[发明专利]变径水泥土搅拌桩的成形方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及岩土工程中对软弱土体加固和支护的一种变径搅拌桩，尤其是在加固不同土 层时，要求形成的不同直径水泥土搅拌桩体，以便有效提高地基的强度和刚度。

二、背景技术：

在对软弱土层进行加固和支护时，常常采用水泥浆与土体搅拌的方法，形成水泥土搅拌 桩体，从而使软弱地基的强度有较大的提高。目前常用的搅拌机具，所形成的水泥土搅拌桩 体是等直径的圆柱体。由于地基土体呈层状分布，各层土之间的强度和刚度都有一定的差异， 有的甚至差异非常大，因此，要求在对地基进行加固处理时，应针对不同的土层，形成不同 直径的水泥土搅拌桩体，从而使整个地基的处理，既能达到较高的强度和刚度要求，又能降 低施工成本和提高工效。可以说，能方便形成变直径水泥土搅拌桩的机具是地基处理技术领 域的一种新需求

三、发明内容：

利用目前常用的单轴或双轴水泥土搅拌机的动力系统、钻塔和牵引系统，通过改变其动 力控制和速度控制系统、搅拌轴的叶片结构，按地基处理需要，利用搅拌轴的旋转方向的变 化，伸长和缩短搅拌轴的叶片长度，实现在不同位置制成不同直径水泥土搅拌桩体的目的。

本发明专利的具体内容如下：

1、变径水泥土搅拌桩可伸缩叶片的结构形式

变径水泥土搅拌桩可伸缩叶片的结构形式如图1所示，该叶片由固定叶片、伸缩叶片、 转动销轴和定位销组成。当搅拌轴顺时针旋转时，可伸缩叶片呈折叠状态，搅拌叶片的直径 变小；当搅拌轴逆时针旋转时；可伸缩叶片展开，搅拌叶片的直径变大。

在施工过程中，搅拌叶片已钻进被加固土层中，四周均被土体和水泥浆液所包裹，这个 可伸缩叶片结构，必须在这种环境下，不出现卡死、土石块侵入堵死叶片伸缩的现象。我们 经在不同土层中的试验和工程实践，我们设计的这种叶片结构形式，不会出现打不开、收不 起来的现象。

2、变径水泥土搅拌桩可伸缩叶片的加工与制造

变径水泥土搅拌桩成形叶片采用高级坚硬合金钢铸造而成，按设计的尺寸要求进行钻眼 和加工销轴与定位销。

变径搅拌叶片的各部分尺寸如图2所示。

3、控制搅拌叶片伸缩的方法，

利用动力头的供电相位变化，改变水泥土搅拌桩机的搅拌轴的旋转方向，被搅拌土体对 搅拌叶片产生的阻力发生变化，利用这个搅拌土体阻力作用，便将可伸缩的搅拌叶片打开或 折叠起来，从而改变了搅拌叶片的长度，按这种方法形成的土泥土搅拌桩体直径便发生了变 化，从而可实现在不同位置形成不同直径水泥土搅拌桩体的目的。

如图1所示，当搅拌轴逆时针旋转，可伸缩搅拌叶片在土体阻力作用下自动打开。反之， 当搅拌轴顺时针旋转时，可伸缩搅拌叶片便在土体阻力作用下自动折叠起来，从而实现自动 改变搅拌叶片长度，形成不同直径搅拌桩的效果。

四、附图说明

图1变径水泥土搅拌桩可伸缩搅拌头的结构形式

1---搅拌轴、2--固定的叶片、3--定位销、4--转动销轴、5—处于折叠位置、6—可伸 缩的搅拌叶片、7—处于伸长位置、8—叶片折叠时的搅拌轴旋转方向。

图2变径搅拌可伸缩叶片的各部分尺寸

L0—固定的搅拌叶片长度；L1—可伸缩的搅拌叶片长度，按设计要求确定；L2—变径长度；

L3—搅拌轴距转动销轴的中心轴；L4—可伸缩的搅拌叶片一端距转动销轴的距离。1—搅拌轴。

五、具体实施方式

(1)测量定位；

(2)安装搅拌桩机并在搅拌轴上安装变径搅拌可伸缩叶片、相应的动力控制和搅拌旋转方向 控制器；

(3)按设计的桩径，控制相应的旋转方向，用旋转切削方式破碎软弱土体；

(4)通过钻轴中空管压注入水泥浆；

(5)一边搅拌一边喷注；

(6)到需变径的位置时，改变搅拌轴的旋转方法，便使搅拌桩机的可伸缩叶片收起或打开；

(7)按新的搅拌桩直径，控制水泥浆的流量和压力，一边搅拌一边注入水泥浆。