CN107354935B - 挤密砂桩成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤密砂桩成型设备。所述挤密砂桩成型设备包括加固部件、驱动装置及控制装置。所述加固部件沿竖直方向可往复移动地设置，并用于输出贯入力至砂土上。所述驱动装置驱动所述加固部件往复移动地设置。所述控制装置通过所述驱动装置控制所述加固部件进行向下贯入、停止和向上提升的操作地设置。所述挤密砂桩成型设备操作便利且可靠。

Description

挤密砂桩成型方法

技术领域

本发明涉及一种施工方法及设备，特别是一种挤密砂桩成型设备及方法。

背景技术

挤密砂桩法，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法。如何实现对砂桩成型工艺受控、便利于实施则成为了需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种便利于操作的挤密砂桩成型设备及方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种挤密砂桩成型方法。所述挤密砂桩成型方法包括：

提供加固部件，所述加固部件沿竖直方向可往复移动，并输出贯入力至砂土上以形成砂桩；

提供驱动装置，所述驱动装置驱动所述加固部件往复移动地设置；

提供控制装置，所述控制装置通过所述驱动装置控制所述加固部件进行向下贯入、停止和向上提升的操作。

优选地，所述的挤密砂桩成型方法还包括提供传感元件。所述传感元件感测所述加固部件输出的贯入力的数值，并将所述贯入力的数值传输至所述控制装置。所述控制装置依据所述贯入力的数值而通过所述驱动装置控制所述加固部件进行对应的向下贯入、停止或向上提升的操作。

优选地，所述控制装置将所述贯入力的数值与地基承载力的数值进行大小比较。当所述贯入力的数值等于地基承载力的数值时，所述控制装置通过所述驱动装置停止所述加固部件的运动。当所述贯入力的数值小于地基承载力的数值时，所述控制装置通过所述驱动装置驱动所述加固部件保持向下贯入操作。

优选地，所述的挤密砂桩成型方法还包括：

选取砂桩的设计深度；

所述加固部件输出贯入力，并将砂桩挤压至所述设计深度；

所述传感元件感测所述加固部件所输出的贯入力的数值，并将所述贯入力的数值传输至所述控制装置；

所述控制装置存储所述贯入力的数值，并将该贯入力的数值作为地基承载力的数值。

本发明还提供一种挤密砂桩成型方法。所述挤密砂桩成型方法包括：

提供贯入力至砂土上；

感测贯入力的数值；

比较贯入力与地基承载力二者大小；

当贯入力等于地基承载力时，停止提供贯入力；

当贯入力小于地基承载力时，继续提供贯入力至砂土上。

优选地，所述的挤密砂桩成型方法还包括：

选取所需砂桩的设计深度；

提供贯入力并形成达到所述设计深度的砂桩；

感测砂桩到达设计深度时所提供的贯入力数值；

存储砂桩达到设计深度时所提供的贯入力的数值，并以此贯入力的数值作为地基承载力的数值。

本发明还提供一种挤密砂桩成型设备。所述挤密砂桩成型设备包括：

加固部件，所述加固部件沿竖直方向可往复移动地设置，并用于输出贯入力至砂土上；

驱动装置，所述驱动装置驱动所述加固部件往复移动地设置；及

控制装置，所述控制装置通过所述驱动装置控制所述加固部件进行向下贯入、停止和向上提升的操作地设置。

优选地，所述的挤密砂桩成型设备还包括传感元件。所述传感元件设置为感测所述加固部件输出的贯入力的数值，并将所述贯入力的数值传输至所述控制装置。所述控制装置设置为依据所述贯入力的数值而控制所述加固部件进行对应的向下贯入、停止或向上提升的操作。

优选地，所述控制装置包括比较单元。所述比较单元设置为可将贯入力的数值与地基承载力的数值进行大小比较。当所述贯入力的数值等于地基承载力的数值时，所述控制装置通过所述驱动装置停止所述加固部件的运动地设置。当所述贯入力的数值小于地基承载力的数值时，所述控制装置通过所述驱动装置驱动所述加固部件保持向下贯入操作地设置。

优选地，所述地基承载力的数值等于所述加固部件将砂桩挤压至设计深度时的贯入力的数值。所述传感元件感测所述加固部件将砂桩挤压至设计深度时的贯入力的数值，并将所述贯入力的数值传输至所述控制装置。所述控制装置包括存储单元。所述存储单元存储所述贯入力的数值。

与现有技术相比，本发明挤密砂桩成型设备操作便利、易于控制且施工质量可靠。进一步地，所述挤密砂桩成型设备能够解决对于挤密砂桩加固施工着底深度的判断中存在的技术难度，能够避免砂桩加固深度不足或因下部土层较硬导致施工困难降底施工效率和增加设备磨损等问题。所述挤密砂桩成型设备及方法能够在工程施工中合理判断和控制砂桩着底深度，明确砂桩的着底标准，从而达到可靠地、合理地控制砂桩的施工深度的要求。

附图说明

图1为本发明提供的一种挤密砂桩成型设备的正视图。

图2为图1的挤密砂桩成型设备的侧视图。

图3为图1中的控制装置的结构框图。

图4为本发明提供的挤密砂桩成型方法的实施方式之一的流程图。

图5为本发明提供的挤密砂桩成型方法的实施方式之二的流程图。

图6为本发明提供的挤密砂桩成型方法的实施方式之三的流程图。

图7为本发明提供的挤密砂桩成型方法的实施方式之四的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例一：

请参阅图1及图2，本发明提供一种挤密砂桩成型设备100。所述挤密砂桩成型设备100包括加固部件10、驱动装置30及控制装置50。所述驱动装置30 用于驱动所述加固部件10，并驱使所述加固部件10挤压砂料以形成相应深度的砂桩。所述控制装置50用于控制所述驱动装置30开关及运行方式。

所述加固部件10竖直向下移动时，输出贯入力至砂桩上，并通过振动挤压砂桩，从而使得砂桩的深度符合预设的要求。所述加固部件10的具体形状及构造只要能够施加挤压力在相应的砂土上以形成相应的砂桩即可。所述加固部件 10为可以为重力锤，譬如落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等桩锤。

所述驱动装置30的具体规格、种类及参数只要能够输出相应的驱动力即可。相应地，所述驱动装置30可以电动机、内燃机等。在本实施例中，为了提升驱动所述加固部件10竖直方向活动的效率，所述驱动装置30为卷扬机。所述卷扬机，也即是绞车。

作为变形，所述加固部件10及所述驱动的装置30可以构造为相应的打桩机。

为了提升所述驱动装置30驱动所述加固部件10的效率，本实施例中采用滑轮35实现对加固部件10的传动。当然，所述滑轮35也可以采用相应的滑轮组替代。本实施实例中采用支架37支撑所述滑轮35。具体地，所述滑轮35设置在所述支架37的顶端上。所述驱动装置30通过钢丝绳39驱动所述加固部件 10。相应地，所述钢丝绳39穿过所述滑轮35，并连接所述加固部件10。也即是，在本实施例中，所述驱动装置30通过所述钢丝绳39牵拽所述加固部件10，实现对所述加固部件10的上述操作。所述加固部件10也可以通过自重而自由下落以施加冲击力在砂桩上。可以理解的是，所述加固部件10下落的距离的长短使得转化为贯入力的数值大小发生相应的变化。也即是，所述加固部件10下落的距离越长，最终转化为贯入力越大，反之亦然。所述驱动装置30通过所述钢丝绳39输出的拉力与所述加固部件10的重力相当时，可以实现对该加固部件10的悬停操作。

另外，为了便利于支撑其他部件及提升一体性能，本实施例中采用底座42 实现前述部件的支撑。具体地，所述驱动装置30、所述控制装置50及所述支架 37均设置在所述底座42上。所述底座42可以为平板车。在本实施例中，所述控制装置50与所述驱动装置30电连接。

请一并参阅图3，所述控制装置50可以采用硬件，或习知的硬件与软件程序的结合以实现相应的控制操作。所述控制装置50可以包括单片机。在本实施例中，所述控制装置50采用计算机。所述计算机并可以运行相应的施工管理系统。具体地，所述控制装置50包括比较单元52。所述比较单元52用于判断所述加固部件10输出的贯入力F1的数值与地基承载力F2的数值之间的大小。当所述贯入力F1的数值达到等于地基承载力F2的数值时，所述控制装置50通过所述驱动装置30停止所述加固部件10的向下贯入。也即是，所述驱动装置30 使得所述加固部件10停止运动。当所述贯入力F1的数值没有达到地基承载力 F2的数值时，所述驱动装置30保持对所述加固部件10的驱动，使得所述加固部件10保持向下贯入的操作，直至贯入力F1的数值达到地基承载力F2的数值。当然，所述比较单元52也可以采用相应的逻辑电路或逻辑器件实现。

进一步地，所述控制装置50还包括存储单元54。所述存储单元54用于存储地基承载力F2的数值。所述存储单元54可以为任意存储器。

请继续参阅图1及图2，所述挤密砂桩成型设备100还包括传感元件70。所述传感元件70感测所述加固部件10输出的贯入力的数值，并将所述贯入力的数值传输至所述控制装置50。所述传感元件70规格及种类根据需要而选择，只要能够感测相应的加固件10所输出的贯入力的数值即可。在本实施例中，所述传感元件70为负载传感器。更具体地，所述传感元件70为电气式负载传感器。所述传感元件70设置在所述支架37的顶端上。所述传感元件70能够连续地对所述加固部件10输出的贯入力的数字进行感测。也即是，所述传感元件70按照预定的频率对贯入力进行采样，并将获取的数值输出至所述控制装置50。

实施例二：

请参阅图4，其为本发明提供的一种挤密砂桩成型方法。所述挤密砂桩成型方法包括以下步骤：

S101：提供一加固部件10。所述加固部件10可沿竖直方向往复移动，并用于输出贯入力至砂桩上；

S103：提供一驱动装置30。所述驱动装置30驱动所述加固部件10往复移动地设置；

S105：提供一控制装置50。所述控制装置50与所述驱动装置30电连接，并通过所述驱动装置30控制所述加固部件10进行向下贯入、停止及向上提升的操作。

所述控制装置50关闭所述驱动装置30，从而实现对所述加固部件10的停止操作。所述控制装置50通过控制所述驱动装置30的输出动力的方式从而实现对加固部件10的向下贯入、向上提升的操作。

进一步地，所述控制装置50设置为将所述贯入力F1的数值与地基承载力 F2的数值进行大小比较。且当所述贯入力F1的数值等于地基承载力F2的数值时，所述控制装置50通过所述驱动装置30停止所述加固部件10的运动。

实施例三：

请参阅图5，本发明提供的又一种挤密砂桩成型方法。本实施例中，所述挤密砂桩成型方法包括以下步骤：

S101：提供一加固部件10。所述加固部件10可沿竖直方向往复移动，并用于输出贯入力至砂桩上；

S103：提供一驱动装置30。所述驱动装置30驱动所述加固部件10往复移动地设置；

S104：提供一传感元件70。所述传感元件70感测所述加固部件10输出的贯入力F1的数值，并将所述贯入力F1的数值传输至所述控制装置50；

S105a：提供一控制装置50。所述控制装置50依据接收到的贯入力F1的数值大小而通过所述驱动装置30控制所述加固部件10进行相应的向下贯入、停止或向上提升的操作。

具体地，本实施例中步骤S104、S105a与前述实施例二相比较具有相应的不同。

实施例四：

请参阅图6，本发明提供的又一种挤密砂桩成型方法。本实施例中，所述挤密砂桩成型方法包括以下步骤：

S101：提供一加固部件10。所述加固部件10可沿竖直方向往复移动，并用于输出贯入力至砂桩上；

S103：提供一驱动装置30。所述驱动装置30驱动所述加固部件10往复移动地设置；

S104：提供一传感元件70。所述传感元件70感测所述加固部件10输出的贯入力F1的数值，并将所述贯入力F1的数值传输至所述控制装置50；

S105b：提供一控制装置50。所述控制装置50将所述贯入力F1的数值与地基承载力F2的数值进行大小比较。当所述贯入力F1的数值与地基承载力F2的数值相等时，所述控制装置50通过所述驱动装置30停止所述加固部件10的活动。

也即是，所述控制装置50发出指令至所述驱动装置30，使得该驱动装置 30停止对所述加固部件10的驱动操作而使得该加固部件10静止。另外，本实施例中步骤S105b与前述实施例三相比较具有相应的不同。

实施例五：

请参阅图7，本发明还提供又一种挤密砂桩成型方法。所述挤密砂桩成型方法包括以下步骤：

S301：选取所需砂桩的设计深度；

也即是，根据符合应用需要而选择砂桩的某一预设的设计深度，并以此深度作为衡量所获得的砂桩是否符合相应的应用要求。

S302：提供贯入力并形成达到所述设计深度的砂桩；

S303：感测砂桩到达设计深度时所提供的贯入力数值；

在本实施例中，可以通过前述加固部件10提供相应的贯入力。

S304：存储砂桩达到设计深度时所提供的贯入力的数值，并以此贯入力的数值作为地基承载力的数值；

也即是，在本发明中，根据预先选定的具有相应的设计深度的砂桩作为标准，其它成型获得的砂桩均以达到所述设计深度作为是否达标的衡量标准。并通过前述控制装置50的存储单元52存储地基承载力。

S305：提供贯入力至砂土上；

也即是，再次通过在砂土上施加贯入力以形成相应的砂桩。

S306：感测贯入力的数值；

在本实施例中，通过前述传感元件70感测前述加固部件70所输出的贯入力。

S307：比较贯入力与地基承载力二者大小；

在本实施例中，通过控制装置50的比较单元54比较当前输入的贯入力与存储单元52存储的地基承载力的数值大小进行比较。

S308a：当贯入力F1等于地基承载力F2时，停止提供贯入力F1；

在本实施例中，当比较单元54比较出贯入力F1等于地基承载力F2时，控制装置50通过驱动装置30停止加固部件10，从而使得所述加固部件10停止输出贯入力F1。

S308b：当贯入力F1小于地基承载力F2时，继续提供贯入力F1至砂土上。

在本实施例中，当比较单元54比较出贯入力F1小于地基承载力F2时，控制装置50通过驱动装置30驱动加固部件10继续进行向下贯入操作，从而使得所述加固部件10继续输出贯入力F1，直至贯入力F1等于地基承载力F2时，此时砂桩的深度达到设计深度。

优选地，所述挤密砂桩成型方法为振动沉管挤密砂桩法。所述挤密砂桩成型方法通过振动机的振动作用，把套管打入规定的设计深度。套管入土后挤密套管周围的土，然后再投入砂料，排砂于土中，振动密实、振动拔管成桩，多次循环后，就成为挤密砂桩。这种施工工艺处理效果较好，既有挤密作用又有振密作用，使桩与桩间土形成较好的复合地基，提高地基承载力、防止砂土液化、增强软弱地基土的整体稳定性。

以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (1)

1.一种挤密砂桩成型方法，其特征在于，包括：

提供加固部件，所述加固部件沿竖直方向可往复移动，并输出贯入力至砂土上以形成砂桩；

提供驱动装置，所述驱动装置驱动所述加固部件往复移动地设置；

提供控制装置，所述控制装置通过所述驱动装置控制所述加固部件进行向下贯入、停止和向上提升的操作；

提供传感元件，所述传感元件感测所述加固部件输出的贯入力的数值，并将所述贯入力的数值传输至所述控制装置；

所述控制装置依据所述贯入力的数值而通过所述驱动装置控制所述加固部件进行对应的向下贯入、停止或向上提升的操作；

所述控制装置将所述贯入力的数值与地基承载力的数值进行大小比较；

当所述贯入力的数值等于地基承载力的数值时，所述控制装置通过所述驱动装置停止所述加固部件的运动；

当所述贯入力的数值小于地基承载力的数值时，所述控制装置通过所述驱动装置驱动所述加固部件保持向下贯入操作；还包括：

选取砂桩的设计深度；

所述加固部件输出贯入力，并将砂桩挤压至所述设计深度；

所述传感元件感测所述加固部件所输出的贯入力的数值，并将所述贯入力的数值传输至所述控制装置；

所述控制装置存储所述贯入力的数值，并将该贯入力的数值作为地基承载力的数值。

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