[发明专利]一种阶梯式水泥土桩机及施工方法

说明书

本发明公开了一种阶梯式多轴搅拌桩机，它包括底盘、三支点桩架和动力头，三支点桩架通过底盘实现前后水平移动，所述动力头套接在三支点桩架的竖直导向柱上且上下滑动连接，动力头通过多个立轴与多根钻杆一一连接，其特征在于，所述立轴和钻杆至少各设有一排，每排中的每根钻杆长短不一，由短到长呈阶梯式排列，以前进方向为前，短的在前，长的在后，每根钻杆的刀片纵深长度相等且相加等于搅拌深度；钻杆的刀片中设有横切刀片，在钻杆横向移动时，对土体进行横向切割。本发明在进行水泥土墙施工时，极大增加搅拌桩墙的均匀性和连续性，适用于粘性土、砂土等地层，尤其适用于软土地层，施工方便，易于控制垂直度，自重小，造价低。

技术领域

本发明属于土工工程领域用机械设备，涉及一种搅拌桩机，特别涉及一种不同长度钻杆呈阶梯式布置的多轴搅拌桩机。

背景技术

目前土木工程中常用多轴搅拌桩机进行水泥土墙的搅拌作业，如二轴、三轴、五轴或六轴等搅拌桩机，如现有技术中的CN201210497137.3《一种可减少挤土性的多轴搅拌桩装置及其应用》，动力头依次通过变速箱和减速机带动多根钻杆转动，钻杆设有1～9根，多根钻杆的旋转方向为正反交错，钻杆的上端设有进浆口，钻杆的下端连接带翼钻杆，带翼钻杆的下端可更换式连接多功能钻头，多功能钻头上设有喷浆口与喷气口。与现有技术相比，本发明具有减少挤土效应、钻孔成型好、水泥利用率高、对周围环境的影响小等优点。

又如CN201320753981.8《一种可精确定位多轴深层搅拌桩的设备》，包括设备基座、滚轴、钢梁架、钻机升降立柱、行走轨道、钻杆多轴联动电机、钻杆、传动行程电机组、传动轴、传动齿轮；设备基座上设有钢梁架，设备基座和钢梁架之间为滚轴，钢梁架一端上设有钻机升降立柱，钻机升降立柱上设有钻杆多轴联动电机，钻杆多轴联动电机上设有若干钻杆（钻杆数量一般选三个），钢梁架另一端设有行走轨道，设备基座上设有传动行程电机组，传动行程电机组通过传动轴连接有传动齿轮，传动齿轮驱动行走轨道。

再如CN201420482704.2《多排多轴水泥土搅拌桩钻机》，机架上设置有可以上下滑动的动力箱，动力箱连接多排钻杆，每排n根钻杆；每根钻杆下部设置有搅拌叶片或刀片；所述钻杆为中空钻杆，内部设置有通道，钻杆底部设置有开孔；多排钻杆同时旋转形成多排每排n根的水泥土搅拌桩。能一次施工多排水泥土搅拌桩，减少了搭接冷缝，大幅减少人工成本，缩短工期，提高了施工质量，降低施工成本。

再如CN201420451756.3《间隔式多轴水泥土搅拌桩机》，包括机架，机架上设置有动力箱，动力箱连接n根钻杆，n≥2，n根钻杆在同一竖直面上，竖直方向上相互平行，每根钻杆上设置有搅拌叶片或刀片，搅拌叶片或刀片径向长度为d，相邻钻杆的间距为D，d＜D/2；n根钻杆旋转同时形成相互不搭接的n根水泥土搅拌桩。本桩机能一次施工多根间隔式水泥土搅拌桩，桩的间距、垂直度等精度大幅提高，比采用单轴施工间隔桩大幅提高工作效率，特别在咬合桩施工中，大幅减少人工成本，缩短工期，减少劳动强度和降低施工成本。

现有技术中搅拌桩技术正在不断发展，但均未提到搅拌钻杆阶梯式分布，现实使用的搅拌桩机的共同特点是搅拌钻杆长度基本相等，每次只能施工一个单幅搅拌桩，各幅搅拌桩通过套接形成一个连续的水泥土搅拌墙。在施工中对搅拌钻杆的垂直度要求很高，否则各幅搅拌桩之间容易出现开叉缝，如果是进行止水帷幕施工，开叉缝的出现会造成止水失败，直接影响工程施工和安全。另外，现有多轴搅拌桩机的机架高度很大，通常在30m以上，导致其重心高、自重大，在施工中垂直度难以把控，要求施工地面要有足够的强度，常要求铺设较厚碎石和混凝土。当搅拌深度较大时，多根钻杆同时在搅拌深层土体，摩擦阻力大，需要配置较大功率动力系统。

发明内容