[发明专利]一种基于数字化监控下的混凝土搅拌桩结构及施工方法

权利要求书

1.一种基于数字化监控下的混凝土搅拌桩施工方法，包括测量放样和桩机就位、对中和垂直度检查，其特征在于，还包括安装于所述桩机上的用于实时采集成桩数据的钻杆；

所述钻杆包括内杆(1)，所述内杆(1)的一端设置有用于驱动内杆(1)转动的驱动机构，所述内杆(1)的上部套设有外杆(2)，所述外杆(2)转动连接于所述内杆(1)的侧面上，所述内杆(1)与所述外杆(2)之间安装有用于传动所述外杆(2)朝内杆(1)转动方向反向转动的传动机构，所述内杆(1)下部固定有第一搅拌叶(3)，所述外杆(2)上固定有第二搅拌叶(4)，第一搅拌叶(3)斜向下设置且沿周向间隔分布在内杆(1)的侧面上，第二搅拌叶(4)斜向下设置且沿周向间隔分布在外杆(2)的侧面上，所述钻杆上安装有用于实时采集成桩过程数据的检测模块；

所述传动机构包括第三锥齿轮(13)和若干第四锥齿轮(14)，所述第三锥齿轮(13)固定在所述内杆(1)的侧面上，若干所述第四锥齿轮(14)沿所述第三锥齿轮(13)的周向间隔啮合设置，所述外杆(2)的内壁与若干所述第四锥齿轮(14)啮合；

当所述内杆(1)转动时，带动与其固定的所述第三锥齿轮(13)转动；所述第三锥齿轮(13)带动与其啮合的若干所述第四锥齿轮(14)转动；所述第四锥齿轮(14)带动与其啮合的所述外杆(2)朝内杆(1)转动方向反向转动；

所述驱动机构包括电机(5)、主动轮(6)、第一锥齿轮(7)、第二锥齿轮(8)、传动轮(9)和从动轮(10)；所述从动轮(10)的轴心方向位置与所述内杆(1)端部的轴心方向位置固定连接；所述传动轮(9)与所述从动轮(10)固定连接，驱动所述从动轮(10)转动；所述电机(5)的输出轴与所述主动轮(6)的轴心方向固定连接；所述第一锥齿轮(7)和所述第二锥齿轮(8)均与所述主动轮(6)啮合；所述传动轮(9)的内圈位置与所述第一锥齿轮(7)和所述第二锥齿轮(8)啮合；

在完成桩机就位、对中和垂直度检查后，控制所述钻杆搅拌下沉至预设深度，实时获取所述钻杆采集的钻杆下沉速度，使所述钻杆的下沉速度位于预设速度范围内；

当完成搅拌下沉后，控制所述钻杆喷浆搅拌提升至预设位置处，实时获取所述钻杆采集的钻杆提升速度，使所述钻杆的提升速度位于预设速度范围内；

当完成搅拌提升后，控制所述钻杆停止喷浆，再使所述钻杆重复搅拌下沉至预设深度，实时获取所述钻杆采集的钻杆下沉速度，使所述钻杆的下沉速度位于预设速度范围内；

当完成重复搅拌下沉后，控制所述钻杆二次喷浆搅拌提升至预设位置处，实时获取所述钻杆采集的钻杆提升速度，使所述钻杆的提升速度位于预设速度范围内；

当完成二次喷浆搅拌提升后，控制桩机移位至下一桩位，进行下一根桩的施工。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字化监控下的混凝土搅拌桩施工方法，其特征在于，控制所述钻杆搅拌下沉的步骤包括，

控制所述电机(5)启动，带动与电机(5)固定的所述主动轮(6)转动；

所述主动轮(6)带动与其啮合的所述第一锥齿轮(7)和所述第二锥齿轮(8)转动，使与第一锥齿轮(7)和第二锥齿轮(8)啮合的所述传动轮(9)转动；

所述传动轮(9)带动与其固定的所述从动轮(10)转动；

所述从动轮(10)带动与其固定的所述内杆(1)转动。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字化监控下的混凝土搅拌桩施工方法，其特征在于，所述驱动机构还包括气缸(11)，所述气缸(11)的输出轴与所述电机(5)固定连接，所述从动轮(10)朝向所述主动轮(6)的一面上固定有凸杆(12)；当所述气缸(11)的输出轴伸出时，所述主动轮(6)与所述凸杆(12)卡接配合。

4.根据权利要求3所述的一种基于数字化监控下的混凝土搅拌桩施工方法，其特征在于，控制所述钻杆搅拌提升的步骤包括，

控制所述气缸(11)驱动所述电机(5)朝所述从动轮(10)的方向运动，带动与电机(5)固定的所述主动轮(6)运动至与所述从动轮(10)上的所述凸杆(12)卡接配合；

控制所述电机(5)启动，带动与电机(5)固定的所述主动轮(6)转动；

所述主动轮(6)带动所述从动轮(10)转动，所述从动轮(10)带动与其固定的所述内杆(1)反向转动。

5.一种混凝土搅拌桩结构，其特征在于，用于权利要求1-4任一项所述的基于数字化监控下的混凝土搅拌桩施工方法。