[发明专利]一种用于软土地基加固的分层搅拌桩机

说明书

技术领域

本发明涉及软土地基加固机械领域，具体来说，涉及一种用于软土地基加固的分层搅拌桩机。

背景技术

我国沿海、沿江地区是我国经济最发达地区，长江三角洲地区、珠江三角洲地区以及环渤海三大经济圈的形成和快速发展，更成为我国经济发展的重要引擎。同时，沿海沿江地区也是我国基础设施建设最密集的地区。然而，这些沿海、沿江发达地区都普遍位于软土地区，工程建设影响的深度范围内普遍存在一定厚度的软土。软土具有强度低、压缩性高和含水率高等特点，因此软土地基处理是各类基础设施建设工程中的关键技术难题之一，特别是近年的大规模高速公路、高速铁路、地下空间开发、大型码头工程建设，对软土地基处理技术提出了更高的要求。

水泥土搅拌桩是加固软土地基的有效方法之一，它是利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械边钻进边往软土中喷射水泥浆液或水泥粉，并就地将软土和固化剂强制搅拌，通过固化剂和软土之间一系列物理化学作用，形成强度较高、整体性、水稳性好的水泥土固化体。这种水泥土搅拌桩与桩周土体一起组成复合地基，可提高土体强度，减少地基压缩性，降低地基渗透性，从而达到加固软土地基的目的。

由于水泥土搅拌桩具有施工方便、处理效果较好、适用性广、造价适中等优点，该技术在国内外软土地区基坑坑底加固中得到了广泛应用，工程实践表明，基坑坑底经过搅拌桩加固后，可以改善土体的物理力学性质，不仅可以增加支护结构前的被动土压力，进而减少支护结构的侧面变形和地面沉降，而且可以增强坑底抗隆起变形的能力，防止被动区土体的破坏，进而基坑的抗倾覆、抗滑移及整体稳定性将大大提高。但是，工程应用中仍存在不少问题，归纳起来主要有：

（1）现有搅拌桩施工机械只能从地表往下全深度加固土层，不能根据工程需要，仅仅加固开挖后基坑底部一定深度范围内土体。如基坑工程中只加固基坑底面以下软土层，而不加固拟开挖土层，则可以大大节省工程建设成本。

（2）加固土层过于单一，若软土中存在一定厚度的夹砂土层或硬土层时， 现有搅拌桩施工机械难以穿透，这使得砂土层或硬土层以下分布的深厚软土不能有效加固。

由于上述问题的存在，影响了水泥土搅拌桩在基坑工程中应用范围。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于软土地基加固的分层搅拌桩机，该分层搅拌桩机可以穿过地表、夹砂土层或硬土层，对位于地表、夹砂土层或硬土层下方的软土层往进行加固，节省工程建设成本。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于软土地基加固的分层搅拌桩机，该搅拌桩机包括底座、制动动力器、桩机支架、内杆导向杆、内杆、外杆导向杆、外杆、外杆转速控制器和搅拌头；

桩机支架固定连接在底座上，制动动力器和外杆转速控制器位于底座的顶面，桩机支架上设有第一传动机构和第二传动机构两套传动机构；每套传动机构包括链轮、链条、传送带和主动轮，链轮连接在桩机支架上，链轮可绕其轴线旋转，链条呈环形，链条缠绕在链轮上，主动轮连接在底座上，且主动轮与制动动力器的输出轴相配合，传送带缠绕在主动轮和一个链轮上；制动动力器通过水平传动轴与外杆转速控制器连接，外杆转速控制器控制外杆及搅拌头的旋转；

外杆套装在内杆的外侧，内杆的上部穿出外杆，内杆的顶部和外杆的顶部上设有可相互配合的卡合件，内杆导向杆的一侧固定连接在内杆的顶部，内杆导向杆的另一侧固定连接在第一传动机构的链条上；外杆导向杆的一侧固定连接在外杆的顶部，外杆导向杆的另一侧固定连接在第二传动机构的链条上；外杆顶部设有进浆口，外杆的下部穿过外杆转速控制器和底座；外杆下部的壁面设有出浆口，内杆的底端设有固定板，固定板嵌至在外杆的内腔中，固定板可以随内杆上下行走；搅拌头连接在固定板的底面。

进一步，所述的搅拌头包括n个弹性弯曲杆和n个搅拌叶片，每个弹性弯曲杆的顶端固定连接在固定板的底面，每个弹性弯曲杆的末端链接一个搅拌叶片，每个搅拌叶片的一端通过销链接在外杆的壁面上；n为大于等于2的整数。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：