[发明专利]一种三维掘搅头

说明书

本发明涉及一种水泥土搅拌桩，具体为一种三维掘搅头装置，由内钻杆、外钻杆、外掘搅片、三维搅拌刀、内掘搅片、钻头组成，其中，内钻杆为圆杆，外钻杆为方管，外钻杆中定位套入内钻杆，且内钻杆下端伸出外钻杆，外钻杆设有两对外掘搅片，内钻杆上设有一对三维搅拌刀和一对内掘搅片，内钻杆下端端头接钻头，三维搅拌刀由锥形齿轮系统、密封箱、内轴、外轴、圆柱滚子轴承、密封轴承及八组搅拌刀刀片组成。本发明实现水泥土搅拌桩全桩身三维搅拌，拌和更加彻底均匀，避免了缩颈及冒浆现象，保证了搅拌桩桩身水泥掺入量，桩身整体质量得到大范围提高，保证水泥土搅拌桩的施工质量，避免出现工程质量问题，具有一定的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种水泥土搅拌桩，具体为一种三维掘搅头装置。

背景技术

软土地基处理方法有多种，其中水泥土搅拌桩技术在最近几十年得到广泛的应用。水泥土搅拌桩技术是利用水泥作为固化剂，通过机械使固化剂与土体进行强制搅拌，然后通过固化剂与土体之间产生的一系列物理化学反应提高被加固土体的强度。水泥土搅拌桩法具有施工简单、快速、基本不振动等优点，能有效地提高软土地基的稳定性，减少并控制复合地基沉降。

但我国大量的工程实践表明，传统水泥土搅拌桩应用过程中均发生了不少工程问题，主要表现在地表冒浆、搅拌不彻底、不均匀等原因导致的桩身质量问题，针对该问题，业内发明了双向搅拌头，该发明对上述问题进行了一定程度改善，但由于其双向搅拌叶片跟传统单向搅拌叶片一样进行水平向搅拌，仍易出现冒浆、缩颈，桩身局部搅拌不彻底、不均匀等现象，进而导致出现桩身质量问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明克服现有双向搅拌头装置缺陷，提供了一种三维掘搅头装置，使水泥土搅拌桩进行全桩身三维搅拌，拌和更加彻底、均匀，并避免了缩颈及冒浆现象，保证了搅拌桩桩身水泥掺入量，使桩身整体质量得到大范围提高。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种三维掘搅头装置由内钻杆、外钻杆、外掘搅片、三维搅拌刀、内掘搅片、钻头组成。其中所述的内钻杆为圆杆，外钻杆为方管、外钻杆中定位套入内钻杆，且内钻杆下端伸出外钻杆，外钻杆设有两对外掘搅片，内钻杆上设有一对三维搅拌刀和一对内掘搅片，内钻杆下端端头接钻头。

进一步的，所述的外掘搅片、三维搅拌刀、内掘搅片及钻头均有耐磨合金制作。

进一步的，所述的三维搅拌刀水平旋转方向与内掘搅片相同，与外掘搅片相反。

进一步的，所述的两对外掘搅片呈十字交叉型设置，即相邻两刀片夹角为90º。一对三维搅拌刀和一对内掘搅片之间的夹角为30º～60º。

进一步的，所述的三维搅拌刀由锥形齿轮系统、密封箱、内轴、外轴、圆柱滚子轴承、密封轴承及八组搅拌刀刀片组成。其中锥形齿轮系统包含一个定锥形齿轮和两个动锥形齿轮，已实现水平向旋转向竖直向旋转的传动切换。

进一步的，所述的定锥形齿轮焊接于外钻杆底端，内钻杆从定锥形齿轮中心穿出，定锥形齿轮与内钻杆采用圆柱滚子轴承连接。所述的动锥形齿轮焊接于外轴一端，外轴另一端密封，然后外轴齿轮端套入内轴，内轴近齿轮端焊接在内钻杆上，内轴与动锥形齿轮及外轴采用两组圆柱滚子轴承连接，同时使动锥形齿轮与定锥形齿轮实现垂直齿合。

进一步的，所述的八组搅拌刀刀片两两对称且均匀焊接在外轴上。

进一步的，所述的密封箱是将锥形齿轮系统进行密封，以防止泥浆及其他杂质影响到锥形齿轮的旋转及齿合，密封箱水平向旋转和内钻杆同步，跟外钻杆相反，故将密封箱用螺丝固定安装在内钻杆，密封箱与外钻杆采用密封轴承连接。三维搅拌刀的外轴与密封箱亦采用密封轴承连接。

进一步的，所述的内掘搅片由导浆管、喷浆口及耐磨合金耙齿组成。其中一对内掘搅片上面均匀设有六个喷浆口，喷浆口朝内钻杆倾斜，与水平向夹角为45º～90º。同时，内掘搅片下面均匀焊接有八个耐磨合金耙齿。