動(dòng)葉片在原位土層的阻力下伸開(kāi)或收縮，形成活動(dòng)葉片伸開(kāi)的加長(zhǎng)型槳葉或活動(dòng)葉片的收縮的縮短型槳葉，便在設(shè)計(jì)變徑的位置形成擴(kuò)大或縮小的變徑樁體。其中，不改變旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，便可形成直徑相等的直立式圓柱樁體，一次變徑可以在頂部、中部或底部，頂部便是丁字形樁，底部便是倒T形樁；多次變徑可以在任意位置，形成多次變徑樁。 具體實(shí)施例實(shí)施例為某一工地施工段，現(xiàn)在使用試驗(yàn)用濕噴樁三根，樁長(zhǎng)為12米，摻灰比14%，樁徑500mm，變徑擴(kuò)大直徑為1000mm，其中一號(hào)樁變徑截面分別分布在3米處深度2米和8米處深度I米，二號(hào)樁的變徑截面分別分布在O米處深度3米和8米處2米，三號(hào)樁整根樁都不變徑。其中，一號(hào)樁實(shí)施過(guò)程如下a.將需要施工的場(chǎng)地平整；b.將雙向變徑攪拌樁機(jī)運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地中一號(hào)樁的樁位定位并對(duì)中；c.同時(shí)啟動(dòng)雙向變徑攪拌樁機(jī)的雙向攪拌旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)，使樁機(jī)的內(nèi)外鉆桿沿塔架下降并旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始攪拌下沉，在整個(gè)下沉過(guò)程中升降電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向保持不變，此時(shí)雙向攪拌葉片是收縮的狀態(tài)，邊攪拌切削下鉆邊噴漿液，樁徑500mm ；d.繼續(xù)攪拌下沉到12米的深度后，改變升降電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，開(kāi)始提升，在提升過(guò)程中升降電機(jī)的方向保持不變，提升攪拌到9米的深度改變樁機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(與啟動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向相反)，通過(guò)原位土層的阻力使每個(gè)攪拌槳葉的活動(dòng)葉片伸開(kāi)，形成了擴(kuò)大型葉片，此時(shí)加大噴漿量形成此段擴(kuò)大的樁型，樁徑為IOOOmm ；f.當(dāng)提升攪拌到8米深度時(shí)，再次改變雙向變徑樁機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(與啟動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致)，此時(shí)每個(gè)攪拌葉片的活動(dòng)葉片又可以通過(guò)所在土層的阻力成收縮狀態(tài)，樁型縮小到原始直徑，此時(shí)減小噴漿量使其回到原始噴漿量；g.繼續(xù)提升攪拌到5米的深度再次改變樁機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(與啟動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向相反)，通過(guò)所在土層的阻力使每個(gè)攪拌葉片的活動(dòng)葉片再次擴(kuò)展，形成了與步驟d中的樁型直徑相等的擴(kuò)大樁型，同時(shí)加大噴漿量；h.當(dāng)提升攪拌到達(dá)3米深度時(shí)，再改變雙向變徑樁機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(與啟動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致)，此時(shí)每個(gè)攪拌葉片的活動(dòng)葉片又可以通過(guò)所在地層的阻力縮短，攪拌形成與原始樁型直徑相等的縮小樁型，此時(shí)噴漿量恢復(fù)到啟動(dòng)時(shí)噴漿量；i.繼續(xù)提升到地表，關(guān)閉泥漿泵，鉆具離開(kāi)地表，整機(jī)移位到二號(hào)樁位。二號(hào)根樁實(shí)施過(guò)程如下a.將二號(hào)樁的地面整平；[0054]b.將雙向變徑攪拌樁機(jī)與二號(hào)樁位對(duì)中；c.同時(shí)啟動(dòng)雙向變徑攪拌樁機(jī)的雙向攪拌旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)，使樁機(jī)的內(nèi)外鉆桿沿塔架下降并旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始攪拌下沉，在整個(gè)下沉過(guò)程中升降電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向保持不變，此時(shí)雙向攪拌葉片的活動(dòng)葉片為伸開(kāi)狀態(tài)，邊攪拌切削下鉆邊噴漿液，樁徑IOOOmm ；D.攪拌下沉到達(dá)3米深度后改變樁機(jī)旋轉(zhuǎn) 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(與啟動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向相反)，通過(guò)原位土層的阻力使每個(gè)攪拌葉片的活動(dòng)葉片收縮，形成了收縮的樁型，此時(shí)減小噴漿量形成此段縮小的樁型，樁徑為500mm ；f.繼續(xù)攪拌下沉到達(dá)8米深度時(shí)，再改變雙向變徑樁機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(與啟動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致)，此時(shí)雙向攪拌葉片的活動(dòng)葉片又可以通過(guò)所在地層的阻力伸開(kāi)，擴(kuò)大葉片繼續(xù)攪拌形成與原始樁形直徑相等的擴(kuò)大樁型，此時(shí)加大噴漿量，使噴漿量恢復(fù)到原始噴漿量；g.繼續(xù)攪拌下沉到達(dá)9米深度后，再此改變樁機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(與啟動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向相反)，此時(shí)雙向攪拌葉片的活動(dòng)葉片又可以通過(guò)所在地層的阻力縮小，與步驟d中狀態(tài)一樣，縮小槳葉繼續(xù)攪拌下沉形成了樁徑為500mm的縮小樁型，此過(guò)程中減小噴漿量；h.繼續(xù)攪拌下沉到達(dá)12米深度后便改變升降電機(jī)的方向開(kāi)始提升，提升過(guò)程中可以保持?jǐn)嚢铇~狀態(tài)，直到地表；也可以根據(jù)下沉所形成的樁型反向重復(fù)上述步驟，加固下沉?xí)r所形成的變徑樁體；i.當(dāng)攪拌機(jī)提升到地表時(shí)，關(guān)閉泥漿泵，鉆具離開(kāi)地表，整機(jī)移位到三號(hào)樁位。三號(hào)樁實(shí)施過(guò)程如下a.將三號(hào)樁的施工場(chǎng)地平整；b.將雙向變徑攪拌樁機(jī)與三號(hào)樁位定位并對(duì)中；c.同時(shí)啟動(dòng)雙向變徑攪拌樁機(jī)的雙向攪拌旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)，使樁機(jī)的內(nèi)外鉆桿沿塔架下降并旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始攪拌下沉，在整個(gè)下沉過(guò)程中升降電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向保持不變，此時(shí)雙向攪拌葉片是收縮的狀態(tài)，邊攪拌切削下鉆邊噴漿液；樁徑500mm.d.繼續(xù)攪拌下沉到12米的深度；e.到達(dá)12米深度后改變升降電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使攪拌機(jī)開(kāi)始提升，在提升過(guò)程中保持旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向直到地表，完成整根樁體。經(jīng)過(guò)通過(guò)上述方法形成的變徑樁體，均能與土有機(jī)的結(jié)合在一起，并使每個(gè)較強(qiáng)原始地基層面都成為較軟地基一個(gè)承臺(tái)，確保其協(xié)調(diào)變形，并增加復(fù)合地基的強(qiáng)度，既節(jié)約了工程造價(jià)又使原始地基的自身強(qiáng)度得到了充分利用；而且由于變徑增加了樁與原位土的摩擦力，減小了復(fù)合地基的沉降，提高了整樁的質(zhì)量，達(dá)到節(jié)省水泥漿擴(kuò)大樁間距節(jié)省工程造價(jià)的目的。
權(quán)利要求1.一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，包括機(jī)架(I)、設(shè)置在機(jī)架上的一個(gè)或兩個(gè)雙向攪拌動(dòng)力箱、同軸套裝在一起的內(nèi)外鉆桿及芯管和與內(nèi)外鉆桿連接的雙向攪拌鉆頭(3)，在芯管入口處設(shè)有水泥漿接頭，在雙向鉆頭(3)上設(shè)有多個(gè)雙向攪拌槳葉，其特征在于所述攪拌樁機(jī)還包括一個(gè)升降電機(jī)(2)和一套升降傳動(dòng)系統(tǒng)，所述升降傳動(dòng)系統(tǒng)由變速箱(4)、蝸輪蝸桿箱(5)和升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，升降電機(jī)(2)的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱(4)與蝸輪蝸桿箱(5)連接，蝸輪蝸桿箱(5)的動(dòng)力輸出端與升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力輸入端連接，升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端與內(nèi)、外鉆桿(9、10)的升降控制端連接；所述每個(gè)攪拌槳葉均由固定葉片(11)與活動(dòng)葉片(12)通過(guò)鉸鏈(13)連接而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，其特征是所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由多個(gè)傳動(dòng)輪(7)和傳動(dòng)鏈(6)組成，多個(gè)傳動(dòng)輪分散設(shè)置在機(jī)架的塔架頂部和下部，其中主動(dòng)輪設(shè)置在塔架下部，并與蝸輪蝸桿箱(5)的動(dòng)力輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，其特征是每對(duì)攪拌槳葉活動(dòng)葉片(12)收縮和伸開(kāi)的方向一致，同為順時(shí)針或同為逆時(shí)針。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，其特征是在機(jī)架上設(shè)有一套或多套由同軸套裝在一起的內(nèi)外鉆桿及芯管和與內(nèi)外鉆桿連接的雙向攪拌鉆頭(3)組成的攪拌機(jī)構(gòu)，多套攪拌機(jī)構(gòu)的升降控制端分別與升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，其特征是所述雙向攪拌動(dòng)力箱為一個(gè)時(shí)，為上置式或下置式，包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(14)、一套傳動(dòng)系統(tǒng)和分動(dòng)箱(15)，分動(dòng)箱(15)設(shè)置在內(nèi)、外鉆桿(9、10)上端，并通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)(14)的動(dòng)力輸出端連接，所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈￠)的一端固定分動(dòng)箱(15)上部，另一端穿過(guò)多個(gè)傳動(dòng)輪(7)固定在分動(dòng)箱(15)下端，并與分動(dòng)箱形成一個(gè)環(huán)形的封閉傳動(dòng)鏈；所述雙向攪拌動(dòng)力箱為上置式動(dòng)力箱時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(14)設(shè)置在分動(dòng)箱(15)的上方，并通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與分動(dòng)箱(15)的動(dòng)力輸入端連接；所述雙向攪拌動(dòng)力箱為下置式動(dòng)力箱時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(14)設(shè)置在機(jī)架的底座上，通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)盤(pán)(18)的動(dòng)力輸入端連接，轉(zhuǎn)盤(pán)(18)固定在機(jī)架(I)的底座上，并通過(guò)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)(18)上的扭矩孔與外鉆桿(10)套接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，其特征是所述雙向攪拌動(dòng)力箱有兩個(gè)時(shí)，分別為設(shè)置在鉆桿上端的內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱(16)和設(shè)置在機(jī)架底座上的外鉆桿動(dòng)力箱(17)，均包括電機(jī)、變速箱和傳動(dòng)軸；內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱(16)電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與內(nèi)鉆桿(9)的控制端連接；外鉆桿動(dòng)力箱(17)電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過(guò)變速箱和傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)盤(pán)(18)的動(dòng)力輸入端連接，轉(zhuǎn)盤(pán)(18)固定在機(jī)架(I)的底座上，并通過(guò)設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)(18)上的扭矩孔與外鉆桿(10)套接；所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈￠)的一端固定在內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱(16)上端，另一端穿過(guò)多個(gè)傳動(dòng)輪(7)固定在內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱(16)下端，并與內(nèi)鉆桿動(dòng)力箱(16)形成一個(gè)環(huán)形的封閉傳動(dòng)鏈。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，其特征是所述分動(dòng)箱(15)內(nèi)設(shè)三個(gè)相互90°的錐形弧齒輪(20)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)內(nèi)芯軸(21)通過(guò)內(nèi)鉆桿法蘭(23)、外鉆桿法蘭(24)與內(nèi)鉆桿(9)連接，外芯軸(22)通過(guò)固定法蘭(8)和筒形活動(dòng)法蘭(19)與外鉆桿(10)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種雙向變徑攪拌樁機(jī)。所述一種雙向變徑攪拌樁機(jī)，包括機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架上的一個(gè)或兩個(gè)雙向攪拌動(dòng)力箱、同軸套裝在一起的內(nèi)外鉆桿及芯管和與內(nèi)外鉆桿連接的雙向攪拌鉆頭，在芯管上設(shè)有水泥漿接頭，在雙向鉆頭上設(shè)有多個(gè)雙向攪拌槳葉，其特征在于所述攪拌樁機(jī)還包括一個(gè)升降電機(jī)和一套升降傳動(dòng)系統(tǒng)，且每個(gè)攪拌槳葉均由固定葉片與活動(dòng)葉片通過(guò)鉸鏈連接而成。本實(shí)用新型通過(guò)雙向攪拌動(dòng)力箱和升降電機(jī)分別對(duì)攪拌機(jī)的雙向旋轉(zhuǎn)和提升下降提供動(dòng)力，根據(jù)設(shè)計(jì)要求不改變或任意改變雙向攪拌電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，使攪拌葉片伸縮來(lái)改變攪拌樁的樁徑，形成不變徑或變徑樁形，節(jié)省工程造價(jià)、提高加固效果，有很好的適用性和經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)E02D5/46GK202644521SQ20122027397
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者彭文 申請(qǐng)人:彭文