本技術(shù)屬于樁基施工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及到一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭。

背景技術(shù)：

1、軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。越來越多的高速公路、鐵路建設(shè)、港口建設(shè)過程中將不可避免的穿過軟土地基地區(qū)，通過水泥土攪拌樁增強(qiáng)地基的強(qiáng)度是一種常見的改善措施。雙向攪拌樁是利用水泥/固化劑作為固化材料，通過特制的攪拌機(jī)械和輸漿泵，在地基深處將軟土和固化材料強(qiáng)制攪拌混合，利用固化材料和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和較高地基承載力的復(fù)合地基。

2、目前，雙向攪拌施工中存在的最大問題是噴射介質(zhì)(水泥漿或者是粉狀物質(zhì))與土層攪拌不均勻，影響樁身整體強(qiáng)度。原因是噴漿口均設(shè)置在下部，下鉆攪拌的過程中漿液與土體經(jīng)過多層相互交叉的葉片攪拌，漿液混合相對(duì)比較完全；但是當(dāng)提鉆時(shí)，漿液仍位于鉆頭下部，雖然有一層或者兩層的葉片攪拌，但是仍然導(dǎo)致提鉆噴出的漿液出現(xiàn)填縫聚集等現(xiàn)象，硬化后導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不均勻，甚至出現(xiàn)樁中心強(qiáng)度遠(yuǎn)高于樁邊緣強(qiáng)度。

3、基于此，本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有攪拌樁鉆頭進(jìn)行根本上的改進(jìn)設(shè)計(jì)是十分必要的，否則勢(shì)必會(huì)限制雙向攪拌工藝的適用性?；诖耍緦?shí)用新型提出了一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。通過設(shè)置上下兩個(gè)噴漿口，下鉆僅下部噴漿口工作，提鉆僅上部噴漿口工作，施工過程中保證了固化材料和土的混合均勻性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

3、一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，包括內(nèi)芯軸、外框架、密封套、外攪拌葉片、內(nèi)攪拌葉片、前置攪拌葉片、鉆尖、上噴漿口、下噴漿口；所述內(nèi)芯軸與內(nèi)鉆桿通過法蘭連接，內(nèi)攪拌葉片焊接在內(nèi)芯軸上，外攪拌葉片焊接在外框架上，外攪拌葉片與內(nèi)攪拌葉片交替分布，外框架上部通過外攪拌葉片與外鉆桿連接，外框架下部通過耐磨套與內(nèi)芯軸接觸連接，前置攪拌葉片通過焊接/抱箍與內(nèi)芯軸連接，前置攪拌葉片上設(shè)置有鉆齒，內(nèi)芯軸的下端與鉆尖焊接連接。

4、優(yōu)選地，上噴漿口和下噴漿口若在同一根漿液通道上設(shè)置時(shí)，上噴漿口和下噴漿口的切換通過轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換裝置通過外力改變上噴漿口和下噴漿口的開合狀態(tài)；上噴漿口和下噴漿口若在不同根漿液通道上設(shè)置時(shí)，上噴漿口和下噴漿口的切換通過轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換裝置通過外力切換不同漿液通道與上噴漿口和下噴漿口的連接；轉(zhuǎn)換裝置所受的外力包括人工操作，鉆桿不同方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，轉(zhuǎn)換裝置連接的外部結(jié)構(gòu)受力傳遞給轉(zhuǎn)換裝置。

5、優(yōu)選地，內(nèi)攪拌葉片與水平面內(nèi)第一、四象限夾角為10°~50°，外攪拌葉片與水平面內(nèi)第二、三象限夾角為10°~50°；內(nèi)攪拌葉片在豎直面上的投影高度為a，外攪拌葉片在豎直面上的投影高度為b，內(nèi)鉆桿葉片與外鉆桿葉片的距離為a和b之間最大值的0.5-2.0倍。

6、優(yōu)選地，內(nèi)攪拌葉片的自由端與外框架之間的最短距離為內(nèi)攪拌葉片長度的0.025-0.25倍；外攪拌葉片的自由端與內(nèi)芯軸之間的最短距離為外攪拌葉片長度的0.025-0.25倍。

7、優(yōu)選地，外框架由兩個(gè)長方體板狀結(jié)構(gòu)焊接而成，兩塊長方體板狀結(jié)構(gòu)之間的夾角為30°~150°。

8、優(yōu)選地，外框架的個(gè)數(shù)為兩個(gè)或三個(gè)，外框架均勻分布。

9、優(yōu)選地，密封套固定在外鉆桿上，密封套與內(nèi)鉆桿緊密接觸。

10、優(yōu)選地，上噴漿口設(shè)置在最上層內(nèi)攪拌葉片與內(nèi)芯軸交接處且在內(nèi)攪拌葉片背土側(cè)，下噴漿口設(shè)置在前置攪拌葉片與內(nèi)芯軸交接處且在前置攪拌葉片背土側(cè)。

11、本實(shí)用新型所帶來的有益技術(shù)效果：

12、（1）通過設(shè)置上下兩個(gè)噴漿口，下鉆僅下部噴漿口工作，提鉆僅上部噴漿口工作，噴射出來的漿液能經(jīng)過多層葉片攪拌，施工過程中保證了固化材料和土的混合均勻性。（2）內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)說的是最下端破土的一層葉片即前置攪拌葉片是直接和內(nèi)鉆桿相連，通過內(nèi)鉆桿的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)前置攪拌葉片轉(zhuǎn)動(dòng)、破土，這樣的好處是內(nèi)鉆桿采用相對(duì)較低的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)小轉(zhuǎn)速大扭矩，進(jìn)而達(dá)到更好的鉆進(jìn)效果，同時(shí)外鉆桿快速旋轉(zhuǎn)，攪拌的均勻性進(jìn)一步保證。（3）上、下噴漿口均設(shè)置在葉片背土側(cè)，例如，當(dāng)內(nèi)鉆桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)攪拌葉片呈斜角，破土?xí)r葉片的上側(cè)面與土體直接接觸屬于迎土面，反之另一側(cè)屬于背土面，土體被迎土面抬升，導(dǎo)致葉片背土面位置形成空腔，注漿口設(shè)置在背土面也是方便漿液直接填充空腔，而不會(huì)直接被擠壓到其他位置。（4）攪拌葉片與水平面之間的夾角是為了在保證一定的切削土體，抬升土體形成空腔而利于漿液填充，另外是為了確保葉片在攪拌過程中所受的阻力較小。（5）葉片的自由端與軸之間的距離設(shè)置，以及兩層葉片之間的距離設(shè)置均是為了最優(yōu)的切削距離，確保土體能夠被攪拌的更加均勻。（6）外框架設(shè)置成“v”型夾角的形式，一是為了確保下鉆、提鉆旋轉(zhuǎn)方向相反的過程中外框架均能夠形成破土狀態(tài)，而是外框架是直接與原位土體接觸的部位，“v”型結(jié)構(gòu)降低了外框架與原位土體之間的直接接觸，降低了摩阻力。

技術(shù)特征：

1.一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，其特征在于：包括內(nèi)芯軸、外框架、密封套、外攪拌葉片、內(nèi)攪拌葉片、前置攪拌葉片、鉆尖、上噴漿口、下噴漿口；所述內(nèi)芯軸與內(nèi)鉆桿通過法蘭連接，內(nèi)攪拌葉片焊接在內(nèi)芯軸上，外攪拌葉片焊接在外框架上，外攪拌葉片與內(nèi)攪拌葉片交替分布，外框架上部通過外攪拌葉片與外鉆桿連接，外框架下部通過耐磨套與內(nèi)芯軸接觸連接，前置攪拌葉片通過焊接/抱箍與內(nèi)芯軸連接，前置攪拌葉片上設(shè)置有鉆齒，內(nèi)芯軸的下端與鉆尖焊接連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，其特征在于，上噴漿口和下噴漿口若在同一根漿液通道上設(shè)置時(shí)，上噴漿口和下噴漿口的切換通過轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換裝置通過外力改變上噴漿口和下噴漿口的開合狀態(tài)；上噴漿口和下噴漿口若在不同根漿液通道上設(shè)置時(shí)，上噴漿口和下噴漿口的切換通過轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換裝置通過外力切換不同漿液通道與上噴漿口和下噴漿口的連接；轉(zhuǎn)換裝置所受的外力包括人工操作，鉆桿不同方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，轉(zhuǎn)換裝置連接的外部結(jié)構(gòu)受力傳遞給轉(zhuǎn)換裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，其特征在于，內(nèi)攪拌葉片與水平面內(nèi)第一、四象限夾角為10°~50°，外攪拌葉片與水平面內(nèi)第二、三象限夾角為10°~50°；內(nèi)攪拌葉片在豎直面上的投影高度為a，外攪拌葉片在豎直面上的投影高度為b，內(nèi)鉆桿葉片與外鉆桿葉片的距離為a和b之間最大值的0.5-2.0倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，其特征在于，內(nèi)攪拌葉片的自由端與外框架之間的最短距離為內(nèi)攪拌葉片長度的0.025-0.25倍；外攪拌葉片的自由端與內(nèi)芯軸之間的最短距離為外攪拌葉片長度的0.025-0.25倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，其特征在于，外框架由兩個(gè)長方體板狀結(jié)構(gòu)焊接而成，兩塊長方體板狀結(jié)構(gòu)之間的夾角為30°~150°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，其特征在于，外框架的個(gè)數(shù)為兩個(gè)或三個(gè)，外框架均勻分布。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，其特征在于，密封套固定在外鉆桿上，密封套與內(nèi)鉆桿緊密接觸。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，其特征在于，上噴漿口設(shè)置在最上層內(nèi)攪拌葉片與內(nèi)芯軸交接處且在內(nèi)攪拌葉片背土側(cè)，下噴漿口設(shè)置在前置攪拌葉片與內(nèi)芯軸交接處且在前置攪拌葉片背土側(cè)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種內(nèi)鉆桿前置攪拌鉆進(jìn)的雙向攪拌鉆頭，屬于樁基施工設(shè)備領(lǐng)域，包括內(nèi)芯軸、外框架、密封套、外攪拌葉片、內(nèi)攪拌葉片、前置攪拌葉片、鉆尖、上噴漿口、下噴漿口；外攪拌葉片與內(nèi)攪拌葉片交替分布，上噴漿口設(shè)置在最上層內(nèi)攪拌葉片與內(nèi)芯軸交接處且在內(nèi)攪拌葉片背土側(cè)，下噴漿口設(shè)置在前置攪拌葉片與內(nèi)芯軸交接處且在前置攪拌葉片背土側(cè)，前置攪拌葉片通過焊接與內(nèi)芯軸連接，前置攪拌葉片上設(shè)置有鉆齒，內(nèi)芯軸的下端與鉆尖焊接連接。本技術(shù)通過設(shè)置上下兩個(gè)噴漿口，下鉆僅下部噴漿口工作，提鉆僅上部噴漿口工作，施工過程中保證了固化材料和土的混合均勻性。

技術(shù)研發(fā)人員：宋偉杰,朱慶凱,李建平,馮振桐,劉光磊,武思宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京中巖大地科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240611
技術(shù)公布日：2024/12/19