一种伸缩钻杆组件及其使用方法及水泥土搅拌桩机与流程

本发明属于建筑工程，具体涉及一种伸缩钻杆组件及其使用方法及水泥土搅拌桩机。

背景技术：

1、软土地基处理方法有多种，其中水泥土搅拌桩技术在近几十年得到广泛的应用。水泥土搅拌桩技术是利用水泥作为固化剂，通过机械使固化剂与土体进行强制搅拌，然后通过固化剂与土体之间产生的一系列物理化学反应提高被加固土体的强度。水泥土搅拌桩法具有施工简单、高效、微振动等优点，能有效地提高软土地基的承载力及稳定性。

2、水泥土搅拌桩一般加固深度为3～15米(即桩长3～15米)，近年来随着科学技术的发展及建设标准的不断提高，加固深度也不断增加，据统计目前水泥土搅拌桩最大加固深度接近30米，这就意味着水泥土搅拌桩机钻杆长度不小于30米，进而搅拌桩机的桩架高度不低于32米(一般富余高度2～3米)，这个深度使搅拌桩机运输、安拆以及搅拌桩施工管理等方面安全风险成倍增加；同时，在一些空间受限区域，搅拌桩因其桩架高度原因而无法施工。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种伸缩钻杆组件，用于解决水泥土搅拌桩存在空间受限运输不便的问题。

2、一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种伸缩钻杆组件，其包括：

3、外钻杆，所述外钻杆内部中空；

4、内芯杆，转动连接于所述外钻杆中，所述内芯杆内部中空形成注浆通道，所述内芯杆与所述外钻杆之间形成有环状的腔体，所述内芯杆上位于所述腔体中的外周面上设置有外螺纹；

5、伸缩套杆，所述伸缩套杆套接于所述内芯杆与所述外钻杆之间，所述伸缩套杆上端设置有与所述外螺纹密封匹配的内螺纹段；

6、注浆单元，密封套接在伸出所述外钻杆的所述内芯杆上，且与所述注浆通道连通。

7、驱动装置，其输出端与所述内芯杆端部传动连接。

8、相较于现有技术，以上技术方案具有如下有益效果：

9、针对上述问题提供了一种可伸缩钻杆，通过外钻杆在外部驱动装置驱动钻到位后，通过驱动装置带动内芯杆转动，通过外螺纹和伸缩套杆上内螺纹段能够将伸缩套杆进一步向下伸出进行钻取，使钻杆长度减少至原来的1/2，进而使桩机桩架随之降低，大幅降低设备在运输、安拆以及施工管理等方面安全风险，同时在一些空间受限区域实现了搅拌桩的应用，进而大幅降低搅拌桩机制造成本，由于伸缩套杆和内芯杆中都为中空形成有注浆通道，可通过注浆单元注入水泥浆液。

10、在上述技术方案的基础上，本申请实施例还可以做如下改进：

11、还包括保压单元，其密封套接于所述外钻杆上，与所述腔体连通，用于向所述腔体中注入或抽取保压介质，以将所述腔体中压力维持在目标区间。

12、利用保压单元向腔体中注入气体等进行保压，避免注入的水泥浆液等从伸缩套杆上的内螺纹段中的缝隙中进入腔体中，当伸缩套杆下移时，保压单元注入，当伸缩套杆上移时，保压单元抽取，保证腔体中时刻处于恒定的压力。

13、所述内芯杆底部设置有密封环，所述密封环密封于所述内芯杆与所述伸缩套杆之间。

14、密封环能够避免经过注浆通道的水泥浆液流入伸缩套杆与所述内芯杆之间的螺纹缝隙中，在伸缩套杆上移时，阻挡粘附在伸缩套杆内壁上的水泥浆液，同时在一定程度上能够避免腔体中保压气体从内芯杆与伸缩套杆之间螺纹缝隙中进入注浆通道。

15、所述内螺纹段上开设有连通气道，所述连通气道一端连通至所述密封环与所述内螺纹段之间的空间，另一端与所述腔体连通。

16、将保压气体通过连通气道通入内螺纹段与密封环之间的空间中，使得该空间中具有正压，进而提高密封环的密封效果，避免伸缩套杆内壁中浆料混入密封环上方空间中。

17、所述外钻杆顶部设置有限位凸环，所述内芯杆上设置有与所述限位凸环密封匹配的限位凹槽，用于限制所述内芯杆的轴向位移；

18、所述外钻杆底部设置有限位台阶，所述伸缩套杆顶部设置有与所述限位台阶配合的限位凸台。

19、还包括电控单元，及与所述电控单元连接的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器在所述外钻杆下沉到底后发出第一控制信号，以控制所述驱动装置驱动所述内芯杆；

20、所述第二传感器设置于所述限位台阶上，所述限位凸台与所述第二传感器接触后发出第二控制信号，以控制所述驱动装置反转驱动所述内芯杆。

21、所述注浆单元包括注浆套筒及与所述注浆套筒连接的注浆管，伸出于所述外钻杆的所述内芯杆周向间隔开设有若干连通所述注浆通道的注浆孔，所述注浆套筒密封包覆于所述注浆孔外部。

22、所述保压单元包括保压套管及与所述保压套管连通的导管，所述保压套管通过密封圈套接于所述外钻杆上，所述外钻杆上周向开设有若干与所述保压套管内部连通的通孔。

23、所述驱动装置包括驱动电机及与所述驱动电机电连接的导电滑环，所述驱动电机输出端与所述内芯杆连接。

24、另一方面，本实施例还公开一种伸缩钻杆组件的使用方法，其包括如下步骤：

25、确定桩位后，通过搅拌机夹持伸缩钻杆组件整体搅拌下降；

26、在所述伸缩钻杆组件下降到底后，通过第一控制信号控制驱动装置启动，带动内芯杆旋转，驱动伸缩钻杆组件中的伸缩套杆二次搅拌下降；

27、在所述伸缩套杆下降到底后，通过第二控制信号控制驱动装置反转，带动内芯杆反转，驱动伸缩套杆上升；

28、伸缩套杆上升至顶部后，通过搅拌机提升伸缩钻杆组件整体；

29、其中，伸缩套杆二次搅拌下降过程中，控制保压单元同步注入保压介质，保压介质注入量与伸缩套杆下降速度匹配，以维持所述伸缩套杆上方腔体的密封性；伸缩套杆上升过程中，控制保压单元同步抽取保压介质，保压介质抽取量与伸缩套杆上升速度匹配，以维持腔体中的密封性，避免水泥浆液进入伸缩套杆上方腔体。

30、最后，本实施例还包括一种水泥土搅拌桩机，其包括上述的伸缩钻杆组件。

技术特征：

1.一种伸缩钻杆组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的伸缩钻杆组件，其特征在于，还包括保压单元，其密封套接于所述外钻杆上，与所述腔体连通，用于向所述腔体中注入或抽取保压介质，以将所述腔体中压力维持在目标区间。

3.根据权利要求2所述的伸缩钻杆组件，其特征在于，所述内芯杆底部设置有密封环，所述密封环密封于所述内芯杆与所述伸缩套杆之间。

4.根据权利要求3所述的伸缩钻杆组件，其特征在于，所述内螺纹段上开设有连通气道，所述连通气道一端连通至所述密封环与所述内螺纹段之间的空间，另一端与所述腔体连通。

5.根据权利要求3所述的伸缩钻杆组件，其特征在于，所述外钻杆顶部设置有限位凸环，所述内芯杆上设置有与所述限位凸环密封匹配的限位凹槽，用于限制所述内芯杆的轴向位移；

6.根据权利要求2所述的伸缩钻杆组件，其特征在于，还包括电控单元，及与所述电控单元连接的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器在所述外钻杆下沉到底后发出第一控制信号，以控制所述驱动装置驱动所述内芯杆；

7.根据权利要求2所述的伸缩钻杆组件，其特征在于，所述注浆单元包括注浆套筒及与所述注浆套筒连接的注浆管，伸出于所述外钻杆的所述内芯杆周向间隔开设有若干连通所述注浆通道的注浆孔，所述注浆套筒密封包覆于所述注浆孔外部；

8.根据权利要求1所述的伸缩钻杆组件，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机及与所述驱动电机电连接的导电滑环，所述驱动电机输出端与所述内芯杆连接。

9.一种伸缩钻杆组件的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种水泥土搅拌桩机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的伸缩钻杆组件。

技术总结本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种伸缩钻杆组件及其使用方法及水泥土搅拌桩机。伸缩钻杆组件包括外钻杆、内芯杆、伸缩套杆、注浆单元及驱动装置，外钻杆内部中空；内芯杆转动连接于外钻杆中，内芯杆内部中空形成注浆通道，内芯杆与外钻杆之间形成有环状的腔体，内芯杆上位于腔体中的外周面上设置有外螺纹；伸缩套杆套接于内芯杆与外钻杆之间，伸缩套杆上端设置有与外螺纹密封匹配的内螺纹段；注浆单元密封套接在伸出外钻杆的内芯杆上，且与注浆通道连通；驱动装置输出端与内芯杆端部传动连接。本发明用于解决水泥土搅拌桩存在空间受限运输不便的问题。技术研发人员：周康健,韩昭玉,王正宏,别学清,姚达受保护的技术使用者：江苏省工程勘测研究院有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18