[發明專利]可變徑雙高壓攪噴樁及其變徑方法

在審

• 申請號: 201910216598.0
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109882073A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 楊忠年;劉泉維;張瑾;李克先;凌賢長;黃習習;劉林勝;時偉;華興尚
• 申請（專利權）人: 青島理工大學;青島市西海岸軌道交通有限公司;青島市地鐵一號線有限公司
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B7/28;E21B10/32;E21B12/00;E02D5/46
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 萬桂斌

本發明可變徑雙高壓攪噴樁及其變徑方法，是針對鉆頭及其攪拌葉片進行相應的結構改進，通過套管與彈性連桿結構以實現鉆頭變徑，以期達到無需拆卸與更換鉆頭即可實現成樁半徑的現場調節。在提高作業效率與縮短變徑調節的基礎上，保證鉆頭與鉆桿連接結構的穩定性能。攪噴樁包括有鉆桿和連接于鉆桿端部的鉆頭；在鉆桿和鉆頭內部連通有高壓氣管和高壓水泥漿管；在所述鉆頭外周設置有至少兩層攪拌葉片，在每一層攪拌葉片的下方設置有出氣孔和/或出漿孔。所述的鉆頭具有與鉆桿連接的外套管，在外套管端部連接端頭；所述的攪拌葉片，具有鉸接的連接桿和變徑桿；變徑桿的端部固定連接于外套管，連接桿的端部活動連接于外套管內部的垂向傳動機構。

技術領域

本發明涉及一種無需拆卸或更換鉆頭即可變徑的雙高壓攪噴樁及其變徑方法，屬于土木工程技術領域。

背景技術

目前在地下空間開挖施工現場，如地鐵、地下停車場、超市或人行通道等，已應用有多種類的雙高壓攪噴樁。雙高壓攪噴樁采取高壓氣體與高壓水泥漿液相混合的方式，伴隨并參與到鉆頭掘進過程中攪拌葉片的切削與攪拌，實現土體與水泥漿的均勻融合，實現水泥與土體能夠快速融合，從而能夠明顯地提高攪噴樁體的強度。

由于深基坑工程的現場條件較為惡劣與復雜，無論作業規模、還是樁體深度上都不斷地增加，從而對攪噴樁現場使用的調節與應對能力提出了更高的要求。

現有雙高壓攪噴樁，鉆頭與鉆桿的連接配合是固定式的，攪拌葉片的旋轉作業半徑也是固定的。當出現施工現場的支護結構與周邊環境的變化時，必然要求相應地改變樁體半徑。目前所采用的雙高壓攪噴樁，對于此類問題的解決方式只能是長時間停止作業、更換鉆頭，既費時費力、增加現場作業的操作與調節難度，同時也不利于攪噴樁自身連接結構的穩定性能，有時會造成鉆頭意外脫落現象的發生。

有鑒于此特提出本專利申請。

發明內容

本發明所述的可變徑雙高壓攪噴樁及其變徑方法，其目的在于解決上述現有技術存在的問題而針對鉆頭及其攪拌葉片進行相應的結構改進，通過套管與彈性連桿結構以實現鉆頭變徑，以期達到無需拆卸與更換鉆頭即可實現成樁半徑的現場調節。在提高作業效率與縮短變徑調節的基礎上，保證鉆頭與鉆桿連接結構的穩定性能。

為實現上述設計目的，所述的可變徑雙高壓攪噴樁，主要包括有鉆桿和連接于鉆桿端部的鉆頭；

在鉆桿和鉆頭內部連通有高壓氣管和高壓水泥漿管；

在所述鉆頭外周設置有至少兩層攪拌葉片，在每一層攪拌葉片的下方設置有出氣孔和/或出漿孔。

與現有技術的區別之處在于，所述的鉆頭具有與鉆桿連接的外套管，在外套管端部連接端頭；

所述的攪拌葉片，具有鉸接的連接桿和變徑桿；

變徑桿的端部固定連接于外套管，連接桿的端部活動連接于外套管內部的垂向傳動機構。

如上述設計方案，將鉆頭設計為連接有端頭的套管結構，在套管內部設置有高壓氣管、高壓水泥漿管和垂向傳動機構，同時將現有固定式連接或安裝的攪拌葉片改進為彈性連桿結構。通過垂向傳動機構依次驅動連接桿、變徑桿，以改變變徑桿在鉆頭橫向截面上的投影半徑，即最終實現改變鉆頭攪拌作業半徑，在保持鉆頭與鉆桿連接的狀態下實現成樁半徑的改變。

所采用的傳動機構可以有多種，較為優選的實施方案是，垂向傳動機構包括連接液壓站、且位于鉆桿與外套管內部的液壓桿；液壓桿驅動連接活塞，連接桿的端部鉸接于活塞。

為進一步地提高攪拌作用力、實現水泥漿與土體能夠更為快速地、均勻地融合，針對攪拌葉片的改進是，至少在變徑桿上設置有數個釘齒。

更為優選與細化的改進是，相鄰兩層的攪拌葉片，相互間在外套管的橫向截面上呈交錯式分布。即多層葉片采取交錯式分布，使得葉片對于土體的攪拌作用力分布較為均勻，同時噴出水泥漿液時不易被翻轉的土壤堵塞。