一种变截面搅拌桩钻头系统技术方案

本实用新型专利技术一种变截面搅拌桩钻头系统，它包括钻轴、可调节搅拌杆、钻头顶部结构以及搅拌杆调节动力系统，所述的可调节搅拌杆布置于钻轴外侧壁上，并通过外部连接的搅拌杆调节动力系统调节其有效搅拌半径和搅拌转速以及喷浆，所述的钻头顶部结构固定于钻轴顶端，并起到快速钻进作用。本实用新型专利技术能搅拌生成各种不同的变截面搅拌桩如扩底搅拌桩、竹节式搅拌桩、T形搅拌桩和近矩形截面桩等，具有全自动化控制、结构简单实用、节省施工人员劳力、施工方便快捷、管理维修方便等优点，且该方法适用于大部分地基处理，效果显著，处理后可成桩、墙，其整体刚度、竖向承载力等比目前等截面搅拌桩显著增大，能大幅度节省工程投资。

【技术实现步骤摘要】
一种变截面搅拌桩钻头系统
本技术涉及一种地基加固处理设备，具体涉及一种变截面搅拌桩钻头系统。
技术介绍
搅拌桩方法适用于软基处理，效果显著，处理后可成桩、墙等，如深层水泥搅拌桩适用于处理淤泥、砂土、淤泥质土、泥炭土和粉土。土搅拌桩是一种常用的软弱地基处理方式，其中搅拌区成桩的桩体面积置换率是搅拌桩复合地基设计的主要内容之一。常用的搅拌桩有：水泥搅拌桩、固化剂搅拌桩以及高压旋喷桩等，目前的搅拌桩截面一般均为等截面圆形，即复合地基加固区内的桩体面积置换率不随深度变化。由于沉积的原因，在一些成层软弱地基中，软土层位于中间，其上部和下部土层的工程力学性质相对较好。如果采用常规等截面搅拌桩处理这种成层软弱地基，由于中间的软土层是主要压缩层，必须根据软土层的置换率要求来设计，从而导致其他土层的桩体面积置换率过高，并且搅拌桩结构性能不能合理地充分发挥，严重造成工程浪费，甚至工程质量都不能很好保证。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种变截面搅拌桩钻头系统。本技术采用的技术方案是：一种变截面搅拌桩钻头系统，它主要包括钻轴、可调节搅拌杆、钻头顶部结构以及搅拌杆调节动力系统；所述的可调节搅拌杆布置于钻轴的外侧壁上，所述的钻头顶部结构固定于钻轴顶端，所述的搅拌杆调节动力系统为钻轴的外部连接智能化控制结构，所述的搅拌杆调节动力系统与可调节搅拌杆连接。所述的钻轴包括钻杆、钻轴空腔、内导轨、外导轨、喷浆孔以及搅拌杆调节传力孔；所述的钻杆为钻轴的外壳柱体，所述的钻轴空腔布置钻轴的内部，所述的内导轨布置于钻杆的内壁上，所述的外导轨布置于钻杆的外壁上；所述的喷浆孔穿透钻杆侧壁，所述的搅拌杆调节传力孔穿透钻杆侧壁并与外导轨连接。所述的可调节搅拌杆包括搅拌臂杆、搅拌支撑杆、加强肋环、铰栓以及滑块；所述的加强肋环固定于钻杆的外壁上，所述的搅拌臂杆的一端通过铰栓与加强肋环铰接，所述的搅拌臂杆的另一端与搅拌支撑杆铰接形成空间支架结构，所述的搅拌支撑杆并与滑块铰接，所述的滑块布置于钻轴的外导轨内。所述的搅拌杆调节动力系统包括动力设备、智能控制系统、调节传力结构以及连接系统。所述的动力设备通过调节传力结构布置于钻轴的内导轨内，调节传力结构穿过搅拌杆调节传力孔与可调节搅拌杆的滑块连接；所述的智能控制系统通过连接系统与动力设备连接。所述的滑块通过搅拌杆调节动力系统的调节传力结构和连接系统实现上下传动调节，进而通过与滑块连接的支撑杆连接带动搅拌臂杆的上下转动，从而实现对可调节搅拌杆的有效搅拌半径的动态调节。所述的钻头顶部结构包括锥体钻头、顶部搅叶；所述的钻头顶部结构的锥体钻头与钻轴的顶部连接，所述的顶部搅叶布置于锥体钻头的外侧面上。所述的搅拌臂杆包括臂杆、曲栓和臂杆搅叶；所述的搅拌支撑杆包括支撑杆、环栓和支撑杆搅叶；所述的曲栓将多个臂杆连接，所述的臂杆搅叶布置于搅拌臂杆的臂杆的外侧面上；所述的环栓将支撑杆和曲栓连接，所述的支撑杆搅叶布置于支撑杆的外侧面上，所述的支撑杆的下端与滑块连接。所述钻轴上可设置2个以上的可调节搅拌杆。采用2个以上的可调节搅拌杆时可以显著提高搅拌桩钻头系统的搅拌效率，加快工程施工进度。本技术的有益效果是：(1)本技术能搅拌生成各种不同变截面搅拌桩，如扩底搅拌桩、竹节式搅拌桩、T形搅拌桩以及近矩形截面桩等，弥补了目前搅拌桩设备只能搅拌生成单一截面的缺陷。(2)本技术在地基处理后可成各种变截面的桩、墙结构，其整体刚度、竖向承载力等比目前等截面的搅拌桩显著增大，能大幅度节省工程投资。(3)本技术具有全自动化控制、结构简单实用、节省施工人员劳力、施工方便快捷、管理维修方便等优点，且该方法适用于大部分地基处理，效果显著。附图说明图1是本技术的立体结构示意图。图2是本技术的竖向剖视图。图3是本技术的水平向剖视图。图中：1-钻轴；11-钻杆；12-钻轴空腔；13-内导轨；14-外导轨；15-喷浆孔；16-搅拌杆调节传力孔；2-可调节搅拌杆；21-搅拌臂杆；22-搅拌支撑杆；23-加强肋环；24-铰栓；25-滑块；211-臂杆；212-曲栓；213-臂杆搅叶；221-支撑杆；222-环栓；223-支撑杆搅叶；3-钻头顶部结构；31-锥体钻头；32-顶部搅叶；4-搅拌杆调节动力系统；41-动力设备；42-智能控制系统；43-调节传力结构；44-连接系统。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1至图3所示，本技术一种变截面搅拌桩钻头系统，其特征在于：它主要包括钻轴1、可调节搅拌杆2、钻头顶部结构3以及搅拌杆调节动力系统4，所述的可调节搅拌杆2布置于钻轴1的外侧壁上，所述的钻头顶部结构3固定于钻轴1顶端，所述的搅拌杆调节动力系统4为钻轴1的外部连接智能化控制结构。所述的钻轴1包括钻杆11、钻轴空腔12、内导轨13、外导轨14、喷浆孔15以及搅拌杆调节传力孔16；所述的钻杆11为钻轴1的外壳柱体，所述的钻轴空腔12布置钻轴1的内部，所述的内导轨13布置于钻杆11的内壁上，所述的外导轨14布置于钻杆11的外壁上；所述的喷浆孔15穿透钻杆11侧壁，所述的搅拌杆调节传力孔16穿透钻杆11侧壁并与外导轨14连接。钻轴1可以采用钢结构材料或是其他新型高强度材料等。所述的可调节搅拌杆2包括搅拌臂杆21、搅拌支撑杆22、加强肋环23、铰栓24以及滑块25；所述的加强肋环23固定于钻杆11的外壁上，所述的搅拌臂杆21的一端通过铰栓24与加强肋环23铰接，所述的搅拌臂杆21的另一端与搅拌支撑杆22铰接形成空间支架结构，所述的搅拌支撑杆22并与滑块25铰接，所述的滑块25布置于钻轴1的外导轨14内。可调节搅拌杆2也采用钢结构材料或是其他新型高强度材料等。所述的所述的搅拌杆调节动力系统4包括动力设备41、智能控制系统42、调节传力结构43以及连接系统44。所述的动力设备41通过调节传力结构43布置于钻轴1的内导轨13内，调节传力结构43穿过搅拌杆调节传力孔16与可调节搅拌杆2的滑块25连接；所述的智能控制系统42通过连接系统44与动力设备41连接。所述的滑块25通过搅拌杆调节动力系统4的调节传力结构43和连接系统44实现上下传动调节，进而通过与滑块25连接的支撑杆22连接带动搅拌臂杆21的上下转动，从而实现对可调节搅拌杆2的有效搅拌半径的动态调节。搅拌杆调节动力系统4的动力设备41可以是步进式电动机等动力设备，智能控制系统42为先行的PLC等人工智能控制系统，能根据设计的变截面结构自动调节可调节搅拌杆2的有效搅拌半径，进而实现变截面搅拌桩，如扩底搅拌桩、竹节式搅拌桩、T形搅拌桩以及近矩形截面桩等，弥补了目前搅拌桩设备只能搅拌生成单一截面的缺陷。调节传力结构43可以为高强钢铰线等。连接系统44可以是相关连接数据线结构。可调节搅拌杆2在高压缩性的软土层可调节为较大的可调节搅拌径长，在其他性质相对较好的土层中则调节为相对较小的可调节搅拌径长，进而可以搅拌生成变截面搅拌桩。所述的钻头顶部结构3包括锥体钻头31、顶部搅叶32；所述的钻头顶部结构3的锥体钻头31与钻轴1的顶部连接，所述的顶部搅叶32布置于锥体钻头31的外侧面上。钻头顶部结构3也为钢结构材料。所述的搅拌臂杆21包括臂杆211、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变截面搅拌桩钻头系统，其特征在于：它包括钻轴(1)、可调节搅拌杆(2)、钻头顶部结构(3)以及搅拌杆调节动力系统(4)，所述的可调节搅拌杆(2)布置于钻轴(1)的外侧壁上，所述的钻头顶部结构(3)固定于钻轴(1)顶端，所述的搅拌杆调节动力系统(4)为钻轴(1)的外部连接智能化控制结构；所述的搅拌杆调节动力系统(4)与可调节搅拌杆(2)连接；所述的钻轴(1)包括钻杆(11)、钻轴空腔(12)、内导轨(13)、外导轨(14)、喷浆孔(15)以及搅拌杆调节传力孔(16)；钻杆(11)为钻轴(1)的外壳柱体，钻轴空腔(12)布置于钻轴(1)的内部，内导轨(13)布置于钻杆(11)的内壁上，外导轨(14)布置于钻杆(11)的外壁上；喷浆孔(15)穿透钻杆(11)侧壁，搅拌杆调节传力孔(16)穿透钻杆(11)侧壁并与外导轨(14)连接；所述的可调剂搅拌杆(2)包括搅拌臂杆(21)、搅拌支撑杆(22)、加强肋环(23)、铰栓(24)以及滑块(25)；加强肋环(23)固定于钻杆(11)的外壁上，搅拌臂杆(21)的一端通过铰栓(24)与加强肋环(23)铰接，搅拌臂杆(21)的另一端与搅拌支撑杆(22)铰接形成空间支架结构，搅拌支撑杆(22)与滑块(25)铰接，滑块(25)布置于钻轴(1)的外导轨(14)内。...

【技术特征摘要】
1.一种变截面搅拌桩钻头系统，其特征在于：它包括钻轴(1)、可调节搅拌杆(2)、钻头顶部结构(3)以及搅拌杆调节动力系统(4)，所述的可调节搅拌杆(2)布置于钻轴(1)的外侧壁上，所述的钻头顶部结构(3)固定于钻轴(1)顶端，所述的搅拌杆调节动力系统(4)为钻轴(1)的外部连接智能化控制结构；所述的搅拌杆调节动力系统(4)与可调节搅拌杆(2)连接；所述的钻轴(1)包括钻杆(11)、钻轴空腔(12)、内导轨(13)、外导轨(14)、喷浆孔(15)以及搅拌杆调节传力孔(16)；钻杆(11)为钻轴(1)的外壳柱体，钻轴空腔(12)布置于钻轴(1)的内部，内导轨(13)布置于钻杆(11)的内壁上，外导轨(14)布置于钻杆(11)的外壁上；喷浆孔(15)穿透钻杆(11)侧壁，搅拌杆调节传力孔(16)穿透钻杆(11)侧壁并与外导轨(14)连接；所述的可调剂搅拌杆(2)包括搅拌臂杆(21)、搅拌支撑杆(22)、加强肋环(23)、铰栓(24)以及滑块(25)；加强肋环(23)固定于钻杆(11)的外壁上，搅拌臂杆(21)的一端通过铰栓(24)与加强肋环(23)铰接，搅拌臂杆(21)的另一端与搅拌支撑杆(22)铰接形成空间支架结构，搅拌支撑杆(22)与滑块(25)铰接，滑块(25)布置于钻轴(1)的外导轨(14)内。2.根据权利要求1所述的变截面搅拌桩钻头系统，其特征在于：所述的搅拌杆调节动力系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝煊，方咏来，曾甄，
申请(专利权)人：浙江省水利水电勘测设计院，
类型：新型
国别省市：浙江,33