CN104746509B - 一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本专利涉及一种用于特定土层进行加固的喷搅装置，属于建筑施工技术领域。施工时在尽可能不对上层土进行扰动的情况下，对下层土进行加固处理。该喷搅装置包括装置主体、浇筑管和套管，其中：装置主体上设有两根搅拌棒，搅拌棒一端与装置主体铰接，另一端自由外伸；装置主体上设置有能将搅拌棒向上牵拉从而展开的牵拉弹簧，牵拉弹簧一端固定在装置主体上，另一端固定在搅拌棒棒身上，牵拉弹簧内置于弹簧收容管里；浇筑管设计为旋转式浇筑，浇筑管一端与装置主体相接，另一端连接喷射泵，浇筑管上设置有若干用于喷射固化剂的喷射孔。本发明能将搅拌棒方便的收起与展开，可以尽可能的减少加固下部土层时对上部土层的扰动，简单有效、经济方便。

Description

一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体而言涉及一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置及其施工方法。

背景技术

我国地域辽阔，土层分布极其复杂，沿海、沿江地区存在着众多复杂的软土地基。在软土地基上进行建筑、道路和桥梁建造时需要对软土地基进行加固处理。目前已经发展成熟的地基处理方法包括排水固结法、换填垫层法、砂石桩法、挤淤法、深层搅拌法等，但对于某些特定地质条件的土层，一般的地基处理方法往往效果不是很理想。

我国沿江地区存在这样一种特定土层：上部土层为硬土层（承载力特征值高，压缩性小），下部土层为软弱土层（承载力特征值小，压缩性大、含水率高，如淤泥、淤泥质粘性土等）。建筑施工时需对这一土层进行加固处理。传统的处理方法是深层搅拌法，但这种处理方法往往需要对上部土层大面积钻孔，往往破坏了上部土层的结构稳定性，同时钻头刀片在开孔时往往由于土层内坚硬杂质较多而易损坏，影响施工质量。

近年来，沿海地区的填海造地工程越来越多，而近海区域大多为软弱土层。有些地方采用开山填海方式，采用爆破的办法清除海底淤泥，实现淤泥和石料的置换，这种方法有效但造价高；深层搅拌法因无法穿越上部碎石层而无法应用。

发明内容

本发明的目的在于针对特定土层的情况进行处理提供一种简单有效、经济方便的地基加固处理装置及施工工艺，用于克服上述两种地基处理方法的不足。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，包括搅拌装置、浇筑管和套管，其中，搅拌装置的上端连接浇筑管，套管能将浇筑管和套管套在管腔内。

进一步地，搅拌装置包括搅拌棒、弹簧、搅拌连接装置和连接螺栓，其中，搅拌棒一端通过连接螺栓与搅拌连接装置铰接配合，另一端向外伸出远离搅拌连接装置，弹簧一端与搅拌连接装置连接，另一端与搅拌棒连接，弹簧能将搅拌棒向上牵拉使搅拌棒处于展开状态。

进一步地，搅拌棒个数为两根且上面设有第一连接孔，滚轮和拉环，其中，第一连接孔设置在搅拌棒与连接装置连接的一端，滚轮设置在搅拌棒远离连接装置的一端；

进一步地，弹簧个数为两个且一端与拉环连接。

进一步地，搅拌连接装置包括弹簧收容管，第二连接孔和阻翘槽，弹簧大部分置于弹簧收容管中，阻翘槽设于搅拌棒展开行程上，使搅拌棒展开至预定位置而防止过翘；第二连接孔个数为四个，搅拌棒通过与不同位置的第二连接孔铰接调节搅拌宽度。

进一步地，滚轮能与套管可滚动接触，用于减少搅拌棒与套管内壁的摩擦力。

进一步地，搅拌连接装置上部设有外螺纹便于于浇筑管固定连接。

进一步地，连接孔和连接螺栓将搅拌棒与搅拌连接装置连接在一起，弹簧收容管与弹簧另一端连接，使得搅拌棒与搅拌连接装置连接在一起并且可以绕连接螺栓转动。

进一步地，浇筑管为圆形钢管，一端内壁设有内螺纹，靠近内螺纹处的一定距离内的管段设有均匀分布的喷射孔。

一种喷搅装置针对特定土层进行加固处理的施工方法，包括以下步骤：

1）首先使用略大于套管口径的冲、钻机在上部硬土层形成圆孔，并打穿上部土层直至下部软弱土层；

2）成孔，清孔后，在已形成的钻孔中放入套管，标定位置使套管下端深入下部土层中；

3）将搅拌装置与浇筑管固定连接，并将搅拌棒收起沿套管放入下降至套管下端，此时弹簧被拉伸；

4）当搅拌装置沿套管下降至预定位置时，将套管向上抽出，使喷射孔完全暴露在下部土层中，同时搅拌棒在弹簧牵引下展开，由于防翘槽阻碍使得搅拌棒能展开到预定位置；

5）在地面处或水面处向浇筑管上端注入高压泵送固化剂，并旋转浇筑管，牵引搅拌棒转动。高压固化剂从浇筑管下端喷射孔旋喷而出，同时受到搅拌棒高速搅拌，与原有软弱土充分混合并硬结；

6）搅拌完毕后，将套管下伸，将搅拌棒收起至套管内，将浇筑管连同搅拌装置沿套管抽出；

7）将套管缓慢上抽，并不断注入固化剂直至套管完全抽出。整的下部土层加固完毕。

本发明具有简单有效、经济方便、能对特定土层进行加固处理的优点。

附图说明

图1是喷搅装置处于收起状态时的结构示意图；

图2是喷搅装置处于展开状态时的结构示意图；

图3是喷搅装置的结构剖视图；

图4是喷搅装置的结构正视图；

图5是喷搅装置的结构侧视图；

图6是浇筑管的结构示意图；

图7是连接装置的结构示意图；

图8是搅拌棒的结构示意图；

图9是喷搅装置插入软弱土层的施工示意图；

图10是搅拌棒展开的施工示意图；

图11是喷搅装置旋转喷浆的施工示意图。

其中：附图标记为：搅拌装置1、浇筑管2、套管3、搅拌棒4、弹簧5、搅拌连接装置6、连接螺栓7、第一连接孔8、滚轮9、拉环10、外螺纹11、弹簧收容管12、第二连接孔13、阻翘槽14、内螺纹15、喷射孔16、岩石或硬土层A、软土层B。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本实例提供了一种能够针对于特定土层地质条件进行地基加固的喷搅装置，其中喷搅装置结构如图1所示，包括搅拌装置1、浇筑管2和套管3。如图2～9所示搅拌装置1包括搅拌棒4、弹簧5、搅拌连接装置6和连接螺栓7，第一连接孔8和13、滚轮9，弹簧收容管12，阻翘槽14以及外螺纹。浇筑管2包括内螺纹15和喷射孔16。

其中，搅拌装置1的上端连接浇筑管2，套管3能将浇筑管2和套管3套在管腔内。搅拌棒4一端通过连接螺栓7与搅拌连接装置6铰接配合，另一端向外伸出远离搅拌连接装置6，弹簧5一端与搅拌连接装置6连接，另一端与搅拌棒4连接，弹簧5能将搅拌棒4向上牵拉使搅拌棒4处于展开状态。第一连接孔8设置在搅拌棒4与连接装置6连接的一端，滚轮9设置在搅拌棒4远离连接装置6的一端；

弹簧5个数为两个且一端与拉环10连接。

弹簧5大部分置于弹簧收容管12中，阻翘槽14设于搅拌棒4展开行程上，使搅拌棒4展开至预定位置而防止过翘；第二连接孔13个数为4个，搅拌棒4通过与不同位置的第二连接孔13铰接调节搅拌宽度。

滚轮9能与套管3可滚动接触，用于减少搅拌棒4与套管3内壁的摩擦力。

采用本实例中的喷搅装置用于对特定土层进行加固时，施工过程如下：

1）首先使用略大于套管3口径的冲、钻机在上部硬土层形成圆孔，并打穿上部土层直至下部软弱土层；

2）成孔，清孔后，在已形成的钻孔中放入套管3，标定位置使套管3下端深入下部土层中；

3）将搅拌装置1与浇筑管2固定连接，并将搅拌棒4收起沿套管3放入下降至套管3下端，此时弹簧5被拉伸；

4）当搅拌装置1沿套管3下降至预定位置时，将套管3向上抽出，使喷射孔16完全暴露在下部土层中，同时搅拌棒在弹簧5牵引下展开，由于防翘槽14阻碍使得搅拌棒能展开到预定位置；

5）在地面处或水面处向浇筑管2上端注入高压泵送混凝土，并旋转浇筑管2，牵引搅拌棒4转动。高压混凝土沿浇筑管下端喷射孔16旋喷而出，同时受到搅拌棒高速搅拌，与原有软弱土充分混合并硬结；

6）搅拌完毕后，将套管3下伸，将搅拌棒4收起至套管3内，将浇筑管2连同搅拌装置1沿套管3抽出；

7）将套管3缓慢上抽，并不断注入混凝土直至套管3完全抽出。整的下部土层加固完毕。

由于本地基加固的结构装置的小钻孔、深搅拌的作用，既防止了破坏上部土层结构稳定性，又保证了下土层加固处理的质量。

Claims (9)

1.一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，其特征在于：包括搅拌装置(1)、浇筑管(2)和套管(3)，其特征在于：所述的搅拌装置(1)的上端连接浇筑管(2)，所述的套管(3)能将浇筑管(2)和搅拌装置(1)套在管腔内；所述的搅拌装置(1)包括搅拌棒(4)、弹簧(5)、搅拌连接装置(6)和连接螺栓(7)，其中，所述的搅拌棒(4)一端通过连接螺栓(7)与搅拌连接装置(6)铰接配合，另一端向外伸出远离搅拌连接装置(6)，所述的弹簧(5)一端与搅拌连接装置(6)连接，另一端与搅拌棒(4)连接，所述的弹簧(5)能将搅拌棒(4)向上牵拉使搅拌棒(4)处于展开状态；所述的搅拌连接装置(6)包括弹簧收容管(12)，第二连接孔(13)和阻翘槽(14)，所述的弹簧(5)大部分置于弹簧收容管(12)中，所述的阻翘槽(14)设于搅拌棒(4)展开行程上，使搅拌棒(4)展开至预定位置而防止过翘；所述的搅拌棒(4)通过与不同位置的第二连接孔(13)铰接调节搅拌宽度。

2.根据权利要求1所述的一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，其特征在于：所述的搅拌棒(4)个数为两根且上面设有第一连接孔(8)，滚轮(9)和拉环(10)，其中，所述的第一连接孔(8)设置在搅拌棒(4)与搅拌连接装置(6)连接的一端，所述的滚轮(9)设置在搅拌棒(4)远离搅拌连接装置(6)的一端。

3.根据权利要求2所述的一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，其特征在于：所述的弹簧(5)个数为两个且另一端与拉环(10)连接。

4.根据权利要求3所述的一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，其特征在于：所述的第二连接孔(13)个数为4个。

5.根据权利要求4所述的一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，其特征在于：所述的滚轮(9)能与套管(3)可滚动接触，用于减少搅拌棒(4)与套管(3)内壁的摩擦力。

6.根据权利要求5所述的一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，其特征在于：所述的搅拌连接装置(6)上部设有外螺纹(11)便于与浇筑管(2)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，其特征在于：所述的第二连接孔(13)和连接螺栓(7)将搅拌棒(4)与搅拌连接装置(6)连接在一起，所述的弹簧收容管(12)与弹簧(5)一端连接，使得搅拌棒(4)与搅拌连接装置(6)连接在一起并且可以绕连接螺栓(7)转动。

8.根据权利要求7所述的一种针对特定土层进行加固处理的喷搅装置，其特征在于：所述的浇筑管(2)为圆形钢管，一端内壁设有内螺纹(15)，靠近内螺纹(15)处的一定距离内的管段设有均匀分布的喷射孔(16)。

9.一种应用如权利要求1-8中任一项所述的喷搅装置针对特定土层进行加固处理的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）首先使用略大于套管(3)口径的钻机在上部硬土层形成圆孔，并打穿上部土层直至下部软弱土层；

2）成孔，清孔后，在已形成的钻孔中放入套管(3)，标定位置使套管(3)下端深入下部土层中；

3）将搅拌装置(1)与浇筑管(2)固定连接，并将搅拌棒(4)收起沿套管(3)放入下降至套管(3)下端，此时弹簧(5)被拉伸；

4）当搅拌装置(1)沿套管(3)下降至预定位置时，将套管(3)向上抽出，使喷射孔(16)完全暴露在下部土层中，同时搅拌棒在弹簧(5)牵引下展开，由于防翘槽(14)阻碍使得搅拌棒能展开到预定位置；

5）在地面处或水面处向浇筑管(2)上端注入高压泵送固化剂，并旋转浇筑管(2)，牵引搅拌棒(4)转动,高压固化剂从浇筑管下端喷射孔(16)旋喷而出，同时受到搅拌棒高速搅拌，与原有软弱土充分混合并硬结；

6）搅拌完毕后，将套管(3)下伸，将搅拌棒(4)收起至套管(3)内，将浇筑管(2)连同搅拌装置(1)沿套管(3)抽出；

7）将套管(3)缓慢上抽，并不断注入固化剂直至套管(3)完全抽出，整个下部土层加固完毕。