CN110306544B - 一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备及施工方法。该施工方法具体是在搅拌钻具沉降之前，控制搅拌叶片扩大至大于外层套筒的外径，在钻具钻进过程中，通过外层套筒上的第二喷射孔喷射水泥浆形成外层水泥土层，搅拌钻具钻至预定深度后，缩小搅拌叶片的旋转直径至小于中层套筒内径，并单独提升锥尖及搅拌叶片至中层套筒内，同步开启混凝土泵向中层套筒内注入混凝土，完成外层水泥土桩、内部现浇混凝土芯桩的劲芯水泥土搅拌桩的施工。本发明中在一次沉降和提升过程中便可完成劲芯水泥土搅拌桩的施工过程，减少了工序，节约了成本，且芯桩成桩质量更好。

Description

一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备及施工方法

技术领域

本发明涉及地基处理工程施工机械设备，具体地说涉及一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备及施工方法。

背景技术

由于水泥土搅拌桩经济、布置灵活、施工噪音低、污染小等优点，已经被广泛应用于软土地基加固以增强竖向承载力、软土地区基坑围护重力式挡墙以及软土地区基坑防渗止水帷幕施工中，以其经济简便的方式满足建设项目对竖向承载力提高、地基沉降控制、侧壁稳定增强及截水等不同类型的施工技术要求。但是因为工程需要，在不同类别的土质及承载要求下，对于水泥土搅拌桩承载力要求不同，其桩体的种类也越来越多。

由于混凝土桩成本高，单独水泥搅拌桩承载力不够，于是出现了中间为混凝土芯外部是水泥搅拌桩的劲芯水泥土桩，目前针对劲芯水泥土桩的施工，水泥土搅拌桩内形成劲性芯桩主要有三种方法：一是将劲性芯桩用静压或振动方式插入，即类似于日本的“SMW”(Soil Mixing Wall)工法；二是将劲性芯模插入后再灌注水泥混凝土的方法，即公开的中国专利号为ZL201120340788.2，名称为“塑料套管混凝土桩劲芯刚柔同体组合桩”；三是采用长螺旋钻机或洛阳铲将水泥土搅拌桩内部掏孔至设计深度，插入钢筋笼、浇筑水泥混凝土。对于水泥土搅拌桩本身而言，方法一、二实质上相同的，劲性芯桩在水泥土搅拌桩初凝前插入预制完成的劲性芯桩或劲性芯模，在一定程度上对已搅拌成型的水泥土搅拌桩产生不良影响，如扰动了水泥土的凝结成型、使水泥土产生推挤导致不均匀性、扩挤后土体难以达到预期的桩体布置等；方法三在水泥土搅拌桩内部掏孔也影响水泥土搅拌桩质量，且功效低下，质量难以控制。

发明内容

本发明根据现有技术的不足提供一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备及施工方法，该成桩设备可以实现在一次下沉和提升过程中完成劲芯水泥土搅拌桩的施工过程，且成桩质量可靠，排土少、耗能少，施工成的桩体承载效果好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备，包括底座、立架、搅拌头和第一升降机构，在底座的底部设有行走机构，所述立架固定安装在底座上，搅拌头通过第一升降机构吊装在立架上，并在第一升降机构的带动下沿着立架上下移动，其特征在于：所述搅拌头包括施钻控制箱、动力箱、钻杆和钻头，所述动力箱通过第二升降机构安装在施钻控制箱内，并在第二升降机构的带动下在施钻控制箱内上下移动，在动力箱内设有钻头旋转电机；所述钻杆包括内层套筒、中层套筒和外层套筒，内层套筒上端与钻头旋转电机连接，下端与钻头连接，中层套筒和外层套筒均与施钻控制箱连接，在外层套筒与中层套筒之间形成环形注浆腔，并在环形注浆腔的底部设有环形挡板，在所述中层套筒与所述内层套筒之间设有环形空腔，所述钻头包括锥型外壳、设置在锥型外壳上的伸缩式搅拌叶片以及叶片伸缩控制机构，所述搅拌叶片在叶片伸缩控制机构的作用下展开或收缩从而改变钻头的搅拌直径，且搅拌叶片收缩的最小搅拌直径小于中层套筒的内径，并在收缩后通过第二升降机构的带动在中层套筒内升降；在钻头上开设有与内层套筒连通的第一喷射孔，在外层套筒上设有与环形注浆腔连通的第二喷射孔。

本发明进一步的技术方案：所述叶片伸缩控制机构包括套设在内层套筒外的齿轮旋转套筒、固定在齿轮旋转套筒下部的中心齿轮、固定在齿轮旋转套筒上端的传动齿轮、安装在动力箱内的叶片伸缩控制电机和固定在每个搅拌叶片尾端的行星齿轮，所述中心齿轮和传动齿轮分别通过第一转动轴承与内层套筒连接；在锥型外壳的壳体上对应每个搅拌叶片的位置分别开设有弧形安装口，并在每个弧形安装口内设有定位轴，每个搅拌叶片尾端的行星齿轮中心部位套设在定位轴上，且固定后其多个搅拌叶片尾端的行星齿轮均与中心齿轮相互啮合；所述叶片伸缩控制电机通过传动机构与传动齿轮连接，并控制传动齿轮带动齿轮旋转套筒沿着内层套筒转动，从而控制中心齿轮带动多个搅拌叶片沿着定位轴转动实现搅拌叶片的伸缩调节；当搅拌叶片完全伸开状态下，其钻头的搅拌直径大于外层套筒的直径。

本发明较优的技术方案：所述第二升降机构为升降电机或卷扬机升降机构，当第二升降机构为卷扬机升降机构时，包括固定在立架顶部的滑轮组、固定在底座的卷扬机和钢丝绳，其钢丝绳一端固定在卷扬机上，另一端绕过滑轮组后伸入施钻控制箱内与动力箱固定连接；在施钻控制箱内对应设有升降轨道，动力箱在第二升降机构的作用下沿着升降轨道上下移动，且移动的距离大于或等于锥形外壳的高度。

本发明较优的技术方案：所述第一升降机构包括设置在底座上的卷扬机和设置在立架顶部的滑轮组，卷扬机通过绕过滑轮组的钢丝绳与施钻控制箱连接；在底座上设有液压站，所述行走机构与液压站连接。

本发明较优的技术方案：所述多用成桩设备还包括连接水泥浆泵或混凝土泵的第一喷射软管和第二喷射软管，所述第一喷射软管与外层套筒与中层套筒之间形成环形注浆腔连通，所述第二喷射软管与内层套筒连通。

本发明较优的技术方案：所述搅拌叶片设有2～3层，其叶片长度从最上层至下依次变短，相邻两层搅拌叶片交叉分布，且每层搅拌叶片包括3～5个叶片；并在齿轮旋转套筒下部对应设有2～3个中心齿轮，每层搅拌叶片均匀分布在中心齿轮的外围；内层套筒穿过2～3个中心齿轮后固定在锥形外壳上，并与开设在锥形外壳上的第一喷射孔连通。

本发明提供的一种劲芯水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于该施工方法使用上述成桩设备进行施工，其具体施工步骤如下：

(1)平整场地，将上述成桩设备的内层套筒通过第一喷射软管与混凝土泵连通，将搅拌钻具外层套筒与中层套筒之间的第一环形注浆腔通过第二喷射软管与水泥泵连通，并将成桩设备移位至桩位附近，使搅拌钻具的锥尖对准桩位；

(2)通过叶片伸缩控制电机带动齿轮旋转套筒反向转动，从而带动搅拌叶片正向转动至搅拌叶片的旋转直径扩大至T1，其T1大于外层套筒的外径，开启钻头旋转电机，带动锥形外壳及固定于锥形外壳上的搅拌叶片整体旋转，同时控制搅拌钻具向下钻进软弱土层，在钻具钻进过程中，开启水泥泵，通过外层套筒上的第二喷射口注入水泥浆，并在搅拌叶片的转动下注入的水泥浆与周围土层进行搅拌混合；

(3)在搅拌钻具钻至预定深度后，通过叶片伸缩控制电机带动齿轮旋转套筒正向转动，从而带动搅拌叶片反向转动至搅拌叶片的旋转直径收缩至T2，其T2小于中层套筒的内径；

(4)搅拌叶片收缩后，通过第二升降机构单独提升锥形壳体及固定于锥形壳体上的搅拌叶片上升至中层套筒内，同时通过第一升降机构向上提升整个钻具，在钻具提升过程中开启设置于锥形外壳底部的第一喷射口，注入混凝土，直至地面或设计桩顶标高，从而实现外部水泥土桩、内部现浇混凝土芯桩的劲芯水泥土搅拌桩。

本发明较优的技术方案：所述步骤(4)中通过第二升降机构单独提升锥尖及固定于锥尖上的搅拌叶片上升高度等于或大于锥形壳体的高度。

本发明中的钻具设有三层套筒，首先扩大叶片的搅拌直径大于外层套筒，在沉降过程中通过环形注浆腔上的第二喷射孔进行外层水泥浆液的注浆，然后缩小搅拌叶片的搅拌直径，并将搅拌头单独提升至中层套筒内，在提升过程中，通过锥形壳体上的注浆孔进行中心混凝土部分的注浆，在一次沉降和提升过程中便可完成劲芯水泥土搅拌桩的施工过程，省去了后插芯桩的预制成本及配套插芯的的机械设备施工及采购成本，减少了工序，节约了成本；同时因第一喷射口随锥尖提升至中层套筒内，在注入混凝土时，由于低于第一喷射口部分的中层套筒的护筒作用，使芯桩在中层套筒的保护下完成，芯桩成桩质量更好。

附图说明

图1是本发明中的成桩过程示意图；

图2、图3是本发明中成桩设备结构示意图；

图4是本发明中的搅拌钻具的结构示意图；

图5是本发明中齿轮旋转套筒安装示意图；

图6是图4中BB剖面图；

图7是本发明中钻头的结构示意图；

图8是本发明锥尖部分的放大示意图；

图9是图7中CC剖面图；

图10和图11是搅拌叶片与中心齿轮连接示意图；

图12是本发明中锥形外壳的结构示意图；

图13是本发明桩机钻具叶片收缩状态示意图；

图14本发明桩机钻具叶片伸开状态示意图。

图中：1—行走机构，2—底座，3—液压站，4—卷扬机，5—第一喷射孔， 6—滑轮组，7—立架，7-1—立架撑杆，8—钢丝绳，9—施钻控制箱，10—动力箱，10-1—钻头旋转电机，10-2—叶片伸缩控制电机，10-3—传动机构，11 —第二喷射软管，12—钻杆，12-1—内层套筒，12-2—中层套筒，12-3—外层套筒，12-4—环形空腔，12-5—环形注浆腔，12-6—环形挡板，13—钻头，13-1 —锥型外壳，13-2—搅拌叶片，13-3—中心齿轮，13-4—齿轮旋转套筒，13-5 —行星齿轮，13-6—定位轴，13-7—传动齿轮，13-8—弧形安装口，13-9—第一转动轴承，14—第二升降机构，15—第二喷射孔，16—连接水泥浆泵，17 —混凝土泵，18—第一喷射软管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图1至13均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例一中提供的一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备，其结构具体如图2和图3所示，包括底座2、立架7、搅拌头和第一升降机构，在底座 2的底部设有行走机构1，所述立架7固定安装在底座2上，为了确保立架的 7的稳定性，还设有立架撑杆7-1。搅拌头通过第一升降机构吊装在立架7上，并在第一升降机构的带动下沿着立架7上下移动，所述第一升降机构包括设置在底座上的卷扬机4和设置在立架7顶部的滑轮组6，卷扬机4通过绕过滑轮组6的钢丝绳8与施钻控制箱9连接；在底座2上设有液压站3，所述行走机构1与液压站3连接，由液压站3控制行走机构1的行走过程。在成桩设备的搅拌头上还设有第一喷射软管18和第二喷射软管11，两根喷射管可同时连接水泥浆泵16和混凝土泵17，或单独连接水泥浆泵16或混凝土泵17。所述搅拌头包括施钻控制箱9、动力箱10、钻杆12和钻头13，所述动力箱10通过第二升降机构14安装在施钻控制箱9内，并在第二升降机构14的带动下在施钻控制箱9内上下移动，在动力箱10内设有钻头旋转电机10-1；所述第二升降机构14为升降电机或卷扬机升降机构，当第二升降机构14为卷扬机升降机构时，包括固定在立架7顶部的滑轮组、固定在底座2的卷扬机和钢丝绳，其钢丝绳一端固定在卷扬机上，另一端绕过滑轮组后伸入施钻控制箱9内与动力箱10固定连接；在施钻控制箱9内对应设有升降轨道，动力箱10在第二升降机构14的作用下沿着升降轨道上下移动，且移动的距离大于或等于钻头13 钻进搅拌钻进部分的的高度。

上述成桩设备的搅拌头的结构如图4至图6所示，其中，钻杆12包括内层套筒12-1、中层套筒12-2和外层套筒12-3，内层套筒12-1上端与钻头旋转电机10-1连接，下端与钻头13连接，中层套筒12-2和外层套筒12-3均与施钻控制箱9连接，在外层套筒12-3与中层套筒12-2之间形成第一环形注浆腔 12-5，并在第一环形注浆腔12-5的底部设有环形挡板12-6。

上述成桩设备的钻头如图7至图11所示，包括锥型外壳13-1、设置在锥型外壳13-1上的伸缩式搅拌叶片13-2以及叶片伸缩控制机构，所述叶片伸缩控制机构包括套设在内层套筒12-1外的齿轮旋转套筒13-4、固定在齿轮旋转套筒13-4下部的中心齿轮13-3、固定在齿轮旋转套筒13-4上端的传动齿轮 13-7、安装在动力箱10内的叶片伸缩控制电机10-2和固定在每个搅拌叶片 13-2尾端的行星齿轮13-5，所述中心齿轮13-3和传动齿轮13-7分别通过第一转动轴承13-9与内层套筒12-1连接(如图9所示)，能够确保中心齿轮13-3 和传动齿轮13-7在转动过程中不会带动内层套筒12-1转动，实现内层套筒 12-1与齿轮旋转套筒13-4的分别转动。如图12所示，在锥型外壳13-1的壳体上对应每个搅拌叶片13-2的位置分别开设有弧形安装口13-8，并在每个弧形安装口13-8内设有定位轴13-6；如图10和图11所示，每个搅拌叶片13-2 尾端的行星齿轮13-5中心部位套设在定位轴13-6上，且固定后其多个搅拌叶片13-2尾端的行星齿轮13-5均与中心齿轮13-3相互啮合。如图7所示，所述叶片伸缩控制电机10-2通过传动机构10-3与传动齿轮13-7连接，并控制传动齿轮13-7带动齿轮旋转套筒13-4沿着内层套筒12-1转动，从而控制中心齿轮 13-3带动多个搅拌叶片13-2沿着定位轴13-6转动实现搅拌叶片的伸缩调节。所述叶片伸缩控制电机10-2带动搅拌叶片13-2旋转两个档位，第一个档位其搅拌叶片的搅拌直径小于中层套筒12-2的内径，第二个档位其搅拌叶片的搅拌直径大于外层套筒12-3的外径。在钻头13上开设有与内层套筒12-1连通的第一喷射孔5，在外层套筒12-3上设有与第一环形注浆腔12-5连通的第二喷射孔15。所述第一喷射软管18与外层套筒12-3与中层套筒12-2之间形成第一环形注浆腔12-5连通，所述第二喷射软管11与内层套筒12-1连通。

实施例中使用的钻具，如图13所示，所述搅拌叶片13-2设有2层，其叶片长度从最上层至下依次变短，相邻两层搅拌叶片13-2交叉分布，且每层搅拌叶片13-2包括5个叶片；并在齿轮旋转套筒13-4下部对应设有2个中心齿轮13-3，每层搅拌叶片13-2均匀分布在中心齿轮13-3的外围；内层套筒12-1 穿过2个中心齿轮13-3后固定在锥形外壳13-1上，并与开设在锥形外壳13-1 上的第一喷射孔5连通。

实施例二提供的一种劲芯水泥土搅拌桩的施工方法，采用实施例一中的成桩设备施工而成，其具体施工过程如图1所示：

(1)平整场地，将上述成桩设备的内层套筒通过第一喷射软管与混凝土泵连通，将搅拌钻具外层套筒与中层套筒之间的第一环形注浆腔通过第二喷射软管与水泥泵连通，并将成桩设备移位至桩位附近，使搅拌钻具的锥尖对准桩位；

(2)通过叶片伸缩控制电机带动齿轮旋转套筒反向转动，从而带动搅拌叶片正向转动至搅拌叶片的旋转直径扩大至T1，其T1大于外层套筒的外径，开启钻头旋转电机，带动锥形外壳及固定于锥形外壳上的搅拌叶片整体旋转，同时控制搅拌钻具向下钻进软弱土层，在钻具钻进过程中，开启水泥泵，通过外层套筒上的第二喷射口注入水泥浆，并在搅拌叶片的转动下注入的水泥浆与周围土层进行搅拌混合；

(3)在搅拌钻具钻至预定深度后，通过叶片伸缩控制电机带动齿轮旋转套筒正向转动，从而带动搅拌叶片反向转动至搅拌叶片的旋转直径收缩至T2，其T2小于中层套筒的内径；

(4)搅拌叶片收缩后，通过第二升降机构单独提升锥形壳体及固定于锥形壳体上的搅拌叶片上升至中层套筒内，同时通过第一升降机构向上提升整个钻具，在钻具提升过程中开启设置于锥形外壳底部的第一喷射口，注入混凝土，直至地面或设计桩顶标高，从而实现外部水泥土桩、内部现浇混凝土芯桩的劲芯水泥土搅拌桩。

实施例中的劲芯水泥土搅拌桩一次成型，避免了常规芯桩采用预制后插的方式，减少了工序，节约了成本；同时因第一喷射口5随锥尖提升至中层套筒 12-2内，在注入混凝土时，由于低于第一喷射口5部分的中层套筒12-2的护筒作用，芯桩成桩质量更好。

实施例中提供的管桩较常规水泥土桩水平承载力更高，较混凝土桩材料成本更低、排土更少，减少渣土清运，更加环保。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种劲芯水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于：所述施工方法使用一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备进行施工，所述成桩设备包括底座（2）、立架（7）、搅拌头和第一升降机构，在底座（2）的底部设有行走机构（1），所述立架（7）固定安装在底座（2）上，搅拌头通过第一升降机构吊装在立架（7）上，并在第一升降机构的带动下沿着立架（7）上下移动，所述搅拌头包括施钻控制箱（9）、动力箱（10）、钻杆（12）和钻头（13），所述动力箱（10）通过第二升降机构（14）安装在施钻控制箱（9）内，并在第二升降机构（14）的带动下在施钻控制箱（9）内上下移动，在动力箱（10）内设有钻头旋转电机（10-1）；所述钻杆（12）包括内层套筒（12-1）、中层套筒（12-2）和外层套筒（12-3），内层套筒（12-1）上端与钻头旋转电机（10-1）连接，下端与钻头（13）连接，中层套筒（12-2）和外层套筒（12-3）均与施钻控制箱（9）连接，在外层套筒（12-3）与中层套筒（12-2）之间形成环形注浆腔（12-5），并在环形注浆腔（12-5）的底部设有环形挡板（12-6），在所述中层套筒（12-2）与所述内层套筒（12-1）之间设有环形空腔（12-4），所述钻头（13）包括锥形外壳（13-1）、设置在锥形外壳（13-1）上的伸缩式搅拌叶片（13-2）以及叶片伸缩控制机构，所述搅拌叶片（13-2）在叶片伸缩控制机构的作用下展开或收缩从而改变钻头的搅拌直径，且搅拌叶片（13-2）收缩的最小搅拌直径小于中层套筒（12-2）的内径，并在收缩后通过第二升降机构（14）的带动在中层套筒（12-2）内升降；在钻头（13）上开设有与内层套筒（12-1）连通的第一喷射孔（5），在外层套筒（12-3）上设有与环形注浆腔（12-5）连通的第二喷射孔（15）；所述成桩设备还包括连接水泥浆泵（16）或混凝土泵（17）的第一喷射软管（18）和第二喷射软管（11），所述第一喷射软管（18）与外层套筒（12-3）与中层套筒（12-2）之间形成的环形注浆腔（12-5）连通，所述第二喷射软管（11）与内层套筒（12-1）连通；所述叶片伸缩控制机构包括套设在内层套筒（12-1）外的齿轮旋转套筒（13-4）、固定在齿轮旋转套筒（13-4）下部的中心齿轮（13-3）、固定在齿轮旋转套筒（13-4）上端的传动齿轮（13-7）、安装在动力箱（10）内的叶片伸缩控制电机（10-2）和固定在每个搅拌叶片（13-2）尾端的行星齿轮（13-5），所述中心齿轮（13-3）和传动齿轮（13-7）分别通过第一转动轴承（13-9）与内层套筒（12-1）连接；在锥形外壳（13-1）的壳体上对应每个搅拌叶片（13-2）的位置分别开设有弧形安装口（13-8），并在每个弧形安装口（13-8）内设有定位轴（13-6），每个搅拌叶片（13-2）尾端的行星齿轮（13-5）中心部位套设在定位轴（13-6）上，且固定后其多个搅拌叶片（13-2）尾端的行星齿轮（13-5）均与中心齿轮（13-3）相互啮合；所述叶片伸缩控制电机（10-2）通过传动机构（10-3）与传动齿轮（13-7）连接，并控制传动齿轮（13-7）带动齿轮旋转套筒（13-4）沿着内层套筒（12-1）转动，从而控制中心齿轮（13-3）带动多个搅拌叶片（13-2）沿着定位轴（13-6）转动实现搅拌叶片的伸缩调节；当搅拌叶片（13-2）完全伸开状态下，其钻头（13）的搅拌直径大于外层套筒（12-3）的直径；所述施工方法的具体施工步骤如下：

（1）平整场地，将上述成桩设备的内层套筒通过第二喷射软管与混凝土泵连通，将搅拌钻具外层套筒与中层套筒之间的环形注浆腔通过第一喷射软管与水泥泵连通，并将成桩设备移位至桩位附近，使搅拌钻具的锥尖对准桩位；

（2）通过叶片伸缩控制电机带动齿轮旋转套筒反向转动，从而带动搅拌叶片正向转动至搅拌叶片的旋转直径扩大至T1，其T1大于外层套筒的外径，开启钻头旋转电机，带动锥形外壳及固定于锥形外壳上的搅拌叶片整体旋转，同时控制搅拌钻具向下钻进软弱土层，在钻具钻进过程中，开启水泥泵，通过外层套筒上的第二喷射孔注入水泥浆，并在搅拌叶片的转动下注入的水泥浆与周围土层进行搅拌混合；

（3）在搅拌钻具钻至预定深度后，通过叶片伸缩控制电机带动齿轮旋转套筒正向转动，从而带动搅拌叶片反向转动至搅拌叶片的旋转直径收缩至T2，其T2小于中层套筒的内径；

（4）搅拌叶片收缩后，通过第二升降机构单独提升锥形壳体及固定于锥形壳体上的搅拌叶片上升至中层套筒内，同时通过第一升降机构向上提升整个钻具，在钻具提升过程中开启设置于锥形外壳底部的第一喷射孔，注入混凝土，直至地面或设计桩顶标高，从而实现外部水泥土桩、内部现浇混凝土芯桩的劲芯水泥土搅拌桩。

2.根据权利要求1所述的一种劲芯水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于：所述第二升降机构（14）为升降电机或卷扬机升降机构，当第二升降机构（14）为卷扬机升降机构时，包括固定在立架（7）顶部的滑轮组、固定在底座（2）的卷扬机和钢丝绳，其钢丝绳一端固定在卷扬机上，另一端绕过滑轮组后伸入施钻控制箱（9）内与动力箱（10）固定连接；在施钻控制箱（9）内对应设有升降轨道，动力箱（10）在第二升降机构（14）的作用下沿着升降轨道上下移动，且移动的距离大于或等于锥形外壳（13-1）的高度。

3.根据权利要求1或2所述的一种劲芯水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于：所述第一升降机构包括设置在底座上的卷扬机（4）和设置在立架（7）顶部的滑轮组（6），卷扬机（4）通过绕过滑轮组（6）的钢丝绳（8）与施钻控制箱（9）连接；在底座（2）上设有液压站（3），所述行走机构（1）与液压站（3）连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种劲芯水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于：所述搅拌叶片（13-2）设有2～3层，其叶片长度从最上层至下依次变短，相邻两层搅拌叶片（13-2）交叉分布，且每层搅拌叶片（13-2）包括3～5个叶片；并在齿轮旋转套筒（13-4）下部对应设有2～3个中心齿轮（13-3），每层搅拌叶片（13-2）均匀分布在中心齿轮（13-3）的外围；内层套筒（12-1）穿过2～3个中心齿轮（13-3）后固定在锥形外壳（13-1）上，并与开设在锥形外壳（13-1）上的第一喷射孔（5）连通。

5.根据权利要求1或2所述的一种劲芯水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于：所述步骤（4）中通过第二升降机构单独提升锥尖及固定于锥尖上的搅拌叶片上升高度等于或大于锥形壳体的高度。