一种水泥搅拌桩钻头的制作方法

1.本实用新型涉及岩土工程地基处理施工机械领域，尤其涉及一种水泥搅拌桩钻头。


背景技术：

2.水泥搅拌桩是指软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。水泥搅拌桩按主要使用的施工做法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。二十世纪七十年代，开始用水泥搅拌桩加固软土地基，已有四十多年的历史，她是通过特制的深层搅拌机，将软土和水泥(固化剂)强制搅拌，并利用水泥和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使土体固结，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩。该工艺主要用于软土地基的处理。而水泥搅拌桩中钻头作为直接与地面接触的部件，其结构和材质要求较高。
3.常见的水泥搅拌桩钻头为四层结构，包括规格相同的三层水平搅拌叶片和一层垂直搅拌叶片。
4.中国专利申请号为201621192474.1的实用新型专利公开了一种节能强力自反力多向水泥土搅拌桩钻具，包括钻杆、齿轮轴、行星齿轮、齿圈套筒、行星齿轮底座和限位板，钻杆与齿轮轴固定连接，齿轮轴和行星齿轮位于齿圈套筒内，齿轮轴上的主齿轮与行星齿轮啮合，行星齿轮还与齿圈套筒的内齿啮合，行星齿轮通过转轴安装在行星齿轮底座上，齿轮轴的底部设有钻头，钻杆外侧设有正切叶片，齿圈套筒的外侧设有反转叶片。该实用新型可直接安装于普通单电机水泥土搅拌桩机上进行使用，实现多向水泥土搅拌桩的施工，并能强力穿透软土地基中可能出现的硬夹层。但是实际作业的过程中，由于地质有硬、有软、有单层、多层、有厚、有薄等地质条件十分复杂，原结构简单，叶片数量少，在复杂地质条件下搅拌效率低下、不能保证质量等技术问题。


技术实现要素：

5.因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种水泥搅拌桩钻头，解决现有技术中的搅拌桩钻头搅拌效率低，影响工作进程的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种水泥搅拌桩钻头，包括钻杆和设置于所述钻杆上的搅拌叶片，所述钻杆底部设置有钻头，所述搅拌叶片包括钻头搅拌叶片、第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片、第四搅拌叶片和倾斜搅拌叶片，所述钻头搅拌叶片、第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片、第四搅拌叶片和倾斜搅拌叶片自下而上依次设置于所述钻杆上，所述钻杆上设置有齿轮部，所述齿轮部上套设有齿圈套筒，所述齿圈套筒设置于所述第二搅拌叶片与所述第三搅拌叶片之间，所述齿圈套筒与所述齿轮部之间设置有至少三个行星齿轮，所述行星齿轮分别与所述齿轮部和所述齿圈套筒相啮合，所述齿圈套筒上一体成型的设置有多个垂直搅拌叶片，所述倾斜搅拌叶片与水
平面夹角为30
°
到45
°
。
7.进一步的，所述搅拌叶片的厚度为15mm到20mm。
8.进一步的，所述第一搅拌叶片与所述第四搅拌叶片的长度为13cm到15cm。
9.进一步的，所述第二搅拌叶片的长度为20cm到25cm。
10.进一步的，所述第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片及第四搅拌叶片均与水平面保持平行。
11.进一步的，所述倾斜搅拌叶片与所述第四搅拌叶片的竖直间距为18cm到20cm。
12.进一步的，所述钻杆内设置有喷射通道，所述钻头及钻杆周侧面上均设置有喷射口，所述喷射口与所述喷射通道相连通。
13.进一步的，所述喷射口喷射水泥浆或水泥粉。
14.通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：
15.1、通过设置有多重的搅拌叶片，能够提升工作效率，在相同的时间内达到工作效率最大化；钻杆上设置有齿轮部，齿轮部上设置有齿圈套筒，齿圈套筒通过行星齿轮与齿轮部相啮合，实现了在成桩过程中垂直搅拌叶片能够与钻杆进行反方向旋转，同样能够提高成桩的效率同时能够使水泥浆与泥土混合更加均匀且充分；所述垂直搅拌叶片与所述齿圈套筒固定连接，保证了第三搅拌叶片能够跟随齿圈套筒上的垂直搅拌叶片一同进行反方向旋转，提升混合效率；所述倾斜搅拌叶片与水平面夹角为30
°
到45
°
，能够提升搅拌效率同时不会带来过大的搅拌阻力。
16.2、搅拌叶片的厚度为15mm到20mm，保证了在进行成桩搅拌作业的过程中搅拌叶片有足够的刚度，避免工作过程中发生断裂的情况。
17.3、第一搅拌叶片与所述第四搅拌叶片的长度为13cm到15cm，避免太长会给搅拌叶片的根部带来更大的阻力，容易发生断裂的情况。
18.4、所述第二搅拌叶片的长度为20cm到25cm，同样是减少搅拌过程中叶片所受到的阻力。
19.5、所述第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片及第四搅拌叶片均与水平面保持平行，由于搅拌叶片主要用来混合水泥和泥土，故仅起到搅拌作用，通过与水平面保持平行来达到旋转阻力的最低。
20.6、通过设置有喷射通道和与其相连通的喷射口，可以实现在成桩的过程中通过喷射口将水泥浆输出，进而与软土进行混合搅拌，能够极大程度提升软土地基的硬度要求，便于后续施工。
附图说明
21.图1是本实用新型立体结构示意图；
22.图2是本实用新型正面结构示意图；
23.图3是本实用新型钻杆与齿圈套筒配合示意图；
24.图4是图2中a处放大图；
25.图5是图2中b处放大图。
具体实施方式
26.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
27.参考图1至图5，本实施例一提出一种水泥搅拌桩钻头，包括钻杆1和设置于所述钻杆1上的搅拌叶片，所述搅拌叶片的厚度为15mm，所述钻杆底部设置有钻头2，所述搅拌叶片包括钻头搅拌叶片21、第一搅拌叶片3、第二搅拌叶片4、第三搅拌叶片6、第四搅拌叶片7和倾斜搅拌叶片8，所述第一搅拌叶片3与所述第四搅拌叶片7的长度为13cm，所述第二搅拌叶片4的长度为20cm，所述钻头搅拌叶片21、第一搅拌叶片3、第二搅拌叶片4、第三搅拌叶片6、第四搅拌叶片7和倾斜搅拌叶片8自下而上依次设置于所述钻杆1上，所述第一搅拌叶片3、第二搅拌叶片4、第三搅拌叶片6及第四搅拌叶片7均与水平面保持平行，所述倾斜搅拌叶片8与所述第四搅拌叶片7的竖直间距为18cm，所述钻杆1上设置有齿轮部11，所述齿轮部11上套设有齿圈套筒9，所述齿圈套筒9设置于所述第二搅拌叶片4与所述第三搅拌叶片6之间，所述齿圈套筒9与所述齿轮部11之间设置有四个行星齿轮91，所述行星齿轮91分别与所述齿轮部11和所述齿圈套筒9相啮合，所述齿圈套筒9上一体成型的设置有两个垂直搅拌叶片5，所述倾斜搅拌叶片8与水平面夹角α为30
°
，所述钻杆1内设置有喷射通道(图中未示出，采用常规技术手段将钻杆1设置为中空直接形成喷射通道)，所述钻头2与钻杆1的周侧面上设置有喷射口22，所述喷射口22与所述喷射通道相连通，所述喷射口22用于喷射水泥浆或水泥粉。
28.上述搅拌叶片具体数量均可根据实际需求进行设定，而不限于两片，可以三片或者4片甚至更多；上述钻杆1为中空结构，喷射通道设置于中心轴线处，属常规结构故图中未示出；上述搅拌叶片的厚度可以为15mm到20mm之间任一数值，如18mm或者20mm，上述第一搅拌叶片3与第三搅拌叶片6的长度可以为13cm到15cm之间任一数值，如14cm或者15cm；上述第二搅拌叶片4的长度可以为20cm到25cm之间任一数值，如23cm或者25cm；上述倾斜搅拌叶片8与第四搅拌叶片7的竖直间距可以为18cm到20cm之间任一数值，如19cm或者20cm，其他搅拌叶片之间的竖直间距也可作相应参考；上述倾斜搅拌叶片8与水平面夹角α为还可以为30
°
到45
°
之间任一数值的角度，如40
°
或者45
°
；同时为了减少钻头下钻所产生的阻力，可以将搅拌叶片设置为刀锋状。
29.以下为实际生产工作中相关参数：
[0030][0031]
生产工作中可以在钻头钻机上的卷扬机的变速器上加装变频器，用于控制电机的转速，将转速控制在580～620转/min，使得下钻和提钻的速度控制在50-60cm/min，确保搅拌频率，还可以在搅拌桩机和后台制浆设备上加装智能检测设备及流量计，实时监控成桩数据。
[0032]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种水泥搅拌桩钻头，包括钻杆和设置于所述钻杆上的搅拌叶片，其特征在于：所述钻杆底部设置有钻头，所述搅拌叶片包括钻头搅拌叶片、第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片、第四搅拌叶片和倾斜搅拌叶片，所述钻头搅拌叶片、第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片、第四搅拌叶片和倾斜搅拌叶片自下而上依次设置于所述钻杆上，所述钻杆上设置有齿轮部，所述齿轮部上套设有齿圈套筒，所述齿圈套筒设置于所述第二搅拌叶片与所述第三搅拌叶片之间，所述齿圈套筒与所述齿轮部之间设置有至少三个行星齿轮，所述行星齿轮分别与所述齿轮部和所述齿圈套筒相啮合，所述齿圈套筒上一体成型的设置有多个垂直搅拌叶片，所述倾斜搅拌叶片与水平面夹角为30
°
到45
°
。2.根据权利要求1所述的一种水泥搅拌桩钻头，其特征在于：所述搅拌叶片的厚度为15mm到20mm。3.根据权利要求1所述的一种水泥搅拌桩钻头，其特征在于：所述第一搅拌叶片与所述第四搅拌叶片的长度为13cm到15cm。4.根据权利要求1所述的一种水泥搅拌桩钻头，其特征在于：所述第二搅拌叶片的长度为20cm到25cm。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的一种水泥搅拌桩钻头，其特征在于：所述第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片及第四搅拌叶片均与水平面保持平行。6.根据权利要求5所述的一种水泥搅拌桩钻头，其特征在于：所述倾斜搅拌叶片与所述第四搅拌叶片的竖直间距为18cm到20cm。7.根据权利要求6所述的一种水泥搅拌桩钻头，其特征在于：所述钻杆内设置有喷射通道，所述钻头及钻杆周侧面上均设置有喷射口，所述喷射口与所述喷射通道相连通。8.根据权利要求7所述的一种水泥搅拌桩钻头，其特征在于：所述喷射口喷射水泥浆或水泥粉。

技术总结
本实用新型涉及岩土工程地基处理施工机械领域，尤其涉及一种水泥搅拌桩钻头，包括钻杆和设置于所述钻杆上的搅拌叶片，所述钻杆底部设置有钻头，所述钻杆上设置有齿轮部，所述齿轮部上套设有齿圈套筒，所述齿圈套筒设置于所述第二搅拌叶片与所述第三搅拌叶片之间，所述齿圈套筒与所述齿轮部之间设置有至少三个行星齿轮，所述行星齿轮分别与所述齿轮部和所述齿圈套筒相啮合，所述齿圈套筒上一体成型的设置有多个垂直搅拌叶片，所述第三搅拌叶片与所述齿圈套筒固定连接，所述倾斜搅拌叶片与水平面夹角为30


技术研发人员：黄自跃 余根炎 陈阳平 余楚明 许少龙
受保护的技术使用者：福建第一公路工程集团有限公司
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2022/5/25