一种局部振动高压喷射搅拌桩机.pdf

本发明公开了一种局部振动高压喷射搅拌桩机，包括基座、同轴嵌套设置的外钻杆、内钻杆、带动所述外钻杆和内钻杆转动的动力系统、与所述外钻杆连接的振动装置，所述外钻杆通过花键与内钻杆连接，外钻杆能够在振动装置驱动下，独立于内钻杆做上下往复振动。本发明解决了硬物对搅拌成桩的干扰和破坏。由于外钻杆与内钻杆通过花键，外钻杆在振动装置驱动下，独立于内钻杆做上下往复振动，因此内钻杆并不受振动装置的影响和干扰，不会对搅拌成桩施工的质量和进度造成不利影响。本发明装置成桩质量好、工作稳定、效率高，特别适用于土层中硬物、障碍较多的场合。

1.  一种局部振动高压喷射搅拌桩机，其特征在于，该搅拌桩机包括基座、同轴嵌套设置的外钻杆（1）、内钻杆（2）、带动所述外钻杆（1）和内钻杆（2）转动的动力系统、与所述外钻杆（1）连接的振动装置，所述外钻杆（1）通过花键与内钻杆（2）连接，外钻杆（1）能够在振动装置驱动下，独立于内钻杆（2）做上下往复振动。

2.  根据权利要求1所述的局部振动高压喷射搅拌桩机，其特征在于，所述内钻杆（2）为多根，各内钻杆（2）依次同轴嵌套设置。

3.  根据权利要求1所述的局部振动高压喷射搅拌桩机，其特征在于，所述动力系统包括驱动电机、减速机和传动齿轮箱。

4.  根据权利要求1、2或3所述的局部振动高压喷射搅拌桩机，其特征在于，所述振动装置包括振动架（3）、固定在所述振动架（3）上的振动电机（4）、主动齿轮（5）、从动齿轮（6），所述振动架（3）与外钻杆（1）连接，所述振动电机（4）驱动主动齿轮（5），所述主动齿轮（5）与从动齿轮（6）之间通过同步齿轮传动，主动齿轮（5）和从动齿轮（6）上均设置有与齿轮同轴的偏心轮（8）。

5.  根据权利要求4所述的局部振动高压喷射搅拌桩机，其特征在于，所述基座上设置有竖向的振动导向杆（7），所述振动架（3）安装在振动导向杆（7）上。

一种局部振动高压喷射搅拌桩机
技术领域
本发明属于建筑机械装备领域，涉及一种搅拌桩机。
背景技术
高压搅拌桩机是用于地基处理的一种建筑用桩工机械设备，用于对深基原土及所注固化剂实施就地搅拌成桩，在地基现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。广泛用于深基坑地下连续墙、防渗墙及深基坑围幕等基础加固工程。双向水泥土搅拌桩机广泛应用于地基加固处理，其通常包括基座以及设置在基座上的传动装置。现有技术中的双向水泥土搅拌桩机的传动装置采用驱动装置连接减速机，减速机与泥浆接头和传动齿轮箱连接，并通过传动齿轮箱将驱动装置的输出动力通过主动齿轮、换向齿轮、同轴齿轮、输出轴齿轮及从动齿轮分别传递至内钻杆与外钻杆上，从而驱动内、外钻杆实现双向转动。
然而，在实际使用过程中，地基中常常伴随有砂卵石或者风化岩等地质现象，但现有的搅拌桩机在施工过程中，常常发生外钻杆或者内钻杆卡住而无法拔出的抱管现象，还会因为钻杆触碰到土层中的石块等硬物，造成成桩质量差、工作不稳定，乃至设备停机或损坏，目前尚未有效措施解决这一工程难题。同时，目前市场上常见的双向水泥土搅拌桩机只能单独进行高压旋喷或者水泥浆注浆施工，不同的施工工艺需要配以不同的双向水泥土搅拌桩机，大大提高了施工成本和金属资源的极度浪费。
发明内容
技术问题：本发明提供一种能够解决搅拌桩机在含有砂卵石或者风化岩的地基中发生抱管现象，提高施工效率的局部振动高压喷射搅拌桩机。
技术方案：本发明的局部振动高压喷射搅拌桩机，包括基座、同轴嵌套设置的外钻杆、内钻杆、带动所述外钻杆和内钻杆转动的动力系统、与所述外钻杆连接的振动装置，所述外钻杆通过花键与内钻杆连接，外钻杆能够在振动装置驱动下，独立于内钻杆做上下往复振动。
进一步的，本发明的搅拌桩机中，所述内钻杆为多根，各内钻杆依次同轴嵌套设置。
进一步的，本发明的搅拌桩机中，所述动力系统包括驱动电机、减速机和传动齿轮箱。
进一步的，本发明的搅拌桩机中，所述振动装置包括振动架、固定在所述振动架上的振动电机、主动齿轮、从动齿轮，所述振动架与外钻杆连接，所述振动电机驱动主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮之间通过同步齿轮传动，主动齿轮和从动齿轮上均设置有与齿轮同轴的偏心轮。
进一步的，本发明的搅拌桩机中，所述基座上设置有竖向的振动导向杆，所述振动架安装在振动导向杆上。
本发明可以应用在高压旋喷式、双向搅拌式等不同类型搅拌桩机中，具有广泛的应用前景。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明装置将外钻杆通过花键与内钻杆连接，并将外钻杆与振动装置连接，工作时，外钻杆与内钻杆旋转钻掘，同时振动装置提供上下往复振动并传递至外钻杆，使外钻杆一边向下旋转钻掘一边振动，在触碰到土层中的石块等硬物时，利用上下振动的冲击使其松动、位移至钻掘一侧，甚至将其击碎，从而解决了硬物对搅拌成桩的干扰和破坏。由于外钻杆与内钻杆通过花键，外钻杆在振动装置驱动下，独立于内钻杆做上下往复振动，因此内钻杆并不受振动装置的影响和干扰，不会对搅拌成桩施工的质量和进度造成不利影响。总之，本发明装置成桩质量好、工作稳定、效率高，特别适用于土层中硬物、障碍较多的场合。
附图说明
图1为本发明的装置示意图。
图2为本发明搅拌桩机中振动装置的部分示意图。
图中有：外钻杆1、内钻杆2、振动架3、振动电机4、主动齿轮5、从动齿轮6、振动导向杆7、偏心轮8。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
本发明的局部振动高压喷射搅拌桩机，包括基座、同轴嵌套设置的外钻杆1、内钻杆2、带动所述外钻杆1和内钻杆2转动的动力系统、与所述外钻杆1连接的振动装置，所述外钻杆1通过花键与内钻杆2连接，外钻杆1能够在振动装置驱动下，独立于内钻杆2做上下往复振动。动力系统包括电机、减速机和传动齿轮箱，用于驱动外钻杆和内钻杆的旋转，减速齿轮组将输出电机的动力传递至传动齿轮箱，最终传递至所述内外钻杆的转动套。
将本发明装置应用于双向搅拌式桩机中时，还包括外钻杆反向旋转搅拌叶片及内钻杆正向旋转搅拌叶片，所述外钻杆与内钻杆同轴心套置且由动力系统带动呈相反方向旋转，内钻杆的底部从外钻杆的底部向下伸出，外钻杆反向旋转搅拌叶片连接于外钻杆的外周壁上，内钻杆正向旋转搅拌叶片连接于内钻杆从外钻杆底部伸出部分的外周壁上。
本发明的一种实施例中，振动装置设置在双向水泥土搅拌桩机的基座中部，搅拌桩机包括：同轴布置的驱动电机和减速机，与减速机连接的传动齿轮箱，与传动齿轮箱连接并相互嵌套设置的内钻杆2和外钻杆1，设置在传动齿轮箱上的泥浆接头。外钻杆1通过花键与内钻杆2连接，外钻杆1能够在振动装置驱动下，独立于内钻杆2做上下往复振动。振动装置与所述外钻杆1连接，包括振动架3、固定在振动架3上的振动电机4、主动齿轮5、从动齿轮6，所述振动架3与外钻杆1连接，所述振动电机4驱动主动齿轮5，所述主动齿轮5与从动齿轮6之间通过同步齿轮传动，主动齿轮5和从动齿轮6上均设置有与齿轮同轴的偏心轮。
传动齿轮箱将驱动电机的输出动力通过主动齿轮、换向齿轮、同轴齿轮、输出轴齿轮及从动齿轮分别传递至内钻杆2与外钻杆1上，从而驱动内钻杆2及外钻杆1双向转动，泥浆接头与内钻杆2及外钻杆1同轴布置。振动电机4通过其输出轴带动主动齿轮5，并通过同步齿轮传动将振动电机4输出的动力传递到从动齿轮6上，主动齿轮5和从动齿轮6均与转轴刚性连接，从而驱动转轴带动偏心轮转动。主动齿轮5和从动齿轮6的转轴可以嵌套一个或多个偏心轮8，转轴与偏心轮8的连接和安装方式不受限制。
在本发明的实施例中，当两个偏心轮8随转轴旋转时，实现了振动装置的整体震动，从而将这种震动传递至与其连接的外钻杆1上，由于振动架3通过振动导向杆7安装在基座上，且外钻杆1通过花键与内钻杆2连接，外钻杆1能够独立于内钻杆2做上下往复振动，因此在水平向的振动被最大可能的限制和耗散能量，而主要表现为竖向振动，并由此带动外钻杆1上下往复振动，从而解决了现有技术中的双向水泥土搅拌桩机在含有砂卵石或者风化岩的地基中发生抱管现象，显著地提高了施工效率。
在本实施例中，泥浆接头包括呈阶梯状的第一台阶、第二台阶和第三台阶，第一台阶连连接第一导管，第二台阶连接第二导管．第三台阶连接第三导管。第一导管、第二导管和第三导管均与内钻杆2的内部腔体连通，并分别用以向内钻杆2的内部腔体输送粉、水和气。当使用该双向水泥土搅拌桩机对基坑进行打洞时，可根据基坑的不同情况分别将粉、水和气输送至基坑中。具体而言，当第一导管输送水泥粉，可将第二导管与水管相连，将第三导管与气泵相连。
第一导管与第二导管在内钻杆2的内部通过两根独立的管道输送至内钻杆2与外钻杆1的末端，并实现双高压旋转喷射注浆功能，提高注浆效率。同时，第三导管所述导入的高压气体电可沿着内钻杆2的内部腔体输送至内钻杆2与外钻杆1的末端。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，两者的主要区别在于，在本实施例中．外钻杆1的内壁与内钻杆2的外壁上对应设置有相匹配的台阶，在两个台阶对应安装的缝隙里设置有密封装置，以使两者之间达到良好的密封性能。同理，在两个相互嵌套设置的的内钻杆2，也可作此设置。
实施例3：
本实施例中，搅拌桩机基座上并排设置两个振动装置，进一步加强振动效果，特别是两个振动装置的工作周期错开设置，或者分别设置不同的振动频率，进一步增强了作用效果。
在本发明实施例中，振动装置的振动电机4与主动齿轮5之间可以采用皮带传动、齿轮传动等已知常见的传动方式，本发明保护范围并不受实施例中传动方式的限制。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。