双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体施工方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体施工方法及设备，其中一体设备包括：钻具总成、立架总成、撑杆总成、油泵电机总成、油箱总成、加压总成、转盘总成，所述双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，立架总成一端与上底座之间转动连接，另一端为自由端，且立架总成与上底座之间设置有用于调节塔架与底座角度的机械伸缩设备；导正架上的滑道采用方形；加大前支腿油缸跨度；双轴搅拌桩中间的钻杆实现气体和浆液双搅拌；实现型钢沿搅拌桩的插入功能，可垂直或斜向插入型钢。所述双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备完成钻孔、注浆、搅拌后立刻起吊型钢并将其准确插入水泥土桩中的工作。

Construction method and equipment of cement soil mixing and inserting profile steel

The invention discloses a construction method and equipment for the integration of double spraying and biaxial oblique cement soil mixing and inserting profile steel, wherein the integrated equipment includes a drilling tool assembly, a stand assembly, a strut assembly, an oil pump motor assembly, an oil tank assembly, a pressurization assembly and a rotary table assembly, the dual spraying and biaxial oblique cement soil mixing and inserting profile steel integration equipment, and one end of the stand assembly rotates with the upper base The other end is the free end, and the mechanical expansion equipment is set between the vertical frame assembly and the upper base to adjust the angle between the tower and the base; the slideway on the guide frame is square; the front leg oil cylinder span is increased; the drill pipe in the middle of the double shaft mixing pile realizes the double mixing of gas and slurry; the insertion function of the profile steel along the mixing pile is realized, and the profile steel can be inserted vertically or obliquely. The integrated equipment of double spraying and biaxial oblique cement soil mixing and inserting profile steel completes the work of drilling, grouting and immediately lifting profile steel after mixing and accurately inserting it into cement soil pile.

【技术实现步骤摘要】
双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体施工方法及设备
本专利技术涉及土木工程施工
，具体涉及双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体化施工方法及设备。
技术介绍
SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法，即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为型钢，亦有插入拉森式钢板桩、钢管等)，将承受荷载与防渗挡水结合起来，使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW工法是一种采用劲性复合围护结构，通过特殊专用的超强功率、超大扭矩搅拌桩机钻机在原地层中切削土体，同时从钻头前端将水泥浆强化剂高压注入土体，与切碎土进行充分强力搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工形成隔水性很高的水泥土柱立式地下连续止水墙体；在水泥土浆液尚未硬化前插入型钢(常用H钢、工字钢或其它加劲材料)作为其应力补强材料，至水泥完全结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的地下止水挡土墙体的施工方法。目前施工最常用的设备的缺点是只能实现垂直桩的施工，无法实现具有一定角度的水泥搅拌桩的施工，同时也不具备搅拌和型钢插入一体化的功能，需要不同的设备分别进行搅拌土体和插入型钢。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体施工方法及设备。该双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备将各种角度的钻孔、注浆和搅拌工序以及向桩中精确地插入型钢的工序整合在一台设备上，实现多角度的型钢水泥土搅拌墙的施工。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：本专利技术提出的一种双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，包括底架和起吊系统，所述底架包括上底架和下底架，所述下底架架设在支脚上，所述上底架和下底架之间设有型钢对位滑动系统，所述上底架上设有立架总成、油泵电机总成、油箱总成、加压总成和转盘总成；所述起吊系统包括设置在上底架上的卷扬机、双向加力卷扬机及天梁总成；所述立架总成的上部与上底架之间铰接有斜撑，所述斜撑的下部设有用于调节立架总成的塔架与底架角度的机械伸缩设备；所述立架总成上设有动力头、单向离合器、下型钢上架和导正架，所述动力头与加压总成和转盘总成连接，所述动力头连接有双轴式钻具总成，所述双轴式钻具总成包括钻头和双轴钻杆；所述导正架设置在立架总成前部的中间位置处；穿过所述下型钢上架和导正架设有送桩器；所述型钢对位滑动系统包括设置在所述上底架与下底架上的相对滑动平面，设置在所述上底架与下底架之间的液压驱动及对位装置，设置在立架总成前部中间位置处的导正架和设置在立架总成上的下型钢上架；所述型钢对位系统实现型钢的定位及稳定的作用，所述双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备完成钻孔、注浆、搅拌后，立刻起吊型钢，并将其准确插入水泥土搅拌桩中。进一步讲，本专利技术所述的双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，其中，所述立架总成的一端与上底座之间转动连接，所述立架总成的另一端为自由端，通过机械伸缩设备调节所述立架总成塔架与底架之间的角度，用以实现水泥土搅拌桩的俯打和仰打。所述导正架上设有滑道，所述滑道的横截面为方形，以防止型钢脱离该滑道。所述底架上设有底盘水平仪，所述立架总成的塔架上设有角度罗盘，用以辅助控制设备俯打和仰打的角度。同时，本专利技术中还提出了利用上述一体设备进行双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体化施工的方法；步骤如下：将设备在欲打设桩位置就位，支上支脚，启动双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，开启起吊系统中的卷扬机，通过调节机械伸缩设备来调节斜撑的长短，从而调整立架总成的角度，以符合俯打或是仰打的角度；通过加压总成和转盘总成上的动力头带动钻具总成上钻杆、钻头向下切割土体；钻进时，水泥浆通过钻头与被切割的土搅拌形成水泥土桩，这一过程中，下型钢上架与动力头通过单向离合器连接，同步运动；开启双向加力卷扬机，同时松开单向离合器，通过起吊系统中的钢丝绳和吊钩起吊型钢至型钢对位滑动系统中的导正架上方并插入到导正架中，型钢上部固定在下型钢上架中，通过移动上底架与下底架之间的型钢对位滑动系统来移动上底架，直至型钢定位滑槽位于水泥桩的中心部分的上方，调节机械伸缩设备实现型钢角度与水泥土桩的角度一样；下沉型钢，使其缓慢插入水泥土桩中，如遇到阻力则开启振动器，型钢下沉到导正架与下型钢上架即将接触时，换上送桩器使型钢插至所需位置，松开吊钩，桩机复位至打桩位置，至此完成一根桩的施工。进一步讲，本专利技术所述的双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体化施工过程中，向钻杆进行吹气，在气体和浆液的共同作用，提高搅拌质量。型钢沿水泥土搅拌桩的插入，包括垂直向插入和斜向插入。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：与传统搅拌桩机等设备相比，本专利技术可以调节水泥土搅拌桩的角度，使水泥土搅拌桩的受力更加合理；且双轴搅拌桩中间的钻杆实现吹气，气体和浆液双搅拌提高搅拌质量。本专利技术具有灵活、机动、造价低、效果好、施工SMW墙体时工序简单、质量好，工序将转换时间短，工作效率高。附图说明图1为本专利技术双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备的整体结构示意图；图2为图1中的局部详图。图中：1-上底架，2-下底架，3-起吊系统，4-型钢对位滑动系统，5-钻具总成，6-立架总成，7-斜撑，8-支脚，9-卷扬机，10-导正架，11-下型钢上架，12-动力头，13-机械伸缩设备，14-送桩器，15-单向离合器，16-双向加力卷扬机。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。如图1和图2所示，本专利技术提出的一种双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，包括底架和起吊系统3，所述底架包括上底架1和下底架2，所述下底架2架设在支脚8上，所述上底架1和下底架2之间设有型钢对位滑动系统4，所述上底架1上设有立架总成6、油泵电机总成、油箱总成、加压总成和转盘总成。所述起吊系统3包括设置在上底架1上的卷扬机9、双向加力卷扬机16及天梁总成。所述立架总成6的上部与上底架1之间铰接有斜撑7，所述斜撑7的下部设有用于调节立架总成6的塔架与底架角度的机械伸缩设备13；所述立架总成6的一端与上底座1之间转动连接，所述立架总成6的另一端为自由端，通过机械伸缩设备13调节所述立架总成6塔架与底架之间的角度，如需多角度支撑，在机械伸缩设备13中可增加伸缩小油缸，以实现水泥土搅拌桩的俯打和仰打。本专利技术中，所述底架上设有底盘水平仪，所述立架总成6的塔架上设有角度罗盘，以帮助准确的控制俯打和仰打的角度。如图2所示，所述立架总成6上设有动力头12、单向离合器15、下型钢上架11和导正架10，所述动力头12与加压总成和转盘总成连接，所述动力头12连接有双轴式钻具总成5，所述双轴式钻具总成5包括钻头和双轴钻杆；所述导正架10设置在立架总成6前部的中间位置处；穿过所述下型钢上架11和导正架10设有送桩器14；所述导正架10上设有滑道，一般设备采用圆形滑道，但为了防止倾斜的型钢或桩脱离滑道，本专利技术中涉及的所述滑道的横截面为方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，其特征在于，包括底架和起吊系统(3)，所述底架包括上底架(1)和下底架(2)，所述下底架(2)架设在支脚(8)上，所述上底架(1)和下底架(2)之间设有型钢对位滑动系统(4)，所述上底架(1)上设有立架总成(6)、油泵电机总成、油箱总成、加压总成和转盘总成；/n所述起吊系统(3)包括设置在上底架(1)上的卷扬机(9)、双向加力卷扬机(16)及天梁总成；/n所述立架总成(6)的上部与上底架(1)之间铰接有斜撑(7)，所述斜撑(7)的下部设有用于调节立架总成(6)的塔架与底架角度的机械伸缩设备(13)；/n所述立架总成(6)上设有动力头(12)、单向离合器(15)、下型钢上架(11)和导正架(10)，所述动力头(12)与加压总成和转盘总成连接，所述动力头(12)连接有双轴式钻具总成(5)，所述双轴式钻具总成(5)包括钻头和双轴钻杆；所述导正架(10)设置在立架总成(6)前部的中间位置处；穿过所述下型钢上架(11)和导正架(10)设有送桩器(14)；/n所述型钢对位滑动系统(4)包括设置在所述上底架(1)与下底架(2)上的相对滑动平面，设置在所述上底架(1)与下底架(2)之间的液压驱动及对位装置，设置在立架总成(6)前部中间位置处的导正架(10)和设置在立架总成(6)上的下型钢上架(11)；/n所述型钢对位系统实现型钢的定位及稳定的作用，所述双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备完成钻孔、注浆、搅拌后，立刻起吊型钢，并将其准确插入水泥土搅拌桩中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，其特征在于，包括底架和起吊系统(3)，所述底架包括上底架(1)和下底架(2)，所述下底架(2)架设在支脚(8)上，所述上底架(1)和下底架(2)之间设有型钢对位滑动系统(4)，所述上底架(1)上设有立架总成(6)、油泵电机总成、油箱总成、加压总成和转盘总成；
所述起吊系统(3)包括设置在上底架(1)上的卷扬机(9)、双向加力卷扬机(16)及天梁总成；
所述立架总成(6)的上部与上底架(1)之间铰接有斜撑(7)，所述斜撑(7)的下部设有用于调节立架总成(6)的塔架与底架角度的机械伸缩设备(13)；
所述立架总成(6)上设有动力头(12)、单向离合器(15)、下型钢上架(11)和导正架(10)，所述动力头(12)与加压总成和转盘总成连接，所述动力头(12)连接有双轴式钻具总成(5)，所述双轴式钻具总成(5)包括钻头和双轴钻杆；所述导正架(10)设置在立架总成(6)前部的中间位置处；穿过所述下型钢上架(11)和导正架(10)设有送桩器(14)；
所述型钢对位滑动系统(4)包括设置在所述上底架(1)与下底架(2)上的相对滑动平面，设置在所述上底架(1)与下底架(2)之间的液压驱动及对位装置，设置在立架总成(6)前部中间位置处的导正架(10)和设置在立架总成(6)上的下型钢上架(11)；
所述型钢对位系统实现型钢的定位及稳定的作用，所述双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备完成钻孔、注浆、搅拌后，立刻起吊型钢，并将其准确插入水泥土搅拌桩中。


2.根据权利要求1所述的双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，其特征在于，所述立架总成(6)的一端与上底座(1)之间转动连接，所述立架总成(6)的另一端为自由端，通过机械伸缩设备(13)调节所述立架总成(6)塔架与底架之间的角度，用以实现水泥土搅拌桩的俯打和仰打。


3.根据权利要求1所述的双喷双轴斜向水泥土搅拌及插入型钢一体设备，其特征在于，所述导正架(10)上设有滑道，所述滑道的横截面为方形，以防止型钢脱离该滑道。


4.根据权利要求1所述的双喷双轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁钰，郑刚，张宗俊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12