[发明专利]一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法

权利要求书

1.一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法，单轴搅拌桩机具是由动力装置、浆液输送管、钻杆、搅拌齿、搅拌框和钻头组成，其特征是，搅拌齿分为内搅拌齿和外搅拌齿；内搅拌齿布置在钻杆下部；外搅拌齿布置在搅拌框上；搅拌框的上下端利用轴套套接于钻杆上，外罩于钻杆搅拌齿上；内外搅拌齿相互啮合，并产生相对运动，保持了内外搅拌齿对搅破碎土体的状态。

2.根据权利要求1所述的一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法，其特征是，搅拌齿呈刀片状，搅拌齿斜交于钻杆的中轴面。

3.根据权利要求1所述的一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法，其特征是，沿钻杆轴向按一定间距分布3层以上的搅拌齿，每层设置2个以上的搅拌齿，并沿钻杆周边等距离布置。

4.根据权利要求1所述的一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法，其特征是，搅拌框是由2只以上开口矩形框架组成，开口矩形框架是由上下横板、竖板和外搅拌齿组成，上下横板将竖板的两端固定，再与钻杆上的轴套相连；多层的外搅拌齿设置在竖板的内侧，与竖板呈正交。

5.根据权利要求1所述的一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法，其特征是，开口矩形框架的上下横板呈立式布置，呈刀片状切入土体。

6.根据权利要求1所述的一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法，其特征是，在轴套的上下设置限位圈，限制搅拌框在钻杆上的移动。

7.根据权利要求1所述的一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法，其特征是，搅拌框布置在钻头的上面，将钻头旋转挤压破碎的土体罩入框内，并被反复破碎。

8.根据权利要求1所述的一种内外齿对搅式单轴搅拌桩机具及其施工方法，其特征是，中空钻杆内腔布置有二根送浆管，一根送浆管与搅拌框下面的底喷浆嘴相连；另一根送浆管与搅拌框顶部的顶喷浆嘴相连。

9.一种内外齿对搅式单轴搅拌桩施工方法，其特征是，具体步骤如下：

第一步：制浆系统和单轴搅拌机移动到位；并利用桩机控制系统校正搅拌桩的坐标、垂直度及施工参数的设置；

第二步：动力装置驱动钻杆带动钻头旋转下钻，同时施加轴向力将钻头压入地层，钻头旋转挤压使土体进入到搅拌框内；搅拌框在钻杆轴向力作用下插入到地层中；此时地层的阻力限制搅拌框转动，与钻杆产生相对运动，使钻杆的内搅拌齿与搅拌框上的外搅拌齿之间发生对搅，对进入搅拌框内的土体进行反复破碎。由于搅拌框竖板的侧限使进入搅拌框内的土体向孔壁外挤压，只能被搅拌齿不断切割与破碎；

第三步：从钻孔底部上提时，打开下喷浆嘴，将水泥浆喷入到破碎的土颗粒中，在搅拌框内被充分拌合，达桩端持力层上部时，钻杆停止上提转为下钻，下喷浆嘴打开，将水泥浆再次喷入到破碎的土颗粒中，在搅拌框内再次被充分破碎和拌合；

第四步：当钻杆到达桩底再次提升时，打开上喷浆嘴，将水泥浆又一次喷入到破碎的土颗粒中，被紧随其后的搅拌齿在搅拌框内再被充分拌合，这样形成更高强度的位于持力层位置的桩端。同时提高了土体切割以及与水泥浆混合的均匀性；同样，对于软弱夹层及需要强化加固的地层时，可通过增加喷浆量、地层的切割破碎次数来实现。