[发明专利]现浇混凝土芯水泥土搅拌桩的施工装置

权利要求书

1.一种现浇混凝土芯水泥土搅拌桩的施工装置，为多功能水泥搅拌桩机，其包括机身（51）、吊绳（52）、动力头（53）和空心结构的钻杆（55），该钻杆内设有向钻杆（55）底端喷出水泥浆的压浆管组（59），钻杆（55）外表面设有搅拌片（56），该搅拌片被钻杆（55）带动旋转而在软土层（1）内混合搅拌水泥浆和土体并形成水泥土搅拌桩（2），其特征在于所述的钻杆（55）是由互相连接的上钻杆（551）和下钻杆（552）构成；所述的下钻杆（552）内设有活动套装的波纹管（4），下钻杆（552）底端设有钻头（57），该钻头顶面密封固定在波纹管（4）下端，并与下钻杆（552）底端形成密闭接触；所述的下钻杆（552）顶部设有将所述波纹管（4）和钻头（57）可拆式安装在下钻杆（552）内的紧固组件；所述的上钻杆（551）顶端连接动力头（53），上钻杆（551）内设有向波纹管（4）内注水的注水管（585）；所述的水泥土搅拌桩（2）成型后，该波纹管（4）和钻头（57）同步留置在水泥土搅拌桩（2）的中心，并在波纹管（4）内现浇混凝土芯（3）。

2.根据权利要求1所述的现浇混凝土芯水泥土搅拌桩的施工装置，其特征在于所述的钻杆（55）开始上升将波纹管（4）留置在水泥土搅拌桩（2）内时，受到水泥土和水压力的共同作用，该波纹管（4）的强度由公式一计算；公式二计算此时波纹管（4）发生变形，其外壁与钻杆（55）内壁之间的间隙也发生变化，且公式一、公式二作为选择波纹管（4）材料和尺寸的依据，公式如下：

公式一、

公式二、

则

公式一、公式二中

——波纹管（4）底截面所受的水与水泥土的压力，；

——波纹管（4）埋置在水泥搅拌桩（2）中的有效长度，也就是波纹管（4）注水高度，；

——水的容重，；

——水泥土的容重，；

——水泥土初凝前的侧压力系数，无量纲，由试验确定，无试验资料时取0.4～0.6；

——波纹管（4）圆环截面所受的环向拉力，；

——波纹管（4）的计算半径，；

——波纹管（4）底面圆环截面周边任一点与水平轴的夹角，；

——波纹管（4）底圆环截面所受的环向拉应力，，式中1为单位高度，；

——波纹管（4）圆环截面计算壁厚，；

——波纹管（4）圆环截面材料容许拉应力，；

——波纹管（4）底截面计算周长，；

——波纹管（4）底截面在水与水泥土压力作用下的计算周长伸长量，；

——波纹管（4）的计算半径，；

——波纹管（4）底截面在水与水泥土的压力作用下计算半径的增量，，的增大可能挤压钻杆（55）内壁，需选定合适的波纹管（4）外径与钻杆（55）之间的间隙和波纹管（4）壁厚、弹性模量参数，不致因波纹管计算半径的增量的增大卡住钻杆（55）而影响波纹管的留置，波纹管（4）外径与钻杆（55）内壁之间的间隙为2mm～4mm；

——波纹管（4）底截面在水与水泥土压力作用下环向单位周长的伸长增量，无量纲，即应变；

——波纹管（4）弹性模量，；

——波纹管（4）计算半径增量的设计允许值，。

3.根据权利要求1所述的现浇混凝土芯水泥土搅拌桩的施工装置，其特征在于所述的紧固组件包括设置在波纹管（4）内的拉杆（58），该拉杆下端可拆式连接在钻头（57）上，拉杆（58）上端设有拉杆环（581）；所述的波纹管（4）上端设有拉杆栓（583），该拉杆栓水平穿过拉杆环（581），并使拉杆（58）、波纹管（4）和钻头（57）形成一体，拉杆栓（583）的两端分别穿过并设置在下钻杆（552）侧壁作竖向延伸的滑槽（61）内；所述的下钻杆（552）外设有可拆式紧贴安装在拉杆栓（583）下部的抱箍（6），该抱箍抱紧在下钻杆（552）外，并定位拉杆栓（583）两端在滑槽（61）内的升降移动位置。