CN108221910A - 一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法，该方法通过混凝土U形管桩、护桶、底盘与不同类型的中心装置组成的结构，实现沉桩施工、排水加固、注浆加固工艺。该结构独特性造就其地基处理性能方面的优越性，中心排水装置和中心注浆装置均采用分离式“L”型管道，分别实现刚性桩体的定点强力排水和定点强力注浆功能，改变了传统连通式或者面状式的压力传递模式，使得突破了传统排水加固和注浆加固地基处理加固效果随深度增加而降低的局限；护桶底部设计油泵液压动力底盘，可解决了桩体与护桶卡住而难以拔出护桶、在调换不同类型的中心装置时桩周土从桩壁孔挤入软土的障碍。

Description

一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法

技术领域

本发明涉及一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法，属于软土地基处理领域范畴，适用于处理高含水率的砂土、粉土、粘土、淤泥质土等软土地基，尤其可用于深厚饱和软土地基。

背景技术

软土广泛分布于我国沿海以及内陆湖泊地区，尤其在沿海地区分布大面积深厚且含水量极高的软土层，如天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、湛江、广州、深圳等地。因压缩性高、承载力低等特性，这些区域软土常常无法满足铁路、公路、码头、市政及工业与民用建筑等工程建设要求。当天然地基不能满足工程建设要求时，地基处理就成为关系工程建设的关键问题。为了满足工程建设经济实用与安全可靠原则，需要进行地基处理设计，其中最为重要的是，根据软土特性、技术条件、工程要求等情况确定相应地基处理技术手段。

当前，涌现了一批新型复合处理地基技术，如浆固碎石桩、混凝土芯砂石桩、透水混凝土桩、套管排水桩等，这些新复合地基处理技术是由单一工作状态向多种工作状态演化发展，在传统地基处理方法的基础上结合两种及以上处理手段的优点，取长补短，强强联合，达到了既改善软土特性，又提高桩身强度的目的，进而提高复合地基承载力和减小沉降。可以看出，新型复合处理地基技术是基于联合法技术思想，改变传统地基处理技术的单一效用，融合各种处理技术优势，这使得新型复合处理地基技术在软基处理领域表现出强大的生命力。对此，尽管对于浅层高含水量软土地基，新型复合加固桩技术具备明显的优势，然而对于深厚含水量高的软土地基，新型复合加固桩技术仍面临巨大的挑战，主要是受限其随着深度增加而加固效果降低的特性。

发明内容

本发明针对含水量较高的深厚软土地基加固处理，克服上述现有新型复合处理地基技术不足，融合了刚性桩、排水和注浆三者的优势，提出一种快速排水、强力注浆和高强度特性于一身的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法。

本发明的技术方案是：

中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，它包括混凝土U形管桩、在混凝土U形管桩内嵌套有隔离作用的护桶，在所述混凝土U形管桩的侧壁上设有桩壁孔，在护桶上设有能与桩壁孔匹配的桶壁孔，在护桶上设有能驱使护桶转动的底盘，在护桶内嵌套有不同功能的中心装置；所述的中心装置为沉桩施工所需的中心钢体装置、排水加固所需的中心排水装置、注浆加固所需的中心注浆装置的其中一种或一种以上的组合。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的中心钢体装置是实心刚体，在中心刚体装置上设有吊环。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的中心排水装置包括与护桶嵌套匹配的柱状体，在柱状体内设置有排水管，在排水管内设有过滤填料，在柱状体上设有排水孔，排水管的一端管口位于柱状体的上端面、另一端与柱状体上的排水孔对应；所述的抽水孔与桩壁孔的位置对应。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的中心注浆装置包括与护桶嵌套匹配的柱状体，在柱状体结构内设置注浆管，在柱状体上设有排浆孔，注浆管的一端管口位于柱状体结构的上端面、另一端与柱状体上的排浆孔对应；所述的排浆孔与桩壁孔的位置对应。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的底盘位于护桶的底部，其包括产生驱动力的驱动电机，在电机上连接有减速轮与传动轮，传动轮与混凝土U形管桩的内壁接触，且在底盘的底部设有分离用液压装置，在护桶底部设有与传动轮匹配的齿轮。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的桩壁孔在混凝土U形管桩的管壁上呈螺旋状分布，混凝土U形管桩底端呈锥形状；所述的排水管为L形，其竖直段管径小、水平端管径大；所述的注浆管为L形，其竖直段管径大、水平端管径小。

中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法，它涵盖了沉桩施工、排水加固、注浆加固以及封闭管桩四个工艺，首先经过沉桩施工后，根据软土地基地质条件选择实施排水加固、注浆加固或先排水加固后注浆加固的地基处理工艺，最后进行封闭管桩工艺，形成“沉桩施工+排水加固+封闭管桩”、“沉桩施工+注浆加固+封闭管桩”、“沉桩施工+排水加固+注浆加固+封闭管桩”三套地基加固方案。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法是，所述的沉桩施工、排水加固、注浆加固工艺，是通过由混凝土U形管桩、护桶、底盘与不同类型的中心装置组成的结构体系来实现的，在进行沉桩施工时，中心装置为中心钢体装置；对软土实施排水加固时，中心装置为中心排水装置；对软土实施注浆加固时，中心装置为中心注浆装置。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法是，所述的“沉桩施工+排水加固+封闭管桩”地基加固方案，首先，对中心刚体装置、护桶、底盘、混凝土U形管桩依次嵌套组装，进行沉桩施工，在沉桩施工前，桩壁孔与桶壁孔为错开状态，通过沉桩机械将其压入软土中，完成沉桩施工；然后，实施排水加固工艺，将中心刚体装置吊出并放入中心排水装置，再驱动电机经传力齿轮使护桶绕轴转动，调整桩壁孔101与桶壁孔201为重合状态，通过连接真空负压机械进行真空负压排水加固，完成排水加固；最后，进行封填管桩。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法是，所述的“沉桩施工+注浆加固+封闭管桩”地基加固方案，首先，对中心刚体装置、护桶、底盘、混凝土U形管桩依次嵌套组装，进行沉桩施工，在沉桩施工前，桩壁孔与桶壁孔为错开状态，通过沉桩机械将其压入软土中，完成沉桩施工；然后，实施注浆加固工艺，将中心刚体装置吊出并放入中心注浆装置，再驱动电机经传力齿轮使护桶绕轴转动，调整桩壁孔与桶壁孔为重合状态，通过连接强力注浆机械进行注浆加固，完成注浆加固；最后，进行封填管桩。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法是，所述的“沉桩施工+排水加固+注浆加固+封闭管桩”地基加固方案，首先，对中心刚体装置、护桶、底盘、混凝土U形管桩依次嵌套组装，进行沉桩施工，在沉桩施工前，桩壁孔与桶壁孔为错开状态，通过沉桩机械将其压入软土中，完成沉桩施工；然后，实施排水加固工艺，将中心刚体装置吊出并放入中心排水装置，再驱动电机经传力齿轮使护桶绕轴转动，调整桩壁孔与桶壁孔为重合状态，通过连接真空负压机械进行真空负压排水加固，完成排水加固；接着，实施注浆加固工艺，驱动电机经传力齿轮使护桶绕轴转动，调整桩壁孔与桶壁孔为错开状态，再将中心排水装置吊出并放入中心注浆装置，实施完后通过驱动电机经传力齿轮使护桶绕轴转动，调整桩壁孔与桶壁孔为重合状态，通过连接强力注浆机械进行注浆加固，完成注浆加固；最后，进行封填管桩。

一种中心排水注浆混凝土桩地基加固技术的结构，中心排水注浆混凝土桩是由混凝土U形管桩、护桶、底盘、中心装置组成的地基加固处理体系，在预制的混凝土U形管桩内嵌套具有隔离作用的护桶，在护桶的底端固定驱使护桶转动的动能底盘，再在护桶内嵌套不同类型的中心装置，所述的中心装置包括沉桩施工所需的中心钢体装置，排水加固所需的中心排水装置及注浆加固所需的中心注浆装置。

一种中心排水注浆混凝土桩地基加固技术的方法，它涵盖了沉桩施工、排水加固、注浆加固以及封闭管桩工艺，经过沉桩施工后，根据地质条件选择实施排水加固或注浆加固或先排水加固后注浆加固的地基处理工艺，所述的沉桩施工、排水加固、注浆加固工艺，是通过由混凝土U形管桩、护桶和不同类型的中心装置组成的结构体系实现的，在进行沉桩施工时，中心装置为中心钢体装置；对软土实施排水加固时，中心装置为中心排水装置；对软土实施注浆加固时，中心装置为中心注浆装置；最后进行封闭管桩工艺，所述的封闭管桩工艺，是经过地基处理工艺后拔出中心装置和护桶，向混凝土U形管桩中填充砂石混凝土。

本发明技术特点：中心排水注浆混凝土桩结构体系主要由混凝土U形管桩、中心装置以及两者之间的护桶组成，所组成的构件采用嵌套方式，从内至外依次为中心装置、护桶、混凝土U形管桩，所述的中心装置包括中心钢体装置、中心排水装置、中心注浆装置；其中混凝土U形管桩挤入软土中作为永久地基增强体，中心钢体装置、中心排水装置、中心注浆装置、护桶均是重复使用的装置。

所述混凝土U形管桩，由钢筋混凝土预制而成，结构外形似试管。其重要特征是在混凝土U形管桩的桩壁设置桩壁孔，桩壁孔是桩周土与中心装置之间的通道，桩壁孔的数量、分布和大小根据桩体大小、软基处理效果、施工难易程度等方面综合确定。

所述的中心装置，包括中心钢体装置、中心排水装置、中心注浆装置三类，外形均为圆柱体构造，中心装置安置在护桶内。三类中心装置具有不同使用用途，相应不同施工作业，沉桩过程使用中心钢体装置，软土排水施工使用中心排水装置，注浆加固过程使用中心注浆装置，在实际软基加固工程中，为满足不同加固功能需要，可依靠起吊机械安放不同类型的中心装置。中心钢体装置具有高强度特点，整个结构为实心桩体，满足沉桩安全需要。中心排水装置和中心注浆装置内部均设置外形似“L”型的管道，分别对应“L”型排水管、“L”型注浆管，设置的分离独立“L”型管道具有快速排水、强力注浆的功效，研究表明，在同一真空压力和注浆压力条件下，若是通过连通式管道传递至桩壁孔周围软土的真空压力和注浆强度会随深度增加而被削弱。所述“L”型管由沿轴向分布的轴向管道和沿径向分布的径向管道构成，对于每一个“L”型管，轴向管道上部端口设置在结构顶部，轴向管道下部端口与径向管道内端口相连通，径向管道外端口贴合混凝土U形管桩壁孔。中心排水装置的“L”型排水管与中心注浆装置的“L”型注浆管大小存在不同，中心排水装置的“L”型管的径向管道直径大于其轴向管道直径，其径向管道大小贴合混凝土U形管桩的桩壁孔，这是为了尽可能增大与桩周软土接触面。而中心注浆装置的径向管道直径小于其轴向管道直径，使其管道末端浆液流速增加、注浆压力增大。考虑到桩体挤入软土中桩体结构承受较大土压力，“L”型排水管填充等粒径的砂粒，避免桩周土挤入堵塞“L”型排水管，填充的砂粒可起排水滤土的作用，“L”型排水管上端口连接真空负压机械，利用真空加速排出桩周软土中的水，提高桩周软土强度。中心注浆装置的“L”型注浆管是未填充的空心管，其上端口连接注浆机械，注浆机械压入的浆液流经“L”型注浆管，以喷射方式在桩壁孔处注入到软土中，形成较高强度的水泥土，使得桩周软土强度得到提高。

所述的护桶，使用时安置在混凝土U形管桩与中心装置之间，外形似薄壁桶状的护桶固定在动能底盘上，底盘驱动护桶转动。底盘主要由驱动电机、传动齿轮、液压装置组成，驱动电机经过传动齿轮使护桶绕轴转动，上部护桶在下部底盘电机的驱动下绕护桶中心轴转动，使护桶相对混凝土U形管桩转动，实现桶壁孔与桩壁孔贴合状态与不贴合状态相互转换，不贴合状态用在调换不同类型的中心装置时，避免混凝土U形管桩周土从桩壁孔挤入软土，贴合状态用在中心排水装置排水和中心注浆装置注浆。液压装置安装在底盘的底部，液压装置在高强度压力下迫使中心装置和护桶从混凝土U形管桩中分离，液压装置设计有利于从混凝土U形管桩中取出中心装置和护桶，解决混凝土U形管桩与护桶间卡住难以拔出的障碍。

所述的中心排水注浆混凝土桩具有三种结构形式：沉桩施工结构、排水加固结构、注浆加固结构，组成结构的各个单元具备相应的功能特征，混凝土U形管桩主要起地基加固完成后承受竖向荷载的功能，达到桩身强度控制的单桩承载力和桩侧摩阻力控制的单桩承载力的平衡。桩壁孔、桶壁孔、“L”型管三者组成的管道系统起到了排水通道和注浆通道的用途，实现桩周土排水加固和形成高强度桩周水泥土。

综上所述，本发明中心排水注浆混凝土桩地基加固技术融合了排水加固迅速、桩身刚度与强度高、注浆穿透性强的优点，将三种处理方法的优势充分发挥、优势互补。不仅具有刚性桩的高承载性能，而且能显著改善桩周土的力学性质，从而可显著地提高复合地基的承载力及减小沉降变形。

附图说明

图1是本发明中心排水注浆混凝土桩的沉桩施工结构外观图。

图2是本发明中心排水注浆混凝土桩的沉桩施工结构剖视图。

图3是本发明中心排水注浆混凝土桩的排水加固结构外观图。

图4是本发明中心排水注浆混凝土桩的排水加固结构剖视图。

图5是本发明中心排水注浆混凝土桩的注浆加固结构外观图。

图6是本发明中心排水注浆混凝土桩的注浆加固结构剖视图。

图7是本发明混凝土U形管桩结构外观图。

图8是本发明混凝土U形管桩结构剖视图。

图9是本发明护桶结构外观图。

图10是本发明护桶结构剖视图。

图11是本发明底盘结构剖视图。

图12是本发明中心刚体装置外观图。

图13是本发明中心刚体装置剖视图。

图14是本发明中心排水装置外观图。

图15是本发明中心排水装置剖视图。

图16是本发明中心注浆装置外观图。

图17是本发明中心注浆装置剖视图。

图18是本发明施工工艺流程图。

图19是本发明沉桩施工示意图。

图20是本发明排水加固示意图。

图21是本发明注浆加固示意图。

具体实施方式

中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，它包括混凝土U形管桩1、在混凝土U形管桩1内嵌套有隔离作用的护桶2，在所述混凝土U形管桩1的侧壁上设有桩壁孔101，在护桶2上设有能与桩壁孔101匹配的桶壁孔201，在护桶2上设有能驱使护桶2转动的底盘7，在护桶2内嵌套有不同功能的中心装置；所述的中心装置为沉桩施工所需的中心钢体装置4、排水加固所需的中心排水装置5、注浆加固所需的中心注浆装置6的其中一种或一种以上的组合。

所述的中心钢体装置4是实心刚体，在中心刚体装置4上设有吊环。

所述的中心排水装置5包括与护桶2嵌套匹配的柱状体，在柱状体内设置有排水管501，在排水管501内设有过滤填料，在柱状体上设有排水孔，排水管501的一端管口位于柱状体的上端面、另一端与柱状体上的排水孔对应；所述的抽水孔与桩壁孔101的位置对应。

所述的中心注浆装置6包括与护桶2嵌套匹配的柱状体，在柱状体结构内设置注浆管601，在柱状体上设有排浆孔，注浆管601的一端管口位于柱状体结构的上端面、另一端与柱状体上的排浆孔对应；所述的排浆孔与桩壁孔101的位置对应。

所述的底盘3位于护桶2的底部，其包括产生驱动力的驱动电机301，在电机301上连接有减速轮与传动轮302，传动轮302与混凝土U形管桩1的内壁接触，且在底盘3的底部设有分离用液压装置303，在护桶2底部设有与传动轮302匹配的齿轮。

所述的桩壁孔101在混凝土U形管桩1的管壁上呈螺旋状分布，混凝土U形管桩1底端呈锥形状；所述的排水管501为L形，其竖直段管径小、水平端管径大；所述的注浆管601为L形，其竖直段管径大、水平端管径小。

下面结合图1～图21对本发明的具体结构与使用方法进行详细说明。

中心排水注浆混凝土桩地基加固技术主要由十三个部分组成，分别是混凝土U形桩1、桩壁孔101、护桶2、桶壁孔201、底盘3、中心刚体装置4、中心排水装置5、L型排水管501、中心注浆装置6、L型注浆管601组成，其中底盘结构主要由驱动电机301、传动齿轮302、电动油泵液压303。

根据使用用途不同，中心排水注浆混凝土桩地基加固技术的结构有三种组合形态，分为沉桩施工结构（见图1、图2）、排水加固结构（见图3、图4）、注浆加固结构（见图5、图6）。其中沉桩施工结构由混凝土U形管桩1、护桶2、底盘3、中心刚体装置4组成，排水加固结构由混凝土U形管桩1、护桶2、底盘3、中心排水装置5组成，注浆加固结构由混凝土U形管桩1、护桶2、底盘3、中心注浆装置6组成。

中心排水注浆混凝土桩地基加固技术有三种工艺方案：“沉桩施工+排水加固+封闭管桩”、“沉桩施工+注浆加固+封闭管桩”、“沉桩施工+排水加固+注浆加固+封闭管桩”。工艺方案涵盖施工准备、沉桩施工、排水施工、注浆施工、封闭管桩五个施工工艺，见图18。

施工准备阶段：根据场地条件、工程要求、技术能力等条件，确定中心排水注浆混凝土桩地基加固设计方案，包括技术方案、构造、尺寸、桩距、布置、机具设备、材料供应等，满足复合地基承载能力和沉降变形要求。

沉桩施工：使用中心排水注浆混凝土桩的沉桩施工结构（见图1、图2）进行沉桩施工，从内至外依次为中心刚体装置4、护桶2、底盘3、混凝土U形管桩1四部分嵌套组装。为防止沉桩施工中软土挤入混凝土U形管桩1内，驱动电机301经过传力齿轮302使护桶2绕轴转动，桩壁孔101与桶壁孔201调整为不贴合状态。沉桩施工结构的沉桩施工采用专用沉桩机械，依靠沉桩机械自重或者配重将整个沉桩施工结构压入到软土，沉桩过程的施工示意图（见图19）。沉桩施工结构完成沉桩施工，沉桩机械吊出沉桩施工结构中的中心刚体装置4，进入后续施工作业，即排水施工或注浆施工。

排水施工：使用中心排水注浆混凝土桩的排水加固结构（见图3、图4）进行排水加固施工。在沉桩施工基础上，沉桩机械将沉桩施工过程使用的中心刚体装置4吊出，然后吊入中心排水装置5至混凝土U形管桩1内，嵌套形成排水加固结构。驱动电机304经过传力齿轮302使护桶2绕轴转动，将桩壁孔101与桶壁孔201调整为贴合状态。真空负压机械通过管道连接中心排水装置5中的“L”型排水管501顶部端口，实现对特定深度的软土进行真空负压排水，若需要对某深度范围的软土排水加固，则真空负压机械连接到该深度相对应的“L”型排水管501。现通过排水加固过程示意图（见图20）简要说明结构真空负压加固原理，图示是对一个“L”型排水管501实施真空负压排水作业，在真空机械产生的真空负压作用下，形成了压力差，迫使桩周软土中孔隙水从桩壁孔101、桶壁孔201，流入“L”型排水管501，最后从真空负压机械中排出。若对所有“L”型排水管501进行上述排水加固作业，整个排水加固过程将使整个桩周软土排水固结。真空负压排水加固完成后，将桩壁孔101与桶壁孔201调整为不贴合状态。沉桩机械吊出排水加固结构中的中心排水装置5，准备后续施工作业，若中心排水注浆混凝土桩地基加固技术方案是“沉桩施工+排水加固”，后续施工作业为拔出中心排水装置5、护桶2、底盘3，利用砂石混凝土封填混凝土U形管桩；若中心排水注浆混凝土桩地基加固技术方案是“沉桩施工+排水加固+注浆加固”，后续施工作业为拔出中心排水装置5，进行注浆加固施工。

注浆施工：使用中心排水注浆混凝土桩的注浆加固结构（见图5、图6）进行注浆加固施工。沉桩机械将中心注浆装置6吊入至混凝土U形管桩1内，嵌套形成注浆加固结构。驱动电机301经过传力齿轮302使隔离桶303绕轴转动，将桩壁孔101与桶壁孔201调整为贴合状态。注浆机械通过管道连接到中心注浆装置6中的“L”型注浆管601顶部端口，实现对特定深度的软土进行注浆加固，若需要对某深度范围的软土注浆加固，则注浆机械连接到该深度相对应的“L”型注浆管601。现通过注浆加固过程示意图（见图21）简要说明结构注浆加固原理，图示是对一个“L”型注浆管601实施注浆加固作业，在注浆机械产生的注浆压力作用下，浆体从注浆机械流入“L”型注浆管601、桶壁孔201、桩壁孔101，最后浆体以喷射的方式射入相应桩壁孔101桩周软土中，混合浆体的桩周软土凝结硬化后形成高强度的水泥土。若对所有“L”型注浆管601进行上述注浆作业，整个注浆加固过程将使整个桩周形成水泥土硬化体。注浆加固完成后，拔出中心注浆装置6、护桶2、底盘3，利用砂石混凝土封填混凝土U形管桩。

封填管桩：为保证桩体结构整体强度，利用砂石混凝土封填混凝土U形管桩1。将充分拌合的砂石混凝土从混凝土U形桩1顶部端口倾倒，逐层填充直至封填混凝土U形桩1顶部端口，砂石混凝土凝结硬化后，便完成了本发明的复合地基加固处理。

Claims (11)

1.一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，其特征在于：它包括混凝土U形管桩（1）、在混凝土U形管桩（1）内嵌套有隔离作用的护桶（2），在所述混凝土U形管桩（1）的侧壁上设有桩壁孔（101），在护桶（2）上设有能与桩壁孔（101）匹配的桶壁孔（201），在护桶（2）上设有能驱使护桶（2）转动的底盘（7），在护桶（2）内嵌套有不同功能的中心装置；所述的中心装置为沉桩施工所需的中心钢体装置（4）、排水加固所需的中心排水装置（5）、注浆加固所需的中心注浆装置（6）的其中一种或一种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，其特征在于：所述的中心钢体装置（4）是实心刚体，在中心刚体装置（4）上设有吊环。

3.根据权利要求1所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，其特征在于：所述的中心排水装置（5）包括与护桶（2）嵌套匹配的柱状体，在柱状体内设置有排水管（501），在排水管（501）内设有过滤填料，在柱状体上设有排水孔，排水管（501）的一端管口位于柱状体的上端面、另一端与柱状体上的排水孔对应；所述的抽水孔与桩壁孔（101）的位置对应。

4.根据权利要求1所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，其特征在于：所述的中心注浆装置（6）包括与护桶（2）嵌套匹配的柱状体，在柱状体结构内设置注浆管（601），在柱状体上设有排浆孔，注浆管（601）的一端管口位于柱状体结构的上端面、另一端与柱状体上的排浆孔对应；所述的排浆孔与桩壁孔（101）的位置对应。

5.根据权利要求1-4所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，其特征在于：所述的底盘（3）位于护桶（2）的底部，其包括产生驱动力的驱动电机（301），在电机（301）上连接有减速轮与传动轮（302），且在底盘（3）的底部设有分离用液压装置（303），在护桶（2）底部设有与传动轮（302）匹配的齿轮。

6.根据权利要求5所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，其特征在于：所述的桩壁孔（101）在混凝土U形管桩（1）的管壁上呈螺旋状分布，混凝土U形管桩（1）底端呈锥形状；所述的排水管（501）为L形，其竖直段管径小、水平端管径大；所述的注浆管（601）为L形，其竖直段管径大、水平端管径小。

7.一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法，其特征在于，它涵盖了沉桩施工、排水加固、注浆加固以及封闭管桩四个工艺，首先经过沉桩施工后，根据软土地基地质条件选择实施排水加固、注浆加固或先排水加固后注浆加固的地基处理工艺，最后进行封闭管桩工艺，形成“沉桩施工+排水加固+封闭管桩”、“沉桩施工+注浆加固+封闭管桩”、“沉桩施工+排水加固+注浆加固+封闭管桩”三套地基加固方案。

8.根据权利要求6所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法，其特征在于，所述的沉桩施工、排水加固、注浆加固工艺，是通过由混凝土U形管桩（1）、护桶（2）、底盘（3）与不同类型的中心装置组成的结构体系来实现的，在进行沉桩施工时，中心装置为中心钢体装置（4）；对软土实施排水加固时，中心装置为中心排水装置（5）；对软土实施注浆加固时，中心装置为中心注浆装置（6）。

9.根据权利要求8所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法，其特征在于：所述的“沉桩施工+排水加固+封闭管桩”地基加固方案，首先，对中心刚体装置（4）、护桶（2）、底盘（3）、混凝土U形管桩（1）依次嵌套组装，进行沉桩施工，在沉桩施工前，桩壁孔（101）与桶壁孔（201）为错开状态，通过沉桩机械将其压入软土中，完成沉桩施工；然后，实施排水加固工艺，将中心刚体装置（4）吊出并放入中心排水装置（5），再驱动电机（301）经传力齿轮（302）使护桶（2）绕轴转动，调整桩壁孔（101）与桶壁孔（201）为重合状态，通过连接真空负压机械进行真空负压排水加固，完成排水加固；最后，进行封填管桩。

10.根据权利要求8所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法，其特征在于：所述的“沉桩施工+注浆加固+封闭管桩”地基加固方案，首先，对中心刚体装置（4）、护桶（2）、底盘（3）、混凝土U形管桩（1）依次嵌套组装，进行沉桩施工，在沉桩施工前，桩壁孔（101）与桶壁孔（201）为错开状态，通过沉桩机械将其压入软土中，完成沉桩施工；然后，实施注浆加固工艺，将中心刚体装置吊出并放入中心注浆装置（6），再驱动电机（301）经传力齿轮（302）使护桶（2）绕轴转动，调整桩壁孔（101）与桶壁孔（201）为重合状态，通过连接强力注浆机械进行注浆加固，完成注浆加固；最后，进行封填管桩。

11.根据权利要求8所述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的方法，其特征在于：所述的“沉桩施工+排水加固+注浆加固+封闭管桩”地基加固方案，首先，对中心刚体装置（4）、护桶（2）、底盘（3）、混凝土U形管桩（1）依次嵌套组装，进行沉桩施工，在沉桩施工前，桩壁孔（101）与桶壁孔（201）为错开状态，通过沉桩机械将其压入软土中，完成沉桩施工；然后，实施排水加固工艺，将中心刚体装置（4）吊出并放入中心排水装置（5），再驱动电机（301）经传力齿轮（302）使护桶（2）绕轴转动，调整桩壁孔（101）与桶壁孔（201）为重合状态，通过连接真空负压机械进行真空负压排水加固，完成排水加固；接着，实施注浆加固工艺，驱动电机（301）经传力齿轮（302）使护桶（2）绕轴转动，调整桩壁孔（101）与桶壁孔（201）为错开状态，再将中心排水装置（5）吊出并放入中心注浆装置（6），实施完后通过驱动电机（301）经传力齿轮（302）使护桶（2）绕轴转动，调整桩壁孔（101）与桶壁孔（201）为重合状态，通过连接强力注浆机械进行注浆加固，完成注浆加固；最后，进行封填管桩。