[发明专利]一种具有内外双层搅拌齿的单轴深搅桩钻具

说明书

本发明公开了一种具有内外双层搅拌齿的单轴深搅桩钻具，其钻杆是双层结构，内层钻杆的下端设置有搅拌轴和钻头，外层钻杆与搅拌罩相连；外层搅拌齿布置在一个园柱状镂空搅拌罩上，内层搅拌齿布置在中空的搅拌轴上；内外双层搅拌齿在空间上内呈相互错位布置并相互咬合；搅拌罩罩住内层的搅拌轴；在搅拌轴的上部布置一个顶喷浆口，在钻头处布置一个底喷浆口。通过高效破碎岩土颗粒并与土体硬化剂浆液充分的搅拌混合形成流态的硬化土。该专利具有绿色、环保和安全可靠的社会效益，同时能降，低造价和缩短工期，具有重大的经济价值。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体来说是用于地基加固、劲性复合桩及止水帷幕施工的单轴深搅桩钻具。

背景技术

在建筑工程中中，单轴深搅桩作为主要的软土地基加固处理和劲性复合桩的外围桩，被普遍使用。但是单轴深搅桩通过搅拌叶片来切割和搅拌地层土时，位于搅拌叶片之间的土体，尤其是粘性土，常常与叶片粘结紧密并包裹搅拌叶片而无法被切割破碎，并使其与土体固化剂浆液(如水泥浆液)之间混合困难，导致深搅桩体的均匀性和质量出现较大问题。

对于周边环境高度敏感区域，采用常规的深搅桩或旋喷桩加固时，搅拌叶片旋转切割地层将对周边地层产生较大扰动，引起周边建筑物或构筑物的沉降及倾斜，这是由于搅拌叶片或旋喷射流切割孔壁地层时，会引起桩径外一定范围(3倍桩径)的地层被扰动。

此外，常规单轴深搅桩桩或旋喷桩的钻杆直径较小，刚度也较小。当轴向加压旋转时，会出现弯曲或摆动现象，导致制成的深搅桩或旋喷桩的垂直度较低。对于劲性复合桩来说，当深搅桩的垂直度较低时，插入预制桩的垂直度也将难以达到设计要求，这将产生严重的成桩质量问题。

另外，钻杆的刚度与钻杆的重量一直是一对矛盾体，施工设备需要较轻的钻杆重量，同时要有较高的钻杆的刚度，并能承载较高的轴向压力。常规的单轴深搅桩钻杆与桩架之间没有有效的约束导向，当钻杆较长时，就会发生弯曲和摆动现象，导致成桩的垂直度降低。

因此，工程界亟需发明一种单轴深搅桩的钻具，具有多轴深搅桩的特点，搅拌叶片相互咬合切割，能将土层充分切割破碎，并具有较高的钻杆刚度，同时有较好的垂直导向性，并能克服常规深搅桩施工出现的泥土包裹叶片的缺陷，加快施工速度，实现深搅桩桩体质量有一个质的飞跃！

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有单轴深搅桩身质量缺陷、施工过程对邻近地层扰动大等难题，又能降低工程造价和减少对周边环境影响，提供一种新型的单轴深搅桩钻具。

为达到上述目的，本专利采用的技术方案是：

所述一种具有内外双层搅拌齿的单轴深搅桩钻具，其钻杆是双层结构，内层钻杆的下端连接有搅拌轴和钻头，外层钻杆与搅拌罩相连。

所述的钻头安装在搅拌轴的下部，钻头上分布园锥齿，钻头的外径不小于搅拌罩的外径。

所述的搅拌轴呈中空结构，外侧分布多层搅拌齿；

所述的搅拌罩上安装有搅拌齿；搅拌罩罩住内层的搅拌轴；

所述的搅拌罩是由三根及以上的纵向筋均布在罩的四周，沿纵向筋按一定间距分布园环筋，类似于鸟笼，在纵、环筋上布置有搅拌齿，并与内层搅拌轴上的搅拌齿呈咬合式分布。

所述的搅拌齿分布于搅拌罩上和内层搅拌轴上，并错位布置，在空间上呈相互咬合状态；

所述的外层钻杆不动，内层钻杆转动，在搅拌罩内，内层搅拌齿与搅拌罩上分布的搅拌齿相互切割破碎地层，同时将硬化剂浆液与破碎的岩土颗粒搅拌混合均匀形成流态硬化土。

所述的外层钻杆向左转动，内层钻杆向右转动，在搅拌罩内，内层搅拌齿与搅拌罩上分布的搅拌齿相互切割破碎地层，同时将硬化剂浆液与破碎的岩土颗粒搅拌混合均匀形成流态硬化土。