深层搅拌桩机操作规程

深层搅拌桩机操作规程使用说明书技术领域本发明涉及搅拌桩机技术领域，具体地说是一种钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法。

背景技术水泥土搅拌桩，因其施工工艺简单、造价低廉，广泛应用于软土地区地基处理、基坑工程土质改良。

但由于软土的成因多种多样，不同成因的软土在采用常规的搅拌桩机处理后，难以满足工程质量要求。

在节约成本和保证质量的双重前提下，从改进常规水泥土搅拌桩机钻具与施工工艺等角度入手，深入研究能提升水泥土搅拌桩桩身均匀性的方法和技术，从而达到在不提高水泥的掺入比的情况下就能提高成桩质量，是岩土工程亟待解决的问题。

发明内容本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种搅拌均匀、成桩质量稳定、施工效率高、成本低廉且设计合理、结构简单的钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法。

一种钻具，包括：用于连接桩机的钻杆、钻头、搅拌翼片，所述钻头设置在所述钻杆的一端，所述搅拌翼片周向设置在所述钻杆上；所述搅拌翼片包括依次设置在所述钻杆上的底层搅拌翼片、中层搅拌翼片、上层搅拌翼片，且所述底层搅拌翼片设置在靠近所述钻头的一端，所述搅拌翼片的结构安排和数量要符合下述条件：以钻杆旋转一周为一个周期，在该周期内，所有搅拌翼片对土体任一点的搅拌次数须大于20，并符合如下公式：N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn]]>其中，h——搅拌翼片的宽度(m)；β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；d——搅拌翼片的厚度(m)；∑Z——搅拌翼片的总数；n——钻具的回转数(rev/min)；V——钻具的提升速度(m/min)；N——搅拌次数；dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m)。

一种施工方法，应用钻具的深层搅拌桩机施工方法，包括如下步骤：①、定位：将安装有钻具的深层搅拌桩机移动到预定施工区域并定位；②、预拌下沉：开动搅拌机，待钻具运转正常后，将搅拌机垂直向下移动，通过钻具上的搅拌翼片边旋转、边切土、边下沉，直至设计深度；③、搅拌固化剂浆液：在步骤②中搅拌机下沉的同时，根据设计确定的渗入比拌制水泥浆液，待压浆前将浆液倒入集料斗中；④、提升喷浆和搅拌：搅拌机下沉到设计深度后，将制备的浆液压入地基中，边喷浆边旋转，以钻杆旋转一周为一个周期，在该周期内，所有搅拌翼片对土体任一点的搅拌次数须大于20，且搅拌次数符合如下计算公式：N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn]]>其中，h——搅拌翼片的宽度(m)；β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；d——搅拌翼片的厚度(m)；∑Z——搅拌翼片的总数；n——钻具的回转数(rev/min)；V——钻具的提升速度(m/min)；N——搅拌次数；dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m)；⑤、重复向上、向下搅拌：重复前次作业，直至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面；⑥、移位：将搅拌机移至下一桩位，重复上述步骤的施工。

一种钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法，其优点是：①、钻头中搅拌翼片的增加，结构简单，安装方便，无需更换动力系统即可工作，增加对土体的切割次数，确保搅拌土体任何一点搅拌次数提高50％以上，大大提高了搅拌效率，从而提升搅拌桩的成桩质量；②、各层翼片间的分布特点以及翼片与钻杆之间的角度设计，平衡了桩头旋转切割土体时的阻力，使钻头方便进入土体的同时搅拌更加均匀。

附图说明图1为钻具结构示意图；图2为钻具侧视图；图3为钻具俯视图；图4为搅拌翼片与钻杆结构示意图；图中，h——搅拌翼片的宽度(m)；β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；d——搅拌翼片的厚度(m)；dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m)；上述图中标号为：1、钻杆，11、空腔，12、第一输浆管道，13、第二输浆管道，14、钻杆连接扣；2、钻头，3、搅拌翼片，31、底层搅拌翼片，311、出浆孔，32、中层搅拌翼片，33、上层搅拌翼片。

具体实施方式一种钻具，包括：用于连接桩机的钻杆1、钻头2、搅拌翼片3，所述钻头2设置在所述钻杆1的一端，所述搅拌翼片3周向设置在所述钻杆1上；优选地，所述钻杆1与所述钻头2焊接；优选地，所述钻杆1长度为580～630mm；所述钻杆1包括沿所述钻杆1纵向设置的空腔11、用于输送水泥浆的第一输浆管道12、第二输浆管道13、用于与桩机钻杆连接的钻杆连接扣14，所述第一输浆管道12、所述第二输浆管道13均设置在所述空腔11内，且所述第一输浆管道12沿所述空腔11纵向设置，所述第一输浆管道12的出浆口设置在靠近所述钻头2的一端且与所述第二输浆管道13的入浆口连通，用于所述第一输浆管道12输送浆液至与所述第一输浆管道12垂直设置的所述第二输浆管道13内，通过所述第二输浆管道13的出浆口排出，所述钻杆连接扣14设置在所述钻杆1上远离所述钻头2的一端，所述搅拌翼片3的结构安排和数量要符合下述条件：以钻杆1旋转一周为一个周期，在该周期内，所有搅拌翼片3对土体任一点的搅拌次数须大于20，并符合如下公式：N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn]]>其中，h——搅拌翼片的宽度(m)；β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；d——搅拌翼片的厚度；∑Z——搅拌翼片的总数；n——钻具的回转数(rev/min)；V——钻具的提升速度(m/min)；N——搅拌次数；dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m)。

优选地，所述搅拌翼片3包括依次设置在所述钻杆1上的底层搅拌翼片31、中层搅拌翼片32、上层搅拌翼片33，所述底层搅拌翼片31设置在靠近所述钻头2的一端；所述底层搅拌翼片31与所述上层搅拌翼片33沿所述钻杆1平行设置，所述底层搅拌翼片31与所述中层搅拌翼片32沿所述钻杆1垂直设置，所述底层搅拌翼片31、所述中层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33与所述钻杆1的水平倾角均为10～15°，平衡了减小桩头旋转切割土体时的阻力和最大效率搅拌土体的矛盾，使所述钻头2在容易钻进的情况下更好地搅拌(翻转)土体，起到部份垂直方向搅拌作用；优选地，所述底层搅拌翼片31、所述中层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33宽度均为渐变式，其中根部宽度为84～90mm，端部宽度约为67～73mm；且各层搅拌翼片之间的间距为190～210mm，各翼片的长度可随成桩直径需要调节，安装方便，无需更换动力系统。

优选地，所述底层搅拌翼片31与所述钻杆1连接一端的端部开设有出浆孔311，用于横向设置在所述钻杆1内的所述第二输浆管道13穿过所述出浆孔311与所述底层搅拌翼片31相连，便于水泥浆喷出。

优选地，所述底层搅拌翼片31、所述中层搅拌翼片32、所述上层搅拌翼片33上设置的翼片均为两片，且每层的翼片对称设置在所述钻杆1上，提高搅拌效率。

一种施工方法，应用钻具的深层搅拌桩机施工方法，包括如下步骤：①、定位：将安装有钻具的深层搅拌桩机移动到预定施工区域并定位；②、预拌下沉：开动搅拌机，待钻具运转正常后，将搅拌机垂直向下移动，边旋转、边切土、边下沉，直至设计深度，所述设计深度根据实际操作而定；③、搅拌固化剂浆液：在步骤②中搅拌机下沉的同时，根据设计确定的渗入比拌制水泥浆液，待压浆前将浆液倒入集料斗中；④、提升喷浆和搅拌：搅拌机下沉到设计深度后，将制备的浆液压入地基中，边喷浆边旋转，以钻杆1旋转一周为一个周期，在该周期内，所有搅拌翼片3对土体任一点的搅拌次数须大于20，且搅拌次数符合如下计算公式：N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn]]>其中，h——搅拌翼片的宽度(m)；β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；d——搅拌翼片的厚度(m)；∑Z——搅拌翼片的总数；n——钻具的回转数(rev/min)；V——钻具的提升速度(m/min)；N——搅拌次数；dgsinβ+hgcosβ——搅拌翼片垂直投影高度(m)；⑤、重复向上、向下搅拌：重复前次作业，直至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面；⑥、移位：将搅拌机移至下一桩位，重复上述步骤的施工。

上述方法中，根据《建筑地基处理技术规范》，搅拌桩施工时，搅拌次数越多，则拌和越为均匀，水泥土强度也越高，但施工效率就降低。

试验证明，当加固范围内任一点的水泥土每遍经过20次的拌合，其强度即可达到较高值，每遍搅拌次计算公式为：其中：h——搅拌翼片的宽度(m)；β——搅拌翼片与钻杆的垂直夹角；∑Z——搅拌翼片的总数；n——钻具的回转数(rev/min)；V——钻具的提升速度(m/min)；N——搅拌次数；每遍搅拌次数N与h、β、∑Z、n成正比关系，与V成反比。

而根据规范公式含义及《地基处理手册》等相关解释，hcosβ计算所得应为搅拌翼片的垂直投影高度，当采用如本发明提供的等厚钢板加工钻具时，搅拌翼片的厚度不可忽略，规范公式不可直接适用于本发明的计算，假设搅拌翼片厚度为d，则搅拌翼片的垂直投影高度为dgsinβ+hgcosβ(如图4所示)，因此，搅拌次数计算公式为N=(h cosβ+d sinβ)ΣZVn.]]> 其中，搅拌翼片与钻杆的垂直夹角为75～80°，搅拌翼片的片数大于6；当取h＝0.07m，β＝77°，n/V>74，N>20，d＝0.03m，∑Z＝6时，确保搅拌土体任何一点搅拌次数提高50％以上；优选地，所述水泥浆液中水灰比为0.55:1。

一种钻具及应用钻具的深层搅拌桩机施工方法，其优点是：①、钻头中搅拌翼片的增加，结构简单，安装方便，无需更换动力系统即可工作，增加对土体的切割次数，确保搅拌土体任何一点搅拌次数提高50％以上，大大提高了搅拌效率，从而提升搅拌桩的成桩质量；②、各层翼片间的分布特点以及翼片与钻杆之间的角度设计，平衡了桩头旋转切割土体时的阻力，使钻头方便进入土体的同时搅拌更加均匀。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

深层搅拌桩机操作规程1、安装钻机前，应掌握勘探资料，并确认地址条件符合该钻机的要求，地下无埋设物，作业范围内无障碍物，施工机械与架空输电线路的安全距离符合规定。

2、安装钻机时，钻机钻架基础应夯实、整平。

钻机钻架下应铺设枕木，应保持整机处于水平状态。

3、钻机的安装和钻头的组装应按照说明书规定进行，竖立或放在钻架时，应有熟练的专业人员进行。

4、作业前重点检查项目应符合下列要求：（1）、各部件安装紧固，钻动部位和传动带有防护罩，钢丝绳完好，离合器、制动带功能良好；（2）、润滑油符合规定，各管路接头密封良好，无漏电、漏气、漏水现象。

（3）、电器设备齐全、电路配置完好。

（4）、输浆计量器具应按相关规定完成检定方可使用。

（5）、钻机作业范围内无障碍物。

5、作业前，应将各部操纵手柄先置于空挡位置，用人力盘动无卡阻，在启动电动机空载运转，确认一切正常后，方可作业。