CN106192981A - 一种降水强夯一体装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降水强夯一体装置及其使用方法,装置包括夯锤、消声套筒、夯击承台、金属滤管和排水软管,夯击承台顶部设置有轨道凹槽,轨道凹槽内安装有消声套筒,消声套筒内设置有夯锤;夯击承台下底面通过连接口连接有金属滤管,金属滤管为双层刚性套管,双层刚性套管为内外套装的内层滤管和外层滤管;本发明采用夯击承台模式,在相同夯击能的情况下,会使土体受力更均匀,作用范围更广;钢性夯击承台作为夯锤的接触面,避免了传统的强夯工艺中夯锤与土体的直接接触,解决了夯锤在落地后难以起拔的难题;强夯和并在夯点中心下排水的同时进行会加速土体中超孔隙水压力的消散,大大缩短了工程的进度。

Description

一种降水强夯一体装置及其使用方法
技术领域
本发明属于软土地基处理技术领域,特别涉及一种降水强夯一体装置及其使用方法。
背景技术
在软土地基处理技术领域,强夯工艺已广泛运用到高速公路、铁路、机场、港口填海等基础加固工程中。在施工过程中,夯锤被高高吊起,然后将夯锤释放,迅速提高地基的承载力及压缩模量。但是强夯在实际应用过程中,存在着以下的缺点有待解决:第一,由于施工土质较为松软,所以在夯锤砸入软粘土中时会陷入泥土中,周围土体的空气被挤压出去后会对夯锤形成真空吸附,使夯锤难以起拔;第二,夯锤受力面积相对较小,在与土体接触的时候会产生较大的压强,会使土体的受力和沉降分布不均,虽然后期有推平工序,但是效果不明显;第三,夯锤由高空落下会对土体产生较大的冲击,土体迅速产生较高超孔隙水压力,同时水位也会迅速上涨,这些都会阻碍下一次夯击的进行;通常一遍强夯后超孔隙水压力的消散需要3-5天的时间,大大减缓了施工进度,不利于土体的快速加固;第四,由于强夯为动力固结方法,在操作过程中会产生巨大的噪音,因而强夯的应用地点和时间都受到了很大限制。这些缺点严重限制了强夯工艺的进一步发展,却迟迟未能得到解决。
发明内容
发明目的:为克服现有技术中强夯设备和工艺的不足,本发明提供一种结构更为完善,操作更方便,适用性更广泛的降水强夯一体装置及其使用方法。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种降水强夯一体装置,包括夯锤1、消声套筒2、夯击承台3、金属滤管4和排水软管5,所述夯击承台3顶部设置有轨道凹槽14,轨道凹槽14内安装有消声套筒2,消声套筒2内设置有夯锤1,所述轨道凹槽14的外围且位于夯击承台3上表面设置有若干个起拔接口12,每个起拔接口12下方均设置有气孔13,气孔13纵向贯穿夯击承台3;夯击承台3下底面通过连接口连接有金属滤管4,所述金属滤管4为双层刚性套管,双层刚性套管为内外套装的内层滤管8和外层滤管7,且内层滤管8与外层滤管7之间包裹土工布9,所述内层滤管8与外层滤管7的管壁上均设有若干个滤孔11;金属滤管4底部设置有可卸式底盖10;所述排水软管5的进水端位于金属滤管4底部,排水软管5向上依次通过金属滤管4和夯击承台3下底面的连接口,再穿过夯击承台3,所述排水软管5的出水端位于夯击承台3之上,且连接外置的抽水泵6。
进一步的,所述内层滤管8、土工布9和外层滤管7之间紧密贴合;所述内层滤管8和外层滤管7的直径均为15~25cm,且内层滤管8直径小于外层滤管7。
进一步的,所述滤孔11的直径为8-10mm,且内层滤管8与外层滤管7管壁上的滤孔11相互重合布置。
进一步的,所述夯击承台3内设置有由其下底面的连接口至上表面的空心通道,所述空心通道内安装排水软管5,所述排水软管5是直径为15~25mm的塑料软管。
进一步的,所述夯击承台3为扁平实心钢性圆柱体,其直径为夯锤1直径的2-3倍,厚度为15~25cm。
进一步的,所述轨道凹槽14与夯击承台3为同心圆,所述轨道凹槽14内旋转内嵌有消声套筒2,所述轨道凹槽14的外围四周均匀设置有四个起拔接口12,所述消声套筒2为空心钢制圆筒,其直径为夯锤1直径的1.2-1.5倍。
进一步的,每段金属滤管4管长2-4米,每段金属滤管4的一端为外置螺纹,另一端为内置螺纹,且外置螺纹和内置螺纹相匹配,根据长度需要多段金属滤管4同心连接。
进一步的,所述底盖10为圆锥状,底盖10的内径与外层滤管7的外径相同,底盖10的接口设置为内侧螺纹接口,内侧螺纹接口与金属滤管4的外置螺纹相配套。
一种降水强夯一体装置的使用方法,包括以下步骤:
A、根据设计深度,组装多段金属滤管4,并在最下面的金属滤管4的底部安装底盖10,在内层滤管8外壁包裹土工布9;
B、利用成孔钻机在工作区预定夯击点定位开孔,将已经组合完好的金属滤管4沿钻孔进行安置,使金属滤管4埋设于土体的设计深度中;同时也可以采用夯击的方式将金属滤管4在预定夯点夯进设计深度处;当土体为淤泥质粘土或粉质粘土等渗透系数较低的软粘土时,应当扩宽金属滤管4在土体中的埋设孔,并在金属滤管4埋设完成后,在其周边换填中粗砂、碎石等渗透性较大的材料。
C、将排水软管5放置其中并连接放置在外侧的抽水泵6进行预先降水处理;
D、当水位达到设计要求后,将金属滤管4和夯击承台3下底面接口连接,使其成为一个整体;然后安置消声套筒2并放入夯锤1,进行试夯,确保夯击承台3放置平稳;
E、由强夯机支配夯锤1进行强夯,同时抽水泵6不间断的进行排水,一边强夯一边在夯击中心点下抽水,直至完成该夯点的设计要求;
F、与此同时,重复步骤A、B、C完成其他夯击点的金属滤管4的埋设和预先降水处理;
G、当该测点已完成设计强夯次数时,由强夯起吊机连接夯击承台3上表面的起拔接口12,将金属滤管4与夯击承台3下底面的连接口处拆分,将夯击承台3移至下一个夯击点并与已埋设的金属滤管4进行重组,重复步骤D、E快速完成对整个场地的强夯加固。
有益效果:与现有技术相比,本发明在传统强夯工艺和排水方法上进行了巧妙结合,避免了同类型强夯方法的复杂性,达到了如下有益效果:
1. 本发明装置采用夯击承台模式,在相同夯击能的情况下,会使土体受力更均匀,作用范围更广;
2.钢性夯击承台作为夯锤的接触面,避免了传统的强夯工艺中夯锤与土体的直接接触,解决了夯锤在落地后难以起拔的难题;
3.强夯和并在夯点中心下排水的同时进行会加速土体中超孔隙水压力的消散,大大缩短了工程的进度;
4. 本发明装置结构简单,容易操作,且可以重复使用,适用于大范围推广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
其中:1-夯锤、2-消声套筒、3-夯击承台、4-金属滤管、5-排水软管、6-抽水泵、7-外层滤管、8-内层滤管、9-土工布、10-可卸底盖、11-滤孔、12-起拔接口、13-气孔、14-轨道凹槽。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示,一种降水强夯一体装置,包括夯锤1、消声套筒2、夯击承台3、金属滤管4、排水软管5和抽水泵6,夯击承台3为扁平实心钢性圆柱体,其直径为夯锤1直径的2-3倍,厚度为15~25cm;
所述夯击承台3顶部设置有轨道凹槽14,所述轨道凹槽14与夯击承台3为同心圆,所述轨道凹槽14内旋转内嵌有消声套筒2,所述消声套筒2为空心钢制圆筒,其高度由夯锤1提升高度自由调整,其直径为夯锤1直径的1.2-1.5倍,消声套筒2内设置有夯锤1;
所述轨道凹槽14的外围四周且位于夯击承台3上表面均匀设置有四个起拔接口12,每个起拔接口12下方均设置有矩形气孔13,气孔13纵向贯穿夯击承台3;
夯击承台3下底面中心处通过连接口连接有金属滤管4,所述金属滤管4为双层刚性套管,双层刚性套管分为内、外两个滤管,分别为内外套装的内层滤管8和外层滤管7,内层滤管8和外层滤管7的直径均为15~25cm,且内层滤管8直径略小于外层滤管7;
所述内层滤管8与外层滤管7的管壁上均设有若干个滤孔11,滤孔11的直径为8-10mm,且内层滤管8与外层滤管7管壁上的滤孔11相互重合布置,内层滤管8与外层滤管7之间包裹土工布9,且三者紧密贴合;
每段金属滤管4管长2-4米,具体长度可根据实际需要进行组合,将多段金属滤管4同心连接而成,每段金属滤管4的上下两端设置不同的接口,其中一端的接口为外置螺纹,另一端的接口为内置螺纹,且外置螺纹和内置螺纹相匹配。
最底下的金属滤管4底部设置有可卸式底盖10,底盖10为圆锥状,底盖10的内径与外层滤管7的外径相同,底盖10的接口设置为内侧螺纹接口,内侧螺纹接口与金属滤管4的外置螺纹相配套。
所述夯击承台3内设置有由其下底面的连接口至上表面的空心通道,空心通道用来安装排水软管5,排水软管5是直径为15~25mm的塑料软管。排水软管5的进水端位于金属滤管4底部,排水软管5向上依次通过金属滤管4和夯击承台3下底面的连接口,再穿过夯击承台3的空心通道,所述排水软管5的出水端位于夯击承台3之上,且连接外置的抽水泵6。
一种降水强夯一体装置的使用方法,包括以下步骤:
A、根据设计深度,组装多段金属滤管4,并在最下面的金属滤管4的底部安装底盖10,在内层滤管8外壁包裹土工布9;
B、利用成孔钻机在工作区预定夯击点定位开孔,将已经组合完好的金属滤管4沿钻孔进行安置,使金属滤管4埋设于土体的设计深度中;同时也可以采用夯击的方式将金属滤管4在预定夯点夯进设计深度处;当土体为淤泥质粘土或粉质粘土等渗透系数较低的软粘土时,应当扩宽金属滤管4在土体中的埋设孔,并在金属滤管4埋设完成后,在其周边换填中粗砂、碎石等渗透性较大的材料;
C、将排水软管5放置其中并连接放置在外侧的抽水泵6进行预先降水处理;
D、当水位达到设计要求后,将金属滤管4和夯击承台3下底面接口连接,使其成为一个整体;然后安置消声套筒2并放入夯锤1,进行小幅度试夯,确保夯击承台3放置平稳。
E、由强夯机支配夯锤1进行强夯,同时抽水泵6不间断的进行排水,一边强夯一边在夯击中心点下抽水,直至完成该夯点的设计要求;
F、与此同时,重复步骤A、B、C完成其他夯击点的金属滤管4的埋设和预先降水处理;
G、当该测点已完成设计强夯次数时,由强夯起吊机连接夯击承台3上表面的起拔接口12,将金属滤管4与夯击承台3下底面的连接口处拆分,将夯击承台3移至下一个夯击点并与已埋设的金属滤管4进行重组,重复步骤D、E快速完成对整个场地的强夯加固。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种降水强夯一体装置,其特征在于:包括夯锤(1)、消声套筒(2)、夯击承台(3)、金属滤管(4)和排水软管(5),所述夯击承台(3)顶部设置有轨道凹槽(14),轨道凹槽(14)内安装有消声套筒(2),消声套筒(2)内设置有夯锤(1),所述轨道凹槽(14)的外围且位于夯击承台(3)上表面设置有若干个起拔接口(12),每个起拔接口(12)下方均设置有气孔(13),气孔(13)纵向贯穿夯击承台(3);夯击承台(3)下底面通过连接口连接有金属滤管(4),所述金属滤管(4)为双层刚性套管,双层刚性套管为内外套装的内层滤管(8)和外层滤管(7),且内层滤管(8)与外层滤管(7)之间包裹土工布(9),所述内层滤管(8)与外层滤管(7)的管壁上均设有若干个滤孔(11);金属滤管(4)底部设置有可卸式底盖(10);所述排水软管(5)的进水端位于金属滤管(4)底部,排水软管(5)向上依次通过金属滤管(4)和夯击承台(3)下底面的连接口,再穿过夯击承台(3),所述排水软管(5)的出水端位于夯击承台(3)之上,且连接外置的抽水泵(6)。
2.根据权利要求1所述的降水强夯一体装置,其特征在于:所述内层滤管(8)、土工布(9)和外层滤管(7)之间紧密贴合;所述内层滤管(8)和外层滤管(7)的直径均为15~25cm,且内层滤管(8)直径小于外层滤管(7)。
3.根据权利要求1所述的降水强夯一体装置,其特征在于:所述滤孔(11)的直径为8-10mm,且内层滤管(8)与外层滤管(7)管壁上的滤孔(11)相互重合布置。
4.根据权利要求1所述的降水强夯一体装置,其特征在于:所述夯击承台(3)内设置有由其下底面的连接口至上表面的空心通道,所述空心通道内安装排水软管(5),所述排水软管(5)是直径为15~25mm的塑料软管。
5.根据权利要求1所述的降水强夯一体装置,其特征在于:所述夯击承台(3)为扁平实心钢性圆柱体,其直径为夯锤(1)直径的2-3倍,厚度为15~25cm。
6.根据权利要求1所述的降水强夯一体装置,其特征在于:所述轨道凹槽(14)与夯击承台(3)为同心圆,所述轨道凹槽(14)内旋转内嵌有消声套筒(2),所述轨道凹槽(14)的外围四周均匀设置有四个起拔接口(12),所述消声套筒(2)为空心钢制圆筒,其直径为夯锤(1)直径的1.2-1.5倍。
7.根据权利要求1所述的降水强夯一体装置,其特征在于:每段金属滤管(4)管长2-4米,每段金属滤管(4)的一端为外置螺纹,另一端为内置螺纹,且外置螺纹和内置螺纹相匹配,根据长度需要多段金属滤管(4)同心连接。
8.根据权利要求1所述的降水强夯一体装置,其特征在于:所述底盖(10)为圆锥状,底盖(10)的内径与外层滤管(7)的外径相同,底盖(10)的接口设置为内侧螺纹接口,内侧螺纹接口与金属滤管(4)的外置螺纹相配套。
9.根据权利要求1-8所述的降水强夯一体装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、根据设计深度,组装多段金属滤管(4),并在最下面的金属滤管(4)的底部安装底盖(10),在内层滤管(8)外壁包裹土工布(9);
B、利用成孔钻机在工作区预定夯击点定位开孔,将已经组合完好的金属滤管(4)沿钻孔进行安置,使金属滤管(4)埋设于土体的设计深度中;
C、将排水软管(5)放置其中并连接放置在外侧的抽水泵(6)进行预先降水处理;
D、当水位达到设计要求后,将金属滤管(4)和夯击承台3下底面接口连接,使其成为一个整体;然后安置消声套筒(2)并放入夯锤(1),进行试夯,确保夯击承台(3)放置平稳;
E、由强夯机支配夯锤(1)进行强夯,同时抽水泵(6)不间断的进行排水,一边强夯一边在夯击中心点下抽水,直至完成该夯点的设计要求;
F、与此同时,重复步骤A、B、C完成其他夯击点的金属滤管(4)的埋设和预先降水处理;
G、当该测点已完成设计强夯次数时,由强夯起吊机连接夯击承台(3)上表面的起拔接口(12),将金属滤管(4)与夯击承台(3)下底面的连接口处拆分,将夯击承台(3)移至下一个夯击点并与已埋设的金属滤管4进行重组,重复步骤D、E快速完成对整个场地的强夯加固。
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