專(zhuān)利名稱(chēng)：鉆穴機(jī)及用其在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的鉆穴機(jī)及一種用該機(jī)在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)的方法，以及一種更實(shí)用的在土質(zhì)地基內(nèi)建造地下截水墻、坍方防護(hù)墻或基樁之類(lèi)的方法。
在現(xiàn)有技術(shù)中，早期公開(kāi)的日本專(zhuān)利No.05-346020提出通過(guò)機(jī)械攪動(dòng)和注入固結(jié)液在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)。如圖22所示，該方法采用一臺(tái)帶轉(zhuǎn)桿2H的鉆穴機(jī)。轉(zhuǎn)桿2H上有一對(duì)攪動(dòng)翼60H，這對(duì)攪動(dòng)翼60H沿轉(zhuǎn)桿2H的軸向相互隔開(kāi)設(shè)置。每個(gè)攪動(dòng)翼60H上有一噴射固結(jié)液的噴咀15H。攪動(dòng)翼60H轉(zhuǎn)桿2H上的布局能使任一噴嘴15H噴出的固結(jié)液與另一噴嘴噴出的固結(jié)液相觸及。
現(xiàn)有技術(shù)中的改良基礎(chǔ)包括一直徑為D1的中心樁P1和直徑為D2的環(huán)樁P2。中心樁P1由攪動(dòng)翼60H將鉆出的泥土與轉(zhuǎn)桿頂部噴嘴14H噴出的固結(jié)液攪拌及混合而形成。在形成中心樁的同時(shí)，噴嘴15H噴出的固結(jié)液與繞中心樁P1周?chē)哪嗤列纬森h(huán)樁P2。
然而，一旦任一噴嘴15H噴出的固結(jié)液在與另一噴嘴噴出的固結(jié)液相觸及之前被如石塊之類(lèi)的障礙物所攔截，就很難使固結(jié)液在環(huán)樁P2內(nèi)與泥土實(shí)現(xiàn)充分的混合和攪動(dòng)，并精確地形成直徑為D2的環(huán)樁P2。
再者，中心樁P1內(nèi)鉆出的泥土與固結(jié)液的混合狀態(tài)與環(huán)樁P2內(nèi)二者的混合狀態(tài)亦不同，因?yàn)橹行臉禤1內(nèi)的泥土主要由攪動(dòng)翼60H使其與固結(jié)液混合，而環(huán)樁P2內(nèi)的泥土主要由噴嘴15H噴出的固結(jié)液而不是因攪動(dòng)翼60H來(lái)挖掘。因此，很難在土質(zhì)地基內(nèi)形成一整體均勻的改良基礎(chǔ)。
此外，如果二個(gè)噴嘴15H噴出的固結(jié)液相交后的匯流方向成水平或上斜方向的話(huà)，有可能使地基拱起或?qū)⒛嗤链档礁牧蓟A(chǔ)的外面。萬(wàn)一這類(lèi)吹出的泥土打在工人身上，工人就會(huì)受到重創(chuàng)。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種改進(jìn)的鉆穴機(jī)和一種用該鉆穴機(jī)在一土質(zhì)地基內(nèi)形成一改良基礎(chǔ)樁或墻的方法。鉆穴機(jī)由至少一根其頂端有一鉆頭的轉(zhuǎn)桿、一個(gè)含至少一個(gè)可伸縮攪動(dòng)翼的位于鉆頭上方的攪拌器、以及至少一個(gè)沿下斜方向噴射固結(jié)液的噴嘴組成。攪動(dòng)翼可有選擇地伸出或縮進(jìn)以改變繞著轉(zhuǎn)桿軸線(xiàn)的攪拌器的外徑。噴嘴置于攪拌器的上方以使從其中射出的固結(jié)液能觸及處于伸出位置的攪拌器。
改良基礎(chǔ)樁可用該鉆穴機(jī)以下述方法均勻地形成。轉(zhuǎn)桿插入土質(zhì)地基內(nèi)預(yù)定深度以在其內(nèi)形成一孔穴，這時(shí)攪動(dòng)翼縮進(jìn)且噴咀不噴固結(jié)液。隨后，邊轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)桿邊使其從孔穴底部往回抽，回抽時(shí)攪動(dòng)翼伸出且噴咀向孔周?chē)哪嗤羾姽探Y(jié)液。就這樣，以固結(jié)液沖刷泥土并以就地與其混和、攪拌的方式來(lái)擴(kuò)大孔穴的直徑。最終，直徑比孔穴大的改良基礎(chǔ)樁就可在土質(zhì)地基內(nèi)均勻地形成。本發(fā)明鉆穴機(jī)轉(zhuǎn)桿在回抽時(shí)，即使噴嘴噴出的固結(jié)液在觸及伸出的攪動(dòng)翼前就被諸如硬土塊之類(lèi)的障礙物攔截，而使未被固結(jié)液擊碎的少量泥土仍留在土質(zhì)地基內(nèi)孔穴50的周壁上的話(huà)，伸出攪動(dòng)翼61仍能將其擊碎。因此，具有如意直徑的改良基礎(chǔ)樁51能在土質(zhì)地基內(nèi)精確地形成。而且，由于固結(jié)液總是下斜噴射，因此即使回抽到孔穴50的入口周緣處仍能安全地繼續(xù)作業(yè)而不會(huì)因固結(jié)液噴射而使土質(zhì)地基拱起或?qū)⒛嗤链党隹籽ㄍ狻?br> 因此，本發(fā)明的主要目的是推出一種改進(jìn)的鉆穴機(jī)，以及一種用該鉆穴機(jī)在土質(zhì)地基內(nèi)安全而精確地形成改良基礎(chǔ)的方法。
也可采用多轉(zhuǎn)桿鉆穴機(jī)有效地在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)墻。每根轉(zhuǎn)桿與上文介紹的轉(zhuǎn)桿實(shí)際上一樣。即使如此，進(jìn)行鉆穴作業(yè)時(shí)，每根轉(zhuǎn)桿鉆出的孔穴與相鄰轉(zhuǎn)桿鉆出的孔穴并不重疊。而然后進(jìn)行回抽作業(yè)時(shí)，由每根轉(zhuǎn)桿上噴嘴噴出的固結(jié)液及伸出攪動(dòng)翼所形成的攪拌混合域則與相鄰轉(zhuǎn)桿的攪拌及混合域部分地重疊，以形成改良基礎(chǔ)墻。
下文對(duì)較佳實(shí)施例結(jié)合附圖所進(jìn)行的描述更能體現(xiàn)本發(fā)明的其它特征、目的及優(yōu)點(diǎn)。


圖1本發(fā)明第一實(shí)施例中采用的鉆穴機(jī)側(cè)視總圖;
圖2鉆穴機(jī)鉆桿主夾緊裝置平面圖;
圖3主夾緊裝置立體圖;
圖4顯示鉆桿輔助夾緊裝置的夾緊方法;
圖5本發(fā)明鉆桿正視圖;
圖6A至6E顯示用圖5鉆桿在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)樁的過(guò)程;
圖7顯示在圖5鉆桿旋轉(zhuǎn)且噴射固結(jié)液時(shí)獲得的攪拌及混合域;
圖8顯示在圖5鉆桿旋轉(zhuǎn)、回抽且噴射固結(jié)液時(shí)所獲得的攪拌及混合域;
圖9顯示圖5鉆桿按本發(fā)明方法從一傾斜孔穴中回抽時(shí)所產(chǎn)生的自恢復(fù)力;
圖10處于縮進(jìn)狀態(tài)的帶可伸縮攪動(dòng)翼的攪拌器的橫截面圖;
圖11處于伸出狀態(tài)的攪拌器的橫截面圖;
圖12另一種處于伸出狀態(tài)的帶可伸縮攪動(dòng)翼的攪拌器的正視圖;
圖13處于縮進(jìn)狀態(tài)的圖12攪拌器的正視圖;
圖14顯示如何伸出或縮進(jìn)圖12的攪拌器;
圖15是處于伸出狀態(tài)的，帶可伸縮攪動(dòng)翼的又一攪拌器的橫向平面視圖;
圖16顯示如何伸出或縮進(jìn)圖15的攪拌器;
圖17本發(fā)明第二實(shí)施例中采用的多鉆桿鉆穴機(jī)的正視圖;
圖18本發(fā)明鉆桿的正視圖;
圖19A至19E顯示采用圖18鉆桿在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)墻的過(guò)程;
圖20顯示在圖18鉆桿旋轉(zhuǎn)并噴射固結(jié)液時(shí)所獲得的攪拌及混合域;
圖21顯示在圖18鉆桿旋轉(zhuǎn)、回抽且噴射固結(jié)液時(shí)所獲得的攪拌及混合域;
圖22現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)桿正視圖。
第一實(shí)施例圖1系一臺(tái)該實(shí)施例中采用的、置于土質(zhì)地基上的鉆穴機(jī)1，鉆穴機(jī)1包括一鉆桿2、一直立于土質(zhì)地基上的塔架3、一容納鉆桿2的驅(qū)動(dòng)裝置及可轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)夾緊鉆桿2的主夾緊裝置30的可移動(dòng)殼體4、以及鉆穴機(jī)1的操作單元5?？梢苿?dòng)殼體4借助于鋼絲繩或鏈沿塔架3上的導(dǎo)軌6在圖1所示的垂直行程Y內(nèi)上下移動(dòng)。鉆穴機(jī)1還包括一鉆桿2的輔夾緊裝置40，它鄰近于垂直行程Y的上終端。
如圖2和圖3所示，鉆桿2穿過(guò)轉(zhuǎn)筒31并與轉(zhuǎn)筒31內(nèi)表面滑動(dòng)接觸。轉(zhuǎn)筒31由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并有一對(duì)沿徑向延伸的水平通孔32。夾臂33分別沿轉(zhuǎn)筒31的徑向滑入水平通孔32。鉆桿2可夾緊在夾臂33的垂直端34之間。夾臂33的斜端35分別從水平通孔32向外突伸。
連接件20由一帶穿鉆桿2的中心通孔22的底盤(pán)21和一對(duì)在底盤(pán)21上伸出的立桿23組成。立桿23的楔形端24分別與夾臂33的斜端35滑動(dòng)接觸。帶穿鉆桿2的中心通孔26的盤(pán)臺(tái)25由置于鉆桿2周緣處的一對(duì)液力升降器36帶動(dòng)而上下移動(dòng)。在底盤(pán)21與盤(pán)臺(tái)25之間有滾珠軸承27故連接件20可在盤(pán)臺(tái)25上繞鉆桿2旋轉(zhuǎn)。同樣，當(dāng)盤(pán)臺(tái)25由液力升降器36帶動(dòng)而上下移動(dòng)時(shí)，連接件20與滾珠軸承27一起也上下移動(dòng)。
當(dāng)連接件20由液力升降機(jī)36帶動(dòng)而向上移動(dòng)時(shí)，夾臂33的斜端35分別在立桿23的楔形端24上滑動(dòng)從而閉合夾臂133垂直端34之間的距離。其結(jié)果，鉆桿2被緊緊地夾在夾臂133之間。當(dāng)轉(zhuǎn)筒31由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置而旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)筒31的旋轉(zhuǎn)通過(guò)夾臂33而傳遞至鉆桿2。盡管轉(zhuǎn)筒31的旋轉(zhuǎn)通過(guò)夾臂33也傳遞至連接件20，但連接件20借助于前文所述的滾珠軸承27可與鉆桿2一起旋轉(zhuǎn)。因此，通過(guò)上下移動(dòng)可移動(dòng)殼體4可使鉆桿2在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)入或抽離土質(zhì)地基。
反之當(dāng)連接件20由液力升降器36帶動(dòng)而向下移動(dòng)時(shí)，鉆桿2與夾臂33垂直端34間的夾緊狀態(tài)被解除。因此，由于轉(zhuǎn)筒31的旋轉(zhuǎn)沒(méi)有被傳遞至鉆桿2，上下移動(dòng)可移動(dòng)殼體4就能不帶動(dòng)鉆桿2。尤其當(dāng)鉆桿2與主夾緊裝置30間的夾緊狀態(tài)被解除時(shí)，最好鉆桿2被穩(wěn)固支承其的輔助夾緊裝置40夾住。例如，輔助夾緊裝置40由一對(duì)夾緊件41組成，每個(gè)夾緊件41有一偏心軸42。當(dāng)每個(gè)夾緊件41按圖4中箭頭所示方向繞偏心軸42轉(zhuǎn)動(dòng)，以閉合夾緊件41之間的距離時(shí)，鉆桿2即被夾緊件41夾住。
如圖5所示，鉆桿2由下桿11、使下桿11到達(dá)土質(zhì)地基內(nèi)預(yù)定深度的上桿、以及連接上桿10與下桿11的接頭12組成。下桿11由桿端鉆頭13、桿端噴液噴嘴14、一對(duì)下斜噴射固結(jié)液的噴嘴15、有一對(duì)可伸縮攪動(dòng)翼61的攪拌器60和螺旋片17組成。液體按圖5中箭頭B所示的方向從桿端噴嘴14噴出以便使鉆桿2容易進(jìn)入土質(zhì)地基。通常，以稀釋的水泥漿或水泥漿混合液、膨潤(rùn)土之類(lèi)的東西作為噴射液。噴嘴15設(shè)在鉆桿2上攪拌器60的上方。水泥漿、主份是水泥漿的混合液或合成樹(shù)脂液之類(lèi)的液體常被用作固結(jié)液。攪拌器60的攪動(dòng)翼61可有選擇地伸出或縮進(jìn)以改變繞著鉆桿2軸線(xiàn)的攪拌器60的外徑。攪拌器60布局在鉆桿2上可使噴嘴15噴出的固結(jié)液觸及處于伸出狀態(tài)的攪動(dòng)翼61處。圖5中的P點(diǎn)系指固結(jié)液觸及攪動(dòng)翼61處。
如圖10和圖11所示，攪拌器60由攪動(dòng)翼61、呈長(zhǎng)方形的頂部法蘭62和底部法蘭63、以及置于頂部法蘭62與底部法蘭63之間的菱形角柱體狀的筒段64組成。一對(duì)銷(xiāo)子65從底部法蘭62的兩對(duì)角穿至頂部法蘭63的相應(yīng)兩對(duì)角。攪動(dòng)翼61的樞軸端66分別與銷(xiāo)子65嚙合以使每個(gè)攪動(dòng)翼61可繞銷(xiāo)子65旋轉(zhuǎn)，繼而使攪拌器60攪動(dòng)翼伸出或縮進(jìn)。最好攪動(dòng)翼61的自由端有切割頭67，以有助于進(jìn)行回抽作業(yè)。當(dāng)處于縮進(jìn)狀態(tài)的攪拌器60按圖10中箭頭R所示，繞鉆桿2的軸線(xiàn)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，攪動(dòng)翼61分別繞銷(xiāo)子65逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，攪拌器60改變成圖11所示的伸出狀態(tài)，反之，當(dāng)處于伸出狀態(tài)的攪拌器60按圖11中箭頭L所示繞鉆桿2的軸線(xiàn)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，攪動(dòng)翼61分別繞銷(xiāo)子65順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，攪拌器60改變成圖10所示的縮進(jìn)狀態(tài)。
而且最好鉆桿2在上述攪拌器60處有一如圖12至14所示的攪拌器60A，攪拌器60A包括一對(duì)折疊機(jī)構(gòu)，以及有中心鉆桿2通孔的頂盤(pán)62A和底盤(pán)63A。每個(gè)折疊機(jī)構(gòu)包括在其一端有一連接部分64A的攪動(dòng)翼61A、一油壓裝置65A、一可使油壓裝置65A繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的第一銷(xiāo)子66A、以及一可使攪動(dòng)翼61A繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的第二銷(xiāo)子67A。一個(gè)折疊機(jī)構(gòu)的第一銷(xiāo)子66A和第二銷(xiāo)子67A相對(duì)于鉆桿2軸線(xiàn)分別與另一折疊機(jī)構(gòu)的那些銷(xiāo)子或中心對(duì)稱(chēng)。油壓裝置65A的可伸縮筒68A與攪動(dòng)翼61A的連接部分64A相連接，這樣，當(dāng)油壓裝置65A使可伸縮筒68A縮進(jìn)時(shí)，攪動(dòng)翼61A可按圖14中箭頭L′所示方向繞第二銷(xiāo)子67A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，攪拌器60A變成圖12所示的伸出狀態(tài)。反之，當(dāng)油壓裝置65A使可伸縮筒68A伸出時(shí)，攪動(dòng)翼61A可按圖14中箭頭R′所示方向繞第二銷(xiāo)子67A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，攪拌器60A變成圖13所示的縮進(jìn)狀態(tài)。在圖14中，攪動(dòng)翼61A的虛線(xiàn)指處于縮進(jìn)狀態(tài)的攪拌器60A，而實(shí)線(xiàn)系指處于伸出狀態(tài)的攪拌器60A。
若能如圖15和圖16所示鉆桿2在上述攪動(dòng)器60處裝攪拌器60B則更好。攪拌器60B攪動(dòng)翼61B的伸縮方式基本上與攪拌翼61A的伸縮方式相同，不同的是攪拌翼61B如圖16所示沿著含鉆桿2軸線(xiàn)的一垂直平面移動(dòng)。在圖16中，攪拌翼61B的虛線(xiàn)系指處于縮進(jìn)狀態(tài)的攪拌器60B，而實(shí)線(xiàn)系指處于伸出狀態(tài)的攪拌器60B。
利用上述鉆穴機(jī)1，按本發(fā)明下述方法作業(yè)，可在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)樁。本發(fā)明方法包括，圖6A和6B所示的鉆穴作業(yè)以及圖6C至6E所示的鉆桿2的回抽作業(yè)。鉆穴時(shí)，邊旋轉(zhuǎn)鉆桿2，邊從頂部噴嘴14噴射液體，靠鉆頭13在土質(zhì)地基內(nèi)鉆出孔穴50。作業(yè)時(shí)，攪動(dòng)翼61縮進(jìn)，噴嘴15不噴固化液。鉆穴作業(yè)進(jìn)行直到孔穴50達(dá)到圖6B所示的預(yù)定深度為止。鉆穴時(shí)，螺旋片17有助于將鉆出來(lái)的泥土松軟地留在孔穴50內(nèi)。此外，由于部分鉆出來(lái)的泥土被排在孔穴50的外面，這可以防止過(guò)量液體溢出孔穴50。
回抽時(shí)，鉆桿2邊旋轉(zhuǎn)邊從孔穴50的底部抽出;這時(shí)，頂部噴嘴14停止噴液體，而攪動(dòng)翼61則伸出，同時(shí)，噴嘴15向孔穴50周?chē)哪嗤羾娚涔袒?，以擊碎泥土進(jìn)而擴(kuò)大孔穴50的直徑，其作業(yè)方式如同就地使固化液和泥土攪拌和混合。這樣，在土質(zhì)地基內(nèi)便形成了圖6E所示的直徑大于孔穴50的改良基礎(chǔ)樁。由于固化液總是以下斜方向噴射，故即使在孔穴50的入口周緣處也能安全地繼續(xù)進(jìn)行回抽作業(yè)而固化液也不會(huì)使土質(zhì)地基拱起或?qū)⒛嗤链档娇籽ǖ耐饷?。改良基礎(chǔ)樁51的直徑基本上等于處于伸出狀態(tài)的攪拌器60的直徑。
采用本方法時(shí)，由于孔穴50周?chē)哪嗤潦紫缺粐娮?5噴出的固化液擊碎，故可減少回抽作業(yè)中偶然施加在攪拌器60上的脈沖負(fù)載。因此，可有效地進(jìn)行回抽作業(yè)而無(wú)損傷攪拌器60之憂(yōu)。此外，即使噴嘴15噴出的固化液在觸及處于伸出狀態(tài)的攪動(dòng)翼61前即被諸如硬土塊之類(lèi)的障礙物所攔截，而使少量未被固化液擊碎的泥土留在土質(zhì)地基內(nèi)孔穴50周?chē)鷷r(shí)，處于伸出狀態(tài)的攪動(dòng)翼61仍可將其破碎。為此，具有所需直徑的改良基礎(chǔ)樁51能在土質(zhì)地基內(nèi)精確地形成。
轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿2并從噴嘴15下斜方向噴射固化液時(shí)，固化液的軌跡呈圖7所示的錐形曲面X，與轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿并以大致水平方向噴射固化液以獲得兩維攪拌及混合域相比，本發(fā)明的攪拌及混合域是三維的，因而其攪拌和混合是有效的。當(dāng)鉆桿從位置A回抽至圖8所示的位置C時(shí)，由鉆桿2轉(zhuǎn)動(dòng)和噴嘴15噴射固化液所產(chǎn)生的三維(近似錐形)攪拌及混合域從X1移到X3。另一方面，鉆桿2的回轉(zhuǎn)和伸出狀態(tài)的攪動(dòng)翼61，提供了圖7所示的圓形攪拌及混合域。因此，這些攪拌及混合域的結(jié)合為回抽作業(yè)提供了更有效的攪拌和混合。
順便指出，用鉆桿2在土質(zhì)地基內(nèi)鉆穴時(shí)，常常因鉆穴時(shí)鉆頭13與土質(zhì)地基間接觸壓力而使鉆桿斜向插入，這樣，在土質(zhì)地基內(nèi)鉆出了傾斜孔穴52。然而，即使在鉆穴作業(yè)時(shí)鉆成這種圖9所示的傾斜孔穴52，回抽作業(yè)時(shí)仍能形成垂直精度有所提高的改良基礎(chǔ)樁。即，鉆桿以圖9箭頭T所示的回抽力從傾斜孔穴52中抽出，回抽時(shí)鉆桿2旋轉(zhuǎn)，攪拌器60的攪動(dòng)翼61伸出，并噴射固化液。由于接觸壓力消失，傾斜孔穴52周?chē)哪嗤劣直粐娮?5噴出的固化液軟化，鉆桿2的自恢復(fù)力有效地沿圖9箭頭M的方向起作用。其結(jié)果，傾斜孔穴52內(nèi)彈性變形的鉆桿一旦開(kāi)始回抽作業(yè)便迅速恢復(fù)原狀。這樣，不管孔穴是否傾斜，由隨后繼續(xù)進(jìn)行的、在鉆桿恢復(fù)原狀下的回抽作業(yè)，可在土質(zhì)地基內(nèi)形成垂直的改良基礎(chǔ)樁。圖9中箭頭V表示回抽力T的垂直分量。
第二實(shí)施例為了在土質(zhì)地基內(nèi)有效地形成一改良基礎(chǔ)墻，最好采用圖17所示的多鉆桿2C鉆穴機(jī)1C。每根鉆桿2C基本上與第一實(shí)施例中的鉆桿2相同。即，鉆桿2C由一鉆頭13C、一噴射液體的頂部噴嘴14C、一對(duì)下斜方向噴射固化液的噴嘴15C、帶一對(duì)可伸縮攪動(dòng)翼61C的攪拌器60C以及螺旋片17C組成。攪拌器60C的攪動(dòng)翼61C可有選擇地伸出和縮進(jìn)以及改變其繞鉆桿2軸線(xiàn)的外徑，攪拌器60C布置在鉆桿2C上，使噴嘴15C噴出的固化液觸及處于伸出狀態(tài)的攪拌翼61C處。每根鉆桿2C上的噴嘴15C和攪拌器60C與相鄰鉆桿2C上的這些部件軸向按圖18所示錯(cuò)開(kāi)，以防止相鄰鉆桿2C上的處于伸出狀態(tài)的攪動(dòng)翼61C發(fā)生碰撞。而且，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿2C以防止相鄰鉆桿2C之間的固化液發(fā)生碰撞。如果需要的話(huà)，可按圖20所示，在鉆桿2E上裝配噴嘴15E和攪拌器60E。在這種情況下，需要轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿2E以防止相鄰鉆桿2E之間的處于伸出狀態(tài)的攪動(dòng)翼61E發(fā)生碰撞。圖18中的箭頭系指固化液和液體的噴射方向。
鉆桿2C穿過(guò)系梁件70C，系梁件70C可按圖18所示與鉆桿2C一起插入土質(zhì)地基，系梁件70C有助于保持相鄰鉆桿2C之間的距離，當(dāng)然，鉆桿2C由系梁件70C上的軸承段72C可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。系梁件70C上還設(shè)有多個(gè)向下噴液體的輔助噴嘴71C，以便于系梁件70C進(jìn)入土質(zhì)地基。標(biāo)號(hào)73C系輔助噴嘴71C的供液軟管。
用鉆桿2C，按本發(fā)明下述方法可在土質(zhì)地基內(nèi)有效地形成改良基礎(chǔ)墻51C。該方法包括，圖19A和19B所示的鉆穴作業(yè)以及圖19C至19E所示的鉆桿2C回抽作業(yè)。鉆穴時(shí)，邊旋轉(zhuǎn)鉆桿2C，邊從頂部噴嘴14C和輔助噴嘴71C噴射液體，靠鉆頭13C在土質(zhì)地基內(nèi)鉆出孔穴50。作業(yè)時(shí)，攪動(dòng)翼61C縮進(jìn)，噴嘴15C不噴固化液。鉆穴作業(yè)進(jìn)行孔穴50達(dá)到預(yù)定深度為止。每根鉆桿2C上的鉆頭13C和螺旋片17C的旋轉(zhuǎn)半徑設(shè)定成一根鉆桿2C鉆出來(lái)的孔不會(huì)與其相鄰鉆桿2C鉆出來(lái)的孔相量疊，并保持圖19B中的間距5。每個(gè)50C孔穴如圖19B所示由一矩形孔53C與相鄰50C孔穴相連，矩形孔53C由輔助噴嘴71C噴射的液體沖出。
接著，鉆桿2C從孔穴50C的底部回插?；爻闀r(shí)，鉆桿2C旋轉(zhuǎn)但頂部噴嘴14C及輔助噴嘴71C停止噴射液體，而攪拌翼61C則伸出，同時(shí)，噴嘴15C向孔穴50C周?chē)哪嗤凉袒阂詳U(kuò)大孔穴的直徑，從而使每個(gè)鉆桿2C形成的改良基礎(chǔ)樁與相鄰鉆桿2C形成的改良基礎(chǔ)樁部分重疊，最終形成圖19D所示的改良基礎(chǔ)墻51C，改良基礎(chǔ)墻51C可用作地下截水墻、坍方防護(hù)墻、基樁之類(lèi)，還可用來(lái)加強(qiáng)松軟的地基。旋轉(zhuǎn)鉆桿2E并從噴嘴15E下斜方向噴射固化液時(shí)，鉆桿2E上噴嘴15E噴出的固化液的軌跡呈圖20所示的錐形(X、Y和E)曲面。由每根鉆桿噴嘴15E噴射的固化液體和攪動(dòng)翼61E所形成的三維(近似錐形)攪拌及混合域部分地與相鄰鉆桿2E的攪拌及混合重疊。在這種情況下，每根鉆桿2E的轉(zhuǎn)向與相鄰鉆桿2E的轉(zhuǎn)向相反。當(dāng)鉆桿2E從位置A回抽至位置C，鉆桿2E轉(zhuǎn)動(dòng)和噴射固化液所產(chǎn)生的攪拌及混合域分別如圖21所示從X1、Y1、Z1移至X3、Y3和Z3，從而，產(chǎn)生了有效的攪拌和混合。
在上述實(shí)施例中，從本發(fā)明的改良基礎(chǔ)樁或墻的強(qiáng)度上考慮，最好采用含增強(qiáng)纖維的固化液。纖維可從鋼纖維、合成樹(shù)脂及它們的混合物中選取。比如，增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度和直徑可分別從3至6厘米以及0.3至1.5毫米的范圍內(nèi)選取。
權(quán)利要求
1.用于在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)的具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)桿的鉆穴機(jī)，所述轉(zhuǎn)桿包括置于所述轉(zhuǎn)桿頂端的鉆穴機(jī)構(gòu)；具有至少一個(gè)置于所述鉆穴機(jī)構(gòu)上方的可伸縮攪動(dòng)翼的攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪動(dòng)翼可有選擇地伸出或縮進(jìn)以改變所述攪拌機(jī)構(gòu)繞所述轉(zhuǎn)桿軸線(xiàn)的外徑；以及至少一個(gè)用于下斜方向噴射固化液的噴嘴，該噴咀置于所述攪拌機(jī)構(gòu)上方使其噴射出的所述固化液可觸及處于伸出狀態(tài)的所述攪動(dòng)翼的部位。
2.一種權(quán)利要求1所述的鉆穴機(jī)在土質(zhì)地基內(nèi)形成所述改良基礎(chǔ)的方法，該方法包括下列作業(yè)通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)桿，同時(shí)使所述攪動(dòng)翼處于所述縮進(jìn)狀態(tài)，且不從所述噴嘴噴射固化液，在土質(zhì)地基上進(jìn)行鉆穴直到所述孔穴鉆至預(yù)定深度，并在土質(zhì)地基內(nèi)形成孔穴的鉆穴;以及從所述孔穴的底部回抽所述旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)桿，使所述攪動(dòng)翼處于所述伸出狀態(tài)，且從所述噴嘴向所述孔穴周?chē)哪嗤羾娚渌龉袒阂該羲槟嗤?，以就地進(jìn)行所述固化液與泥土的混合及攪拌方式擴(kuò)大所述孔穴的直徑，從而形成直徑大于所述孔穴的所述改良基礎(chǔ)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述鉆穴機(jī)有多個(gè)所述轉(zhuǎn)桿。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述鉆穴作業(yè)時(shí)，每個(gè)所述轉(zhuǎn)桿鉆出的所述孔穴不與相鄰轉(zhuǎn)桿鉆出的所述孔穴相重疊。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述回抽作業(yè)時(shí)，每個(gè)所述轉(zhuǎn)桿的所述噴嘴噴射的所述固化液與處于所述伸出狀態(tài)的所述攪動(dòng)翼所形成的攪拌及混合域部分地與相鄰所述轉(zhuǎn)桿的攪拌及混合域重疊。
全文摘要
用一至少有一根轉(zhuǎn)桿的鉆穴機(jī)在土質(zhì)地基內(nèi)形成改良基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)桿包括一鉆頭、一具有可伸縮攪動(dòng)翼的攪拌器和至少一個(gè)下斜方向噴射固化液體的噴嘴。固化液觸及處于伸出狀態(tài)的攪動(dòng)翼。本方法中，轉(zhuǎn)桿在土質(zhì)地基內(nèi)被按預(yù)定深度以形成一孔穴，這時(shí)，攪動(dòng)翼縮進(jìn)且噴嘴不噴固化液。接著將旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)桿抽出孔穴，這時(shí)攪動(dòng)翼伸出，噴嘴向孔穴周?chē)哪嗤羾娚涔袒阂詳U(kuò)大孔徑。產(chǎn)生的混合物固化后，即在土質(zhì)地基內(nèi)形成直徑大于孔穴的改良基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)E02D3/12GK1109539SQ9411329
公開(kāi)日1995年10月4日 申請(qǐng)日期1994年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月1日
發(fā)明者國(guó)藤光弘 申請(qǐng)人:亞斯克研究所株式會(huì)社