專利名稱：水平分離式擠密擴(kuò)大樁徑處理方法及其成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加固地基處理方法及其成型裝置，特別是涉及一種可將樁周土密實(shí)度改變提高的處理方法及其成型裝置。
現(xiàn)有地基處理方法，由于受其設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理存在有不同缺陷的限制，其施工工序繁雜，對(duì)樁的擴(kuò)徑效果和對(duì)地基加固的效果差，并且受地層不同程度的復(fù)雜限制、各有其一定的適用范圍，實(shí)用性低，難以大量推廣。中國公開的CN1080696號(hào)所介紹的，其設(shè)備在樁管內(nèi)腔設(shè)有相對(duì)應(yīng)的雙向多級(jí)油缸，受樁管直徑的限制，只有增多油缸的級(jí)數(shù)，才能獲得較大的行程，但多級(jí)油缸的活塞桿伸出順序?yàn)橄却蠛笮。簿褪钦f其作用力越來越小，與擴(kuò)孔壓頭不斷的深入擠密土層所需要的作用力越來越大則相反，另外由于擴(kuò)孔壓頭的形狀不正確，對(duì)土層的穿透力較差，所以受較硬土層的限制，不能夠成型最大面積孔穴。再者該設(shè)備不具有對(duì)樁周土充填地基加固料功能，受易坍塌縮孔土層的限制，不能將該土層轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐氲闹印，F(xiàn)有同類設(shè)備，(如圖六所示)，因其油缸為豎向制動(dòng)，每次充填地基加固料時(shí)，必須得將擴(kuò)孔壓頭升至地面填料口以上位置，才能實(shí)施填料作業(yè)，工序繁雜，填料速度慢；并且由于其擴(kuò)孔壓頭擠密土層時(shí)的角度不正確，所成型的分支或盤對(duì)土層的壓力為垂直壓力，(如圖七所示)，造成上下分支或盤作用于土層的壓力重疊在一起，最后傳至樁端，導(dǎo)致樁的承載性質(zhì)和擴(kuò)底端承樁的承載性質(zhì)相同，也就是說不能夠發(fā)揮每個(gè)分支或盤的獨(dú)立承載作用，如增大上下分支或盤的間距，那么其間的樁周土就不能夠被充分密實(shí)?，F(xiàn)有同類設(shè)備，(如圖八所示)，其外管內(nèi)腔設(shè)有相對(duì)應(yīng)的兩套擠擴(kuò)機(jī)具，該每套擠擴(kuò)機(jī)具組件繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加上其油缸豎向制動(dòng)的結(jié)構(gòu)原因，該設(shè)備外管的內(nèi)腔被充分占據(jù)，相應(yīng)地基加固料通道過于狹小，保證不了地基加固料通道的暢通，填料速度慢，工作效律低；如果該設(shè)備在外管內(nèi)腔設(shè)置多層擠擴(kuò)機(jī)具，不能夠達(dá)到一部油缸的作用力作用于一套擠擴(kuò)機(jī)具的目的，在較硬土層油缸的作用力度不夠。該設(shè)備所成型的分支或盤的上下斜面為直線平面，(如圖九所示)，其與鼓面三角相比，觸土面積小，該分支或盤作用于土層的壓力向外輻射的范圍也小?，F(xiàn)有同類設(shè)備，(如圖六，圖八所示)，其擴(kuò)孔壓頭和擠擴(kuò)機(jī)具在擠密樁周土?xí)r的運(yùn)動(dòng)方向沒有與油缸的作用力方向始終保持在一條直線上，從而導(dǎo)致油缸的作用力不能夠被充分發(fā)揮利用，耗能大、力度被分解，不能成型最大面積孔穴，在較硬地層這種現(xiàn)象更為突出?，F(xiàn)有同類設(shè)備，(如圖八所示和上述中國公開的CN1080696號(hào)所介紹的)，因其擴(kuò)孔壓頭和擠擴(kuò)機(jī)具擠密土層的側(cè)面為直線平面，所成型的孔穴其兩側(cè)土層受不到擠壓，加上現(xiàn)有同類設(shè)備的預(yù)留孔處均沒有設(shè)置閉合板，受坍塌現(xiàn)象和孔隙水土層隨著水涌而流失現(xiàn)象的發(fā)生限制，不能夠在上述土層達(dá)到擴(kuò)徑目的，并且不能夠?qū)⒌鼗庸塘项A(yù)先充入預(yù)定位置阻止上述現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)然也達(dá)不到將上述土層轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐胫拥哪康摹?br> 本發(fā)明的目的在于提供一種靜壓作用力最大和其能夠被充分發(fā)揮利用；所擴(kuò)徑成型的孔穴周土均可得以密實(shí)，密實(shí)范圍最大，能將地基加固料充入孔穴內(nèi)且壓實(shí)，提高樁周土密實(shí)度最大；成型樁的擴(kuò)徑體觸土面積最大、形狀正確、角度合理、能夠發(fā)揮每個(gè)擴(kuò)徑體的承載力，成型的樁其承載力和抗拔力最大；能將對(duì)樁身可產(chǎn)生負(fù)摩擦力的土層轉(zhuǎn)變?yōu)橹樱贿m用土質(zhì)范圍廣、實(shí)用性高、操作簡單、工效快的水平分離式擠密擴(kuò)大樁徑處理方法及其成型裝置。
水平分離式擠密擴(kuò)大樁徑處理方法及其成型裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，該裝置包括護(hù)壁沉管和其管壁上預(yù)定的預(yù)留孔，護(hù)壁沉管下端鉸接有活錐體，護(hù)壁沉管內(nèi)腔設(shè)有底盤；底盤上設(shè)有軸向底座，軸向底座上固定一多級(jí)油缸，多級(jí)油缸活塞桿固定連接一擠密器。
上述成型裝置的一個(gè)特點(diǎn)是，多級(jí)油缸為一單向伸縮水平制動(dòng)油缸。
上述成型裝置的一個(gè)特點(diǎn)是，擠密器為橢圓形錐體或者擠密器為其側(cè)壁有棱角的鼓面錐形體。
上述成型裝置的一個(gè)特點(diǎn)是，底盤與一凹槽組合為一側(cè)留有預(yù)留口的貯料盒。
上述成型裝置的一個(gè)特點(diǎn)是，擠密器的后部周沿與貯料盒的內(nèi)腔壁滑動(dòng)觸接。
上述成型裝置的一個(gè)特點(diǎn)是，貯料盒的上部和/或兩則開有充料口，其周圍設(shè)有充料斗。
上述成型裝置的一個(gè)特點(diǎn)是，護(hù)壁沉管的上部開有填料孔，其周圍設(shè)有填料斗。
上述成型裝置的一個(gè)特點(diǎn)是，預(yù)留孔處設(shè)有閉合板，該閉合板連接有硬體牽引栓。
上述成型裝置的一個(gè)特點(diǎn)是，底盤連接有硬體牽引栓。
上述水平分離式擠密擴(kuò)大樁徑處理方法是通過上述成型裝置實(shí)現(xiàn)的；護(hù)壁沉管和擠密器同步震入預(yù)定擴(kuò)徑部位實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)；護(hù)壁沉管和擠密器在樁的同一高度同步轉(zhuǎn)向換位實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)；然后逐步下沉完成各個(gè)不同高度的擴(kuò)徑作業(yè)。
上述處理方法的一個(gè)特點(diǎn)是，預(yù)先擠密樁周土成型孔穴，然后填入地基加固料且壓實(shí)；或者預(yù)先將地基加固料充入貯料盒，然后實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本成型裝置采用單向伸縮多級(jí)油缸，級(jí)數(shù)少，總行程大，油缸作用力大；加上擠密器為橢圓形錐體，或者為側(cè)壁有棱角的鼓面錐形體，對(duì)土層有較大的穿透力，以及該擠密器由多級(jí)油缸活塞桿固定連接，擠密器擠密土層的運(yùn)動(dòng)方向和多級(jí)油缸的作用力方向始終保持在一條直線上，因此該油缸的作用力被充分發(fā)軍利用，所以本成型裝置不受較硬土層的限制，在較硬土層能成型最大面積孔穴。
2、本成型裝置擠密器為橢圓形錐體，或者為側(cè)壁有棱角的鼓面錐形體，所成型樁的擴(kuò)徑體觸土面積大，加上擠密器擠密土層時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较?，角度合理，所成型樁的擴(kuò)徑體作用于土層的壓力向四周輻射范圍大，同時(shí)避免了出現(xiàn)上下擴(kuò)徑體作用于土層的壓力重疊在一起，所以每個(gè)上下擴(kuò)徑體的承載力能得以充分發(fā)揮，成型的承載樁承載力最大，相應(yīng)承載樁的抗拔力最大。
3、本成型裝置擠密器為橢圓形錐體，或者為側(cè)壁有棱角的鼓面錐形體，隨著其擠密土層的不斷深入，被擠部位的土層四下分離，成型的孔穴周土均被密實(shí)，可防止坍塌現(xiàn)象，加上預(yù)留孔處設(shè)有閉合板，該閉合板連接有硬體牽引栓，進(jìn)而可先將地基加固料充入貯料盒，然后開啟閉合板實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)，因此可防止易坍塌土層出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象和可防止出現(xiàn)孔隙水土層隨著水涌而流失；重復(fù)填料擠密工序，可充分提高上述土層的密實(shí)強(qiáng)度，且密實(shí)面積進(jìn)一步得以較大的擴(kuò)展，由此可將上述土層轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐氲闹?，相?yīng)也消除了上述土層可作用于樁身上的負(fù)摩擦力；重復(fù)填料擠密工序，同樣可將軟弱土層及濕陷性黃土土粒間的孔隙比縮至最小，而消除地基沉降現(xiàn)象，保證工程質(zhì)量。
4、本成型裝置采用了多級(jí)油缸橫向水平制動(dòng)，其和擠密器占據(jù)外護(hù)沉管的內(nèi)腔空間較小，保證了地基加固料通道的暢通，填料速度快，工序簡便，效律高，另外，擠密器后部周沿與貯料盒內(nèi)腔壁滑動(dòng)觸接，在其實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)時(shí)，可將地基加固料全部擠入孔穴周側(cè)，同樣也可杜絕產(chǎn)生碎土現(xiàn)象。
5、本成型裝置采用了多級(jí)油缸橫向水平制動(dòng)，可在保障一部油缸的作用力作用于一部擠密器的前提下，也就是說每部擠密器對(duì)土層均具有較大的作用力，而在護(hù)壁沉管內(nèi)腔不同高度，不同方向組合多套擠密器具，同時(shí)作業(yè)，提高工作效律。
下面對(duì)附圖進(jìn)行說明

圖1為本成型裝置靜態(tài)結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖2、圖3為本成型裝置擠密器示意圖。
圖4為本成型裝置貯料盒剖面?zhèn)仁緢D。
圖5為本成型裝置實(shí)施例三示意圖。
實(shí)施例一、參照圖1，水平分離式擠密擴(kuò)大樁徑處理方法及其成型裝置，該成型裝置外護(hù)沉管1由無逢鋼管或鋼板圍焊而成，其管壁上不同高度、不同方向開有若干個(gè)預(yù)留孔10，外護(hù)沉管1上部開有填料孔，其周圍設(shè)有填料斗19，外護(hù)沉管1的下端鉸接有若干塊活錐體12，外護(hù)沉管1的內(nèi)腔設(shè)有底盤11，底盤11上焊接有軸向底座14，軸向底座14耳環(huán)式固定一單向伸縮水平制動(dòng)多級(jí)油缸15，外護(hù)沉管1的外部設(shè)有泵站，它通過油路管與油缸連接(圖中未顯示)，多級(jí)油缸15活塞桿法蘭式固定連接一擠密器9，其由一定強(qiáng)度的鋼板圍焊而成，底盤11上焊接有硬體牽引栓18。在實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)時(shí)，首先由地面震動(dòng)機(jī)具將外護(hù)沉管震入樁位至擴(kuò)徑部位，活錐體12提高外護(hù)沉管1對(duì)土層的穿透力，啟動(dòng)多級(jí)油缸15，擠密器9通過預(yù)留孔10擠密樁周土成型孔穴，然后擠密器9回歸原位，利用地面震動(dòng)機(jī)具震動(dòng)外護(hù)沉管1轉(zhuǎn)向換位，擠密器9再行擴(kuò)徑作業(yè)，重復(fù)上述動(dòng)作若干次，直到樁周整部分均被擠擴(kuò)。本成型裝置可仃留在樁的任一高度實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)。由于擠密器9為錐體，對(duì)土層具有較大的穿透力，加上擠密器9由多級(jí)油缸15活塞桿法蘭式固定連接，其在擠密土層時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向始終與多級(jí)油缸15的作用力保持一致，該多級(jí)油缸15的作用力被充分發(fā)揮利用，另外多級(jí)油缸15為單向伸縮油缸，油缸級(jí)數(shù)少，總行程大，作用力大，所以本成型裝置在較硬土層也可成型最大面積孔穴。外護(hù)沉管1的下部焊接有擴(kuò)大頭13，該擴(kuò)大頭13可減小外護(hù)沉管1轉(zhuǎn)向換位時(shí)與樁周土之間的摩阻力。擴(kuò)徑完畢，利用地面升降機(jī)具勾掛牽引栓18，將底盤11升至地面，通過填料斗19將樁料充入外護(hù)沉管1內(nèi)腔，同時(shí)震動(dòng)上提外護(hù)沉管1，直至成型擴(kuò)徑樁。
實(shí)施例二、參照圖1、圖2、圖3，本成型裝置擠密器9為橢圓形錐體，或者該擠密器為側(cè)壁有棱角的鼓面錐形體，其與側(cè)壁為直線平面的錐體相比，擠密器9觸土面積大，加上其擠密土層時(shí)的角度合理，所成型的樁的擴(kuò)徑體可各自發(fā)揮自身的承載作用，避免出現(xiàn)樁的上下擴(kuò)徑體作用于土層的壓力相互重疊。
實(shí)施例三、參照圖1、圖2、圖3、圖5，本成型裝置擠密器9為橢圓形錐體，或者擠密器為側(cè)壁有棱角的鼓面錐形體，在其實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)時(shí)，錐尖先觸及樁周土，隨著擠密器9擠密土層的不斷深入，被擠密部位的樁周土向四周分離，所成型孔穴的周土同時(shí)被擠密，在易坍塌土層可防止出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象；外護(hù)沉管1預(yù)留孔10處設(shè)有閉合板5，其連接有硬體牽引栓4，牽引栓4的外部設(shè)有護(hù)管2，閉合板5的外部設(shè)有護(hù)板3，各焊于外護(hù)沉管1的管壁上，可保證閉合板5順利的上下伸縮運(yùn)動(dòng)；在將外護(hù)沉管1震入土層時(shí)，應(yīng)關(guān)閉預(yù)留孔10，可防止遇到易坍塌土層時(shí)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象和防止遇到孔隙水土層時(shí)出現(xiàn)土粒隨著水涌而流失；在易成孔地層，可先成型孔穴，然后再填料至孔穴內(nèi)進(jìn)而實(shí)施擠密作業(yè)，所以一次填料量大。
實(shí)施例四、參照圖1、圖4，本成型裝置外護(hù)沉管1的內(nèi)腔底盤11與一凹槽焊接組合為一側(cè)留有預(yù)留口的貯料盒16，該貯料盒的上部和1或兩側(cè)開有充料口7，其周圍設(shè)有充料斗6，遇到易坍塌土層和孔隙水土層時(shí)，應(yīng)預(yù)先將地基加固料通過填料斗19和充料斗6充入貯料盒16內(nèi)，然后開啟預(yù)留孔10，杜絕坍塌、流失現(xiàn)象的發(fā)生。充料口7處設(shè)有閉合板8，其由活動(dòng)鉸17鉸接，隨著擠密器9的運(yùn)動(dòng)，閉合板8即關(guān)閉，由于擠密器9的后部周沿與貯料盒16內(nèi)腔壁滑動(dòng)觸接，地基加固料可全部被擠入孔穴的四周；若干次重復(fù)填料擠密工序，可將軟弱土層、濕陷性黃土地層充分密實(shí)，且密實(shí)范圍得以較大的擴(kuò)展，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐氲闹印Ｒ嗫稍陂]合板8的兩側(cè)或一側(cè)設(shè)置有齒條，在貯料盒16的兩側(cè)或一側(cè)設(shè)置與齒條相對(duì)應(yīng)的齒輪(圖中未顯示)啟動(dòng)齒輪上的牽引機(jī)構(gòu)控制閉合板8，將其轉(zhuǎn)變?yōu)樯炜s式閉合板，這樣能使貯料盒6充入足量的地基加固料，然后關(guān)閉充料口7，進(jìn)而開啟預(yù)留孔10，可防止由于水涌現(xiàn)象的發(fā)生而將地基加固料涌出貯料盒。外護(hù)沉管1的內(nèi)腔即為地基加固料通道，由于成型裝置采用多級(jí)油缸15水平橫向制動(dòng)，其占據(jù)外護(hù)沉管內(nèi)腔的空間較小，所以地基加固料通道充分暢通，另外不必將擠密器9上升至填料斗19的上部，即可進(jìn)行填料，所以填料工序簡便，速度最快。如果遇到地下水，需排水處理時(shí)，可通過貯料盒將水排出，然后以最快速度將地基加固料充入其中。
實(shí)施例五，參照圖4，在易成孔基礎(chǔ)上，采用常規(guī)手段利用螺旋鉆非擠土性成型主樁豎直孔，然后提出鉆頭，利用地面升降機(jī)具勾掛硬體牽引栓18，將本發(fā)明底盤11和其上面的擴(kuò)徑成型裝置擠密器9等沉入孔內(nèi)，其可在該主樁豎直孔內(nèi)的任意高度，任意方向?qū)嵤U(kuò)徑作業(yè)；需要時(shí)，可將地基加固料通過主樁豎直孔和充料斗6，充入貯料盒16內(nèi)和/或充入預(yù)先成型的擴(kuò)徑孔穴內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到填料擠密擴(kuò)徑目的。
實(shí)施例六、參照圖1，本成型裝置采用多級(jí)油缸15水平橫向制動(dòng)，在保障一部多級(jí)油缸的作用力作用于一部擠密器的前提下，也就是說每部擠密器對(duì)土層均具有較大的作用力的前提下，可不同高度，不同方向組合多套擠密機(jī)具，同時(shí)作業(yè)，提高工作效率。
權(quán)利要求
1.水平分離式擠密擴(kuò)大樁徑處理方法及其成型裝置該裝置包括護(hù)壁沉管和其管壁上預(yù)定的預(yù)留孔，護(hù)壁沉管下端鉸接有活錐體，護(hù)壁沉管內(nèi)腔設(shè)有底盤，其特征是底盤上設(shè)有軸向底座，軸向底座上固定一多級(jí)油缸，多級(jí)油缸活塞桿固定連接一擠密器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述成型裝置；其特征是多級(jí)油缸為一單向伸縮水平制動(dòng)油缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述成型裝置；其特征是擠密器為橢圓形錐體或者擠密器為其側(cè)壁有棱角的鼓面錐形體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述成型裝置；其特征是底盤與一凹槽組合為一側(cè)留有預(yù)留口的貯料盒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述成型裝置；其特征是擠密器的后部周沿與貯料盒的內(nèi)腔壁滑動(dòng)觸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的上述成型裝置；其特征是貯料盒的上部和/或兩側(cè)開有充料口，其周圍設(shè)有充料斗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述成型裝置；其特征是護(hù)壁沉管的上部開有填料孔，其周圍設(shè)有填料斗。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述成型裝置；其特征是預(yù)留孔處設(shè)有閉合板，該閉合板連接有硬體牽引栓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述成型裝置；其特征是底盤連接有硬體牽引栓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上述水平分離式擠密擴(kuò)大樁徑處理方法是通過上述成型裝置實(shí)現(xiàn)的；其特征是護(hù)壁沉管和擠密器同步震入預(yù)定擴(kuò)徑部位實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)，護(hù)壁沉管和擠密器在樁的同一高度同步轉(zhuǎn)向換位實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)，然后逐步下沉完成各個(gè)不同高度的擴(kuò)徑作業(yè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的上述處理方法，其特征是預(yù)先擠密樁周土成型孔穴，然后填入地基加固料且壓實(shí)，或者預(yù)先將地基加固料充入貯料盒，然后實(shí)施擴(kuò)徑作業(yè)。
全文摘要
水平分離式擠密擴(kuò)大樁徑處理方法及其成型裝置本發(fā)明涉及一種提高樁周土密實(shí)強(qiáng)度處理方法及其成型裝置，它可不受地層復(fù)雜程度限制，能在較硬地層和易坍塌軟弱地層成型最大面積孔穴；能以最快速度將地基加固料擠入樁周土且成型孔穴；孔穴形狀正確、密實(shí)面積最大，提高樁的承載力和抗拔力最大。該裝置和方法包括護(hù)壁沉管和其管壁上預(yù)定的預(yù)留孔、以及其內(nèi)腔設(shè)有貯料盒，貯料盒內(nèi)設(shè)有錐形擠密器，該擠密器水平運(yùn)動(dòng)通過預(yù)留孔擠密樁周土，操作簡單，工序簡便。
文檔編號(hào)E02D5/44GK1141988SQ9610656
公開日1997年2月5日 申請日期1996年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月24日
發(fā)明者王艷琳 申請人:王艷琳