一种阶梯式多轴搅拌桩机制造技术

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术极大增加搅拌桩墙的均匀性和连续性，本实用新型专利技术适用于粘性土、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。

【技术实现步骤摘要】
一种阶梯式多轴搅拌桩机
本技术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。
技术介绍
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，本技术具有减少挤土效应、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。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是：提供一种搅拌钻杆呈阶梯式布置的多轴搅拌桩机，其搅拌钻杆按长短不一呈阶梯式布置，每根钻杆负责搅拌不同深度相同厚度的土层，例如三轴搅拌，则每根钻杆搅拌土层厚度等于设计搅拌深度的三分之一。同时，钻杆杆身设置了竖向搅拌和横向切削刀片，使钻杆具备往回横向移动并切削搅拌土体的功能，可对刚刚完成的搅拌桩体之间的土体实行二次搅拌，增加水泥土墙的均匀性和连续性。此外，钻杆上下运动的距离等于总搅拌深度除以搅拌钻杆数，升降空间大幅减少，使整个机架高度和自重大幅减少，重心降低，更容易控制机架垂直度，降低制造成本。本技术解决上述技术问题的方案是：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，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。进一步，每根钻杆的长短呈等差数列规律排列，最短钻杆长度等于公差，长度大小等于设计搅拌深度除以钻杆数，最长钻杆等于设计搅拌深度,每根钻杆的刀片纵深长度相等。进一步，所述动力头由动力驱动头、立轴限位头和立轴组成，动力驱动头和立轴限位头相对固定在一起并相隔一定距离，立轴上端与动力驱动头连接，下端穿过立轴限位头上带轴承的立轴孔，并露出下端连接丝扣与钻杆连接，立轴及钻杆的垂直度与桩架导向柱相同。进一步，动力驱动头内有电机和变速箱，电机通过变速箱驱动立轴转动。进一步，所述钻杆由上段的圆钻杆和下段的刀片钻杆组成，圆钻杆是加长钻杆，即每根钻杆有一节以上的圆钻杆，刀片钻杆杆身有刀片。进一步，所述刀片钻杆的底端是下切搅拌刀片，下切搅拌刀片上端面处有出浆口；刀片钻杆杆身设有搅拌刀片和横切刀片。进一步，所述搅拌刀片与下切搅拌刀片结构相似且沿杆身间隔布置，从出浆口往上分布，横切刀片固定在搅拌刀片外侧，前端有刃口，整个刀片的宽度略小于相邻的钻杆之间的净间距，相邻的钻杆之间不发生相互碰撞。进一步，动力头通过立轴与钻杆一一连接，由前到后，分别为第一立轴、第二立轴、最后的立轴，第一立轴与最短钻杆连接，第二立轴与第二短的钻杆连接，最后的立轴与最长钻杆连接。进一步，最短钻杆长度等于设计搅拌深度除以钻杆数，即等差数列的公差，整个最短钻杆均为刀片钻杆；第二根钻杆长度等于两倍最短钻杆的长度，其上面一半长度为圆钻杆，下面一半长度为刀片钻杆；以此类推，最长钻杆长度等于设计搅拌深度，其下面相当于公差的长度为刀片钻杆，其余为圆钻杆，即所有钻杆的刀片钻杆长度相等且等于公差；刀片钻杆杆身设有搅拌刀片和横切刀片，在钻杆旋转过程中，各刀片与钻杆之间不发生相互碰撞。进一步，立轴和钻杆各设有并列的两排，同排相邻的钻杆之间不发生相互碰撞；排与排相邻的钻杆之间不发生相互碰撞。本技术的有益效果是：1、采用长短不一的钻杆按阶梯式布置，可大幅降低三支点桩架的高度、减少自重、降低重心，有利于施工中控制垂直度和减少对地面的压力，防止钻杆偏离。2、在钻杆杆身设置横向叶片，增加桩体搅拌的均匀性。而在钻杆杆身设置竖向横切叶片，使钻杆具有横向移动切削搅拌功能，可以往回横向移动对刚搅拌桩体搭接处进行搅拌，也可往回移动进行加密喷浆搅拌，极大增加了水泥土搅拌墙的连续性和均匀性，减少整个水泥土墙“开叉”现象。3、特别开辟了一种钻杆长度呈阶梯式布置的新模式，使搅拌桩机同时具有竖向下切搅拌和横向平移搅拌（主要对刚搅拌桩体搭接处的加密搅拌）的功能，且具有结构简单，操作方便，便于维修的优点。附图说明图1是本技术实施例的整体结构示意图。图2是本技术实施例的钻杆阶梯式布置示意图。图3是本技术实施例的刀片钻杆结构示意图。图4是本技术实施例的A——A剖面示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术进行详尽叙述。实施例1，先根据搅拌厚度，确定钻杆的粗细及立轴和钻杆排数，再根据搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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。

【技术特征摘要】
1.一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。2.根据权利要求1所述的一种阶梯式多轴搅拌桩机，其特征在于,每根钻杆的长短呈等差数列规律排列，最短钻杆长度等于公差，长度大小等于设计搅拌深度除以钻杆数，最长钻杆等于设计搅拌深度,每根钻杆的刀片纵深长度相等。3.根据权利要求1所述的一种阶梯式多轴搅拌桩机，其特征在于，所述动力头由动力驱动头、立轴限位头和立轴组成，动力驱动头和立轴限位头相对固定在一起并相隔一定距离，立轴上端与动力驱动头连接，下端穿过立轴限位头上带轴承的立轴孔，并露出下端连接丝扣与钻杆连接，立轴及钻杆的垂直度与桩架导向柱相同。4.根据权利要求3所述的一种阶梯式多轴搅拌桩机，其特征在于，动力驱动头内有电机和变速箱，电机通过变速箱驱动立轴转动。5.根据权利要求1所述的一种阶梯式多轴搅拌桩机，其特征在于，所述钻杆由上段的圆钻杆和下段的刀片钻杆组成，圆钻杆是加长钻杆，即每根钻杆有一节以上的圆钻杆，刀片钻杆杆身有刀片。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯龙清，梁海安，徐红梅，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：新型
国别省市：江西,36