多轴多向喷气水泥土搅拌桩机与单轴多向水泥土搅拌桩机的制作方法

本实用新型涉及一种水泥土搅拌桩机，特别是一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机，以及一种单轴多向水泥土搅拌桩机。

背景技术：

现有建筑上常用地基处理方法中，承载桩的桩工处理方法包括：水泥土搅拌桩及成孔灌注桩，其中水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部，就地将软土和固化剂(浆体或粉体)强制搅拌混合，利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反应，使凝结成具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基，也可是作为深基坑地下防渗墙或大坝的止水帷幕；成孔灌注桩是直接在设计桩位开挖桩孔，然后在桩孔内插入钢筋笼浇灌混凝土而成，它能有效提高地基的承载力，降低地基压缩性和减少地基沉降量。防渗墙或止水帷幕一般设计成单排连续桩，以达到止水防渗效果。

不管是水泥土搅拌桩还是成孔灌注桩，该承载桩的成桩设备在吸收国外先进技术的同时，结合中国的实际情况以及强烈的对工程技术创新需求，越来越多的设计应用了水泥土搅拌桩机。

但是，现有多轴水泥土搅拌桩机存在搅拌方向单一，土体打散不均匀，易出现水泥浆液在土体中流动性差，难以均匀扩散，使得喷浆嘴附近水泥浆大量堆积，而稍远的位置浆液量严重不足，且喷浆嘴也容易被碎土堵塞等现象，自然导致土体缺少水泥浆，故搅拌后，桩体的水泥土不致密、不均匀，严重降低成桩质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种能够提升水泥搅拌桩的成桩质量的多轴多向喷气水泥土搅拌桩机与单轴多向水泥土搅拌桩机。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机，其包括：

一个桩架，在桩架的顶部设有滑轮；

N个的第一钻杆钻头装置，N≥1，每个第一钻杆钻头装置均主要由固定至桩架上的第一电机，通过第一电机驱动的第一钻杆钻头和均布在第一钻杆钻头上的第一搅片组成，每个第一钻杆钻头上均设有气路通道，其一侧开口临近对应第一钻杆钻头的钻头端部，另一侧开口则形成一个气路接口，且临近对应的第一电机；

N+1或N+2个的第二钻杆钻头装置，每个第二钻杆钻头装置均主要由固定至桩架上的第二电机，通过第二电机驱动的第二钻杆钻头，均布在第二钻杆钻头上的第二搅片，套接在第二钻杆钻头上的转筒和均布在转筒上的第三搅片组成，在每个第二钻杆钻头上临近钻头端部均设有锥形齿轮，锥形齿轮的中心齿轮轴线与其对应第二钻杆钻头的中心轴线相重合，且两者相联动，在每个转筒的端部均设有一组通过其对应第二钻杆钻头上的锥形齿轮驱动，且旋转轴线与转筒的中轴线相垂直的Y型搅片组件的Y型搅片组件，每个第二钻杆钻头上均设有水泥浆管路，其一侧开口临近对应第二钻杆钻头的钻头端部，另一侧开口则形成一个注浆接口，且临近对应的第二电机；

其中，第一钻杆钻头装置与第二钻杆钻头装置相间隔平行排布，每个第一钻杆钻头装置均位于其相邻的一对第二钻杆钻头装置之间，且每个第一钻杆钻头与其对应的一对转筒均通过齿轮组实现统一转向的联动，且每个第一钻杆钻头上的第一搅片与其对应的一对第二钻杆钻头上的第二搅片及一对转筒上的第三搅片在水泥土搅拌桩机的工作进给方向上均部分重合。

上述所提供的一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机在施工时，设定N个第一钻杆钻头装置中的第一电机与N+1或N+2个第二钻杆钻头装置中的第二电机的旋转方向相反。因第一钻杆钻头装置中的第一电机与第二钻杆钻头装置中的第二电机两者的旋转方向相反，致使每个第一钻杆钻头上的第一搅片与每个第二钻杆钻头上的第二搅片的旋转方向以及每个第二钻杆钻头上的第二搅片与对应转筒上的第三搅片两者的旋转方向均相反，结合多组旋转轴线与转筒的中轴线相垂直的Y型搅片组件，再结合第一搅片与第二搅片及第三搅片在水泥土搅拌桩机的工作进给方向上均部分重合，施工时多方向搅拌叶片同时搅拌，其中第一搅片、第二搅片以及第三搅片三者先将土体在搅拌桩机的进给方向上水平切片，且把水泥浆控制在第一搅片与第二搅片以及第二搅片与第三搅片两组叶片之间，水泥浆不出现外冒现象，节约水泥浆（相比较现有技术中的双轴压气旋喷式搅拌桩机，其水泥节约率能够达到百分之二十左右），再通过Y型搅片组件在平行于搅拌桩机的进给方向上进行切断，确保土体被均匀打散，同时每个第一钻杆钻头上的气路通道，其临近钻头端部的一侧开口持续的或间接的出气，从而重复保证第二钻杆钻头的钻头端部能够持续高效的流出水泥浆，且水泥浆均匀扩散，且水泥浆与土两者被充分搅拌均匀，保证了桩身质量，特别是水泥土搅拌桩深层桩体的质量。

上述一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机，其可施工桩径为50㎝、70㎝或者85㎝，且施工深度为35m以内的水泥土搅拌桩。

进一步的，上述第一钻杆钻头、第二钻杆钻头以及转筒三者通过定位锁扣相固定。

上述进一步技术改进方案中所述第一钻杆钻头、第二钻杆钻头以及转筒相互之间的结构稳定性好。

本实用新型所设计的一种单轴多向水泥土搅拌桩机，其包括：

一个桩架，在桩架的顶部设有滑轮；

以及一个第二钻杆钻头装置，第二钻杆钻头装置均主要由固定至桩架上的第二电机与第三电机，通过第二电机驱动的第二钻杆钻头，均布在第二钻杆钻头上的第二搅片，套接在第二钻杆钻头上，且通过第三电机驱动的转筒和均布在转筒上的第三搅片组成，在第二钻杆钻头上临近钻头端部设有锥形齿轮，锥形齿轮的中心齿轮轴线与第二钻杆钻头的中心轴线相重合，且两者相联动，在转筒的端部设有一组通过锥形齿轮驱动，且旋转轴线与转筒的中轴线相垂直的Y型搅片组件，第二钻杆钻头上均设有水泥浆管路，其一侧开口临近对应第二钻杆钻头的钻头端部，另一侧开口则形成一个注浆接口，且临近对应的第二电机。

上述所提供的一种单轴多向水泥土搅拌桩机在施工时，设定第二钻杆钻头装置中的第二电机与第三电机的旋转方向相反。因第二钻杆钻头装置中的第二电机与第三电机的旋转方向相反，致使第二钻杆钻头上的第二搅片与对应转筒上的第三搅片两者的旋转方向相反，再结合一组旋转轴线与转筒的中轴线相垂直的Y型搅片组件，施工时多方向搅拌叶片同时搅拌，其中第二搅片和第三搅片两者先将土体在搅拌桩机的进给方向上水平切片，且把水泥浆控制在第二搅片与第三搅片之间，水泥浆不出现外冒现象，节约水泥浆，再通过Y型搅片组件在平行于搅拌桩机的进给方向上进行切断，确保土体被均匀打散，且水泥浆与土两者被充分搅拌均匀，保证了桩身质量，特别是水泥土搅拌桩深层桩体的质量。

再进一步的，上述一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机，其结构中第一钻杆钻头、第二钻杆钻头以及转筒均呈多段式结构，且为法兰连接；上述一种单轴多向水泥土搅拌桩机，其结构中第二钻杆钻头以及转筒同样均成多段式结构。

上述再进一步技术改进方案中所述第一钻杆钻头、第二钻杆钻头以及转筒拆卸后方便搬运；同时，采用法兰连接结构的第一钻杆钻头、第二钻杆钻头以及转筒在组装时也非常方便。

本实用新型得到的一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机在施工时，其结构中第二钻杆钻头装置中流出的水泥浆液在土体中的流动性好，易在土体中均匀扩散，水泥浆与土两者能够被充分搅拌均匀，有效的避免了“传统水泥土搅拌桩机施工时喷浆嘴附近水泥浆大量堆积，而稍远的位置浆液量严重不足，且喷浆嘴也容易被碎土堵塞，土体缺少水泥浆等现象”，采用上述多轴多向喷气水泥土搅拌桩机搅拌后，桩体的水泥土致密、均匀，保证了桩身质量，特别是水泥土搅拌桩深层桩体的质量，同时，上述多轴多向喷气水泥土搅拌桩机还具备了高效的施工效率，能够缩短水泥土搅拌桩机的施工工时。另外，本实用新型得到的一种单轴多向水泥土搅拌桩机，采用其搅拌后，桩体的水泥土致密、均匀，同样能够保证桩身质量，特别是水泥土搅拌桩深层桩体的质量。

附图说明

图1是实施例1所提供一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图；

图3是实施例2所提供一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机的结构示意图；

图4是实施例3所提供一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机的结构示意图；

图5是实施例4所提供一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机的结构示意图；

图6是实施例5所提供一种单轴多向水泥土搅拌桩机的结构示意图。

图中：桩架1、第一钻杆钻头装置2、第一电机2-1、第一钻杆钻头2-2、第一搅片2-3、气路通道2-4、气路接口2-4-1、第二钻杆钻头装置3、第二电机3-1、第二钻杆钻头3-2、第二搅片3-3、水泥浆管路3-4、注浆接口3-4-1、转筒3-5、第三搅片3-6、锥形齿轮3-7、Y型搅片组件3-8、齿轮组4、定位锁扣5、滑轮6、第三电机7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例中所提供的一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机，其包括：

一个桩架1，在桩架1的顶部设有滑轮6；

一个第一钻杆钻头装置2，其主要由固定至桩架1上的第一电机2-1，通过第一电机2-1驱动的第一钻杆钻头2-2和均布在第一钻杆钻头2-2上的第一搅片2-3组成，第一钻杆钻头2-2上设有气路通道2-4，其一侧开口临近第一钻杆钻头2-2的钻头端部，另一侧开口则形成一个气路接口2-4-1，且临近第一电机2-1；

两个第二钻杆钻头装置3，每个第二钻杆钻头装置3均主要由固定至桩架1上的第二电机3-1，通过第二电机3-1驱动的第二钻杆钻头3-2，均布在第二钻杆钻头3-2上的第二搅片3-3，套接在第二钻杆钻头3-2上的转筒3-5和均布在转筒3-5上的第三搅片3-6组成，如图2所示，在每个第二钻杆钻头3-2上临近钻头端部均设有锥形齿轮3-7，锥形齿轮3-7的中心齿轮轴线与其对应第二钻杆钻头3-2的中心轴线相重合，且两者相联动，在每个转筒3-5的端部均设有一组通过其对应第二钻杆钻头3-2上的锥形齿轮3-7驱动，且旋转轴线与转筒3-5的中轴线相垂直的Y型搅片组件3-8，每个第二钻杆钻头3-2上均设有水泥浆管路3-4，其一侧开口临近对应第二钻杆钻头3-2的钻头端部，另一侧开口则形成一个注浆接口3-4-1，且临近对应的第二电机3-1；

其中，第一钻杆钻头装置2与第二钻杆钻头装置3相间隔平行排布，第一钻杆钻头装置2位于一对第二钻杆钻头装置3之间，且第一钻杆钻头2-2与一对转筒3-5均通过齿轮组4实现联动，且第一钻杆钻头2-2上的第一搅片2-3与一对第二钻杆钻头3-2上的第二搅片3-3及一对转筒3-5上的第三搅片3-6在水泥土搅拌桩机的工作进给方向上均部分重合；上述第一钻杆钻头2-2、第二钻杆钻头3-2以及转筒3-5均呈多段式结构，且为法兰连接。

实施例2：

如图3所示，本实施例中所提供的一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机，其包括：

一个桩架1，在桩架1的顶部设有滑轮6；

两个第一钻杆钻头装置2，每个第一钻杆钻头装置2均主要由固定至桩架1上的第一电机2-1，通过第一电机2-1驱动的第一钻杆钻头2-2和均布在第一钻杆钻头2-2上的第一搅片2-3组成，每个第一钻杆钻头2-2上均设有气路通道2-4，其一侧开口临近对应第一钻杆钻头2-2的钻头端部，另一侧开口则形成一个气路接口2-4-1，且临近对应的第一电机2-1；

三个第二钻杆钻头装置3，每个第二钻杆钻头装置3均主要由固定至桩架1上的第二电机3-1，通过第二电机3-1驱动的第二钻杆钻头3-2，均布在第二钻杆钻头3-2上的第二搅片3-3，套接在第二钻杆钻头3-2上的转筒3-5和均布在转筒3-5上的第三搅片3-6组成，在每个第二钻杆钻头3-2上临近钻头端部均设有锥形齿轮3-7，锥形齿轮3-7的中心齿轮轴线与其对应第二钻杆钻头3-2的中心轴线相重合，且两者相联动，在每个转筒3-5的端部均设有一组通过其对应第二钻杆钻头3-2上的锥形齿轮3-7驱动，且旋转轴线与转筒3-5的中轴线相垂直的Y型搅片组件3-8，每个第二钻杆钻头3-2上均设有水泥浆管路3-4，其一侧开口临近对应第二钻杆钻头3-2的钻头端部，另一侧开口则形成一个注浆接口3-4-1，且临近对应的第二电机3-1；

其中，第一钻杆钻头装置2与第二钻杆钻头装置3相间隔平行排布，每个第一钻杆钻头装置2均位于其相邻的一对第二钻杆钻头装置3之间，且每个第一钻杆钻头2-2与其对应的一对转筒3-5均通过齿轮组4实现统一转向的联动，且每个第一钻杆钻头2-2上的第一搅片2-3与其对应的一对第二钻杆钻头3-2上的第二搅片3-3及一对转筒3-5上的第三搅片3-6在水泥土搅拌桩机的工作进给方向上均部分重合；上述第一钻杆钻头2-2、第二钻杆钻头3-2以及转筒3-5均呈多段式结构，且为法兰连接。

实施例3：

如图4所示，本实施例中所提供的一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机，其包括：

一个桩架1，在桩架1的顶部设有滑轮6；

两个第一钻杆钻头装置2，每个第一钻杆钻头装置2均主要由固定至桩架1上的第一电机2-1，通过第一电机2-1驱动的第一钻杆钻头2-2和均布在第一钻杆钻头2-2上的第一搅片2-3组成，每个第一钻杆钻头2-2上均设有气路通道2-4，其一侧开口临近对应第一钻杆钻头2-2的钻头端部，另一侧开口则形成一个气路接口2-4-1，且临近对应的第一电机2-1；

四个第二钻杆钻头装置3，每个第二钻杆钻头装置3均主要由固定至桩架1上的第二电机3-1，通过第二电机3-1驱动的第二钻杆钻头3-2，均布在第二钻杆钻头3-2上的第二搅片3-3，套接在第二钻杆钻头3-2上的转筒3-5和均布在转筒3-5上的第三搅片3-6组成，在每个第二钻杆钻头3-2上临近钻头端部均设有锥形齿轮3-7，锥形齿轮3-7的中心齿轮轴线与其对应第二钻杆钻头3-2的中心轴线相重合，且两者相联动，在每个转筒3-5的端部均设有一组通过其对应第二钻杆钻头3-2上的锥形齿轮3-7驱动，且旋转轴线与转筒3-5的中轴线相垂直的Y型搅片组件3-8，每个第二钻杆钻头3-2上均设有水泥浆管路3-4，其一侧开口临近对应第二钻杆钻头3-2的钻头端部，另一侧开口则形成一个注浆接口3-4-1，且临近对应的第二电机3-1；

其中，第一钻杆钻头装置2与第二钻杆钻头装置3相间隔平行排布，每个第一钻杆钻头装置2均位于其相邻的一对第二钻杆钻头装置3之间，且每个第一钻杆钻头2-2与其对应的一对转筒3-5均通过齿轮组4实现统一转向的联动，且每个第一钻杆钻头2-2上的第一搅片2-3与其对应的一对第二钻杆钻头3-2上的第二搅片3-3及一对转筒3-5上的第三搅片3-6在水泥土搅拌桩机的工作进给方向上均部分重合；上述第一钻杆钻头2-2、第二钻杆钻头3-2以及转筒3-5均呈多段式结构，且为法兰连接。

实施例4：

本实施例中所提供的一种多轴多向喷气水泥土搅拌桩机，其大体结构与实施例1相一致，如图5所示，但是本实施例中所述第一钻杆钻头2-2、第二钻杆钻头3-2以及转筒3-5三者通过定位锁扣5相固定。

上述技术方案中所述第一钻杆钻头2-2、第二钻杆钻头3-2以及转筒3-5相互之间的结构稳定性好。

实施例5：

如图6所示，本实施例中所提供的一种单轴多向水泥土搅拌桩机，其包括：

一个桩架1，在桩架1的顶部设有滑轮6；

以及一个第二钻杆钻头装置3，第二钻杆钻头装置3均主要由固定至桩架1上的第二电机3-1与第三电机7，通过第二电机3-1驱动的第二钻杆钻头3-2，均布在第二钻杆钻头3-2上的第二搅片3-3，套接在第二钻杆钻头3-2上，且通过第三电机7驱动的转筒3-5和均布在转筒3-5上的第三搅片3-6组成，在第二钻杆钻头3-2上临近钻头端部设有锥形齿轮3-7，锥形齿轮3-7的中心齿轮轴线与第二钻杆钻头3-2的中心轴线相重合，且两者相联动，在转筒3-5的端部设有一组通过锥形齿轮3-7驱动，且旋转轴线与转筒3-5的中轴线相垂直的Y型搅片组件3-8，第二钻杆钻头3-2上均设有水泥浆管路3-4，其一侧开口临近对应第二钻杆钻头3-2的钻头端部，另一侧开口则形成一个注浆接口3-4-1，且临近对应的第二电机3-1。