[发明专利]一种大直径深层搅拌桩钻具和搅拌设备

说明书

本发明涉及地下施工机械设备技术领域，一种大直径深层搅拌桩钻具和搅拌设备，包括顶部接头、主杆、第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、自由叶片、掘进叶片和螺旋钻尖；顶部接头固定连接在主杆的顶部；主杆内设有材料输送通道；第一搅拌叶片和第二搅拌叶片沿主杆的轴向间隔设置在主杆上，自由叶片活动连接在主杆上，掘进叶片设置在钻具下部；掘进叶片底部设置有与材料输送通道相连通的输浆管；掘进叶片上设置有喷浆孔；螺旋钻尖固定连接在主杆底部。本发明的优点是防止了搅拌叶片之间的固化土体发生抱团糊钻，也使搅拌更加均匀，提高深层搅拌桩的施工质量。

技术领域

本发明涉及地下施工机械设备技术领域，尤其涉及一种大直径深层搅拌桩钻具和搅拌设备。

背景技术

深层搅拌桩是一种常用的软土地基加固的有效方式，采用单轴或多轴搅拌钻机将水泥或其他新型固化材料注入地下，通过搅拌钻具对原状土和固化材料进行搅拌，使固化材料与土体之间发生一系列的物理化学反应，最终形成具有一定强度，水温性好，防渗性能强的桩体、墙体，用于提高地基承载力或对有毒有害物质进行隔离封存。基于我国在深层搅拌桩施工领域的调研，现有的搅拌桩钻具仍存在诸多导致桩体质量不良的结构及工艺问题，施工效果达不到预期具体表现为桩身强度不均匀，固化剂材料喷洒不均导致的局部聚集，桩身界面不明显，施工过程中溢浆情况严重，黏土中施工极易发生抱钻等。

发明内容

本发明所要解决的是搅拌钻具搅拌不均匀以及搅拌效果差的技术问题，提供了一种防止搅拌叶片之间的固化土体发生抱团糊钻，也使搅拌更加均匀，提高深层搅拌桩的施工质量的大直径深层搅拌桩钻具。

为达到本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种大直径深层搅拌桩钻具，其特征在于，包括顶部接头、主杆、第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、自由叶片、掘进叶片和螺旋钻尖；所述顶部接头固定连接在所述主杆的顶部；所述主杆内设有用于固化材料输送的材料输送通道；所述第一搅拌叶片和第二搅拌叶片沿主杆的轴向间隔设置在主杆上，所述自由叶片活动连接在主杆上，所述掘进叶片设置在钻具下部；掘进叶片底部设置有与材料输送通道相连通的输浆管；掘进叶片上设置有与输浆管连通的喷浆孔；所述螺旋钻尖固定连接在主杆底部。该搅拌桩钻具防止了搅拌叶片之间的固化土体发生抱团糊钻，也使搅拌更加均匀，提高深层搅拌桩的施工质量。

作为优选，还包括螺旋板；所述螺旋板设置在主杆上部的外壁上。通过螺旋板的设置还在一定程度上充当了挡板的作用，防止了浆液沿钻杆与土体之间的间隙向外溢出。

作为优选，所述螺旋板的旋转扩展角度范围为0°～1080°，形成一圈至三圈连续的螺旋板；连续的螺旋板的直径为变径形式，且最大直径为桩径的2/3～1/2；螺旋板的起始端与末端直径逐渐缩小至主杆外壁处，且螺旋板的螺距为等螺距式。通过螺旋板的设置还在一定程度上充当了挡板的作用，防止了浆液沿钻杆与土体之间的间隙向外溢出；通过控制提钻速度和转速，下钻时，螺旋板提升土体，是混合土体由于注浆注气增大的土压力得到释放，提钻时，可利用螺旋板将土体进行挤密压实。

作为优选，所述自由叶片通过转动限位轴套转动连接在主杆上，且自由叶片位于所述第一搅拌叶片和所述第二搅拌叶片之间；自由叶片的长度大于第一搅拌叶片和第二搅拌叶片的长度，自由叶片边缘均采用利刃状，自由叶片上等间距设置有多个土体分散板。

作为优选，所述自由叶片呈中空的框架状，自由叶片的上层框架通过第一转动限位轴套转动连接在主杆上，自由叶片的下层框架通过第二转动限位轴套转动连接在主杆上，并将所述第一搅拌叶片和所述第二搅拌叶片包围在内；自由叶片的上层框架下侧与自由叶片的下层框架上侧分别等间距设置多个土体分散板。自由叶片在土体中不随主杆旋转，仅在竖直方向随钻具上下运动，竖向将各叶片之间的混合土土体切割打散，同时土体分散板与土体分散齿之间的相对运动将混合土体分散打乱，解决了土体抱团糊钻的问题。