CN1094544C - 地基增强体及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明地基增强体包括圆柱状搅拌土和固化材料的混合体和位于混合体中央的芯构件，该地基增强体施工方法分使用预先调置带螺杆或固定板的芯构件且从中空轴后面插入该芯构件的挖掘搅拌杆，包括使挖掘搅拌杆回转地进入地中，且对搅拌土和固化材料搅拌，从顶端排出固化材料的同时取出中空杆，留下芯构件、以及将芯构件固定在地表面等工序，具有即使在复杂地区也易于施工，形成强固增强体等优点。

Description

地基增强体及其施工方法

本发明是有关对刚挖掘好后的地基或一般的地基进行增强的地基增强体及其施工方法。

为了防止挖掘好后的斜面崩溃、或为了对一般的地基增强，而开发了以下的施工方法。

例如在上述斜面上开设多个直径5-10cm左右的小直径的孔，向这些孔内充填水泥浆料后插入钢筋等使斜面得到强化的方法。

然而，在如上所述的传统技术中，若在特别象堆土那样的容易松弛，崩塌的地基上挖掘、或在列车行走中的铁道附近进行施工的场合，会存在如下的问题。

1.传统方法中钢筋等的每单位长度抗拉强度低，为此需要加长每一根钢筋的长度，设置多根钢筋等，因而不经济。

2.为了使钢筋等的单位长度抗拉强度大，有必要使加工孔的直径变大。然而对于采用大直径加工孔的地基增强方法，则易使周围的砂土崩溃，所以，即使孔的一部分崩溃，也可能引起地面下沉，这对在铁道附近施工特别危险。

此外，由于增强体的最后完成形状不确定，难于得到稳定的抗拉强度。

本发明正是为了克服上述各点而进行的，目的在于提供能用简单的增强体，经济且安全地进行地基增强的增强体及其施工方法。

本发明增强体施工法包括以下工序：使用由在顶端设置凸起的棒状体构成的芯构件及在中空回转轴的周围设挖掘搅拌用叶片且从其顶端让芯构件顶端部露出的挖掘搅拌杆，使挖掘搅拌杆回转地向地中前进，同时进行搅拌土和固化材料的搅拌的工序；在芯构件的前端固定于地基上的状态下，一面使固化材料从顶端排出，一面在留下芯构件的情况下从地中取出中空杆的工序；以及在地表面上直接、间接固定芯构件露出端的工序。

本发明增强体施工方法的特点还有包括以下工序：使用由在其顶端形成螺杆的棒状体构成的芯构件及在中空回转轴的周围设挖掘搅拌用叶片且使芯构件的螺杆从顶端露出的挖掘搅拌杆，使挖掘搅拌杆一面回转一面向地中前进，同时对搅拌土和固化材料进行搅拌的工序；在芯构件的前端固定于在基上的状态下，一面从顶端排出固化材料，一面从地中取出中空杆而将芯构件留下的工序；在地表上直接、间接固定芯构件露出端的工序。

本发明的增强体施工法特点还有包括以下工序：使用由在其顶端设置凸缘状固定板的棒状体构成的芯构件，在中空回转轴周围设挖掘搅拌用叶片且让芯构件顶端的固定板从顶端露出的挖掘搅拌杆，使挖掘搅拌杆回转一面向地中前进，同时对搅拌土和固化材料搅拌的工序；在芯构件的前端固定于地基上的状态下，一面从顶端排出固化材料，一面留下芯构件，从地中取出中空杆的工序；在地表面上直接、间接固定露出地面的芯构件的工序。

本发明的增强体施工法的特点还有包括以下工序：使用棒状体组成的芯构件，及在中空回转轴周围设置挖掘搅拌用叶片的挖掘搅拌杆，一面使挖掘搅拌杆回转一面向地中前进，同时对搅拌土和固化材料搅拌的工序；插入芯构件，使其通过进入地中的中空杆的中空部，将其顶端固定于基上的工序，在芯构件的前端固定于地基上的状态下，一面从顶端排出固化材料，在中心留下芯构件的情况下从地中取出中空杆的工序；以及在地表部直接、间接固定芯构件的露出地面部的工序。

本发明是由形成圆柱状的搅拌土和固化材料的混合体和位于该混合体的中央，将其顶端插入未搅拌的地基内的芯构件组成的。

用本发明的增强体及其施工方法后的作用是：

1.由于在地基的一定范围搅拌使搅拌土和固化材料搅拌混合，因此能营造不引起周围地基崩塌，直径大的增强体。

2.在用挖掘搅拌用的中空杆营造增强体时，由于将芯构件插入增强体顶端部的地基内，且通过杆的中空部，因此能使芯构件位于增强体中心部。

3.由于在抽出搅拌中空杆时芯构件的周围被排出的固化材料包围，故能使芯构件和周围的改良砂土牢固密切粘合在一起。

对附图的简单说明

图1为对本发明增强体施工方法一实施例进行说明的图，

图2为对本发明增强体施工方法一实施例进行说明的图，

图3为对本发明增强体施工方法一实施例进行说明的图，

图4为对本发明增强体施工方法另一实施例进行说明的图，

图5为对本发明增强体施工方法另一实施例进行说明的图，

图6为对芯构件一实施例进行说明的图，

图7为对回转筒顶端进行说明的图，

图8为对增强体一实施例进行说明的图。

以下参照附图对在本发明增强体施工中使用装置的实施例进行说明。

1.挖掘搅拌杆。

用于挖掘搅拌的中空杆1为在中空的回转筒13的顶端外周设置挖掘叶片11、搅拌叶片12，或者仅设置其中一种的装置。回转筒13为中空的长筒体。从回转筒13的后端使通过此回转筒13内部的中空部供给固化材料。在后插入芯构件的一类中，通过回转筒13插入。

在回转筒13的顶端部开设和中空部连通的顶端孔14。此顶端孔14的直径大小为使后述的芯构件2通过为宜。

在后插入芯构件的形式中，让回转筒13的中空部的顶端部以滑动安装状向顶端孔14形成锥形状，使芯构件2顺利从顶端孔14露出。

在顶端孔14的周围形成固化材料排出口16。

从而通过排出口16向搅拌土内提供通过回转筒13的中空部供给的固化材料。

2.挖掘叶片、搅拌叶片

把挖掘叶片11固定在中空回转筒13顶端部周围，因此，能随着回转筒13的回转切入地基内，和对砂土进行搅拌。

挖掘叶片11的翼形可采用现有的形状，例如可采用沿挖掘方向倾斜的形状，此外，也可以将此叶片分割成多个叶片。

挖掘叶片11不仅用于挖掘，且有对土和固化材料搅拌的作用。

此外，若将挖掘叶片形成倾斜，当让中空杆1反转拉出时，也能起向搅拌土和固化材料的混合物施加压力、向顶端方向按压的反回作用。

在挖掘叶11的后面，将搅拌叶片12固定在中空回转筒13周围，该叶片能对土和固化材料等进行搅拌。

搅拌叶片12由多个叶片组成，且呈向掘进方向倾斜的形状。

进而，也可以在挖掘叶片11和搅拌叶片12的中间位置配置容许自由回转的，其直径比挖掘叶片11或搅拌叶片大的板体作为切入板。由于此切入板15未固定在回转筒13上，随着回转筒13的前进切入砂土内而不回转，其结果能防止搅拌土随搅拌叶片12一起回转。

以上分别对挖掘叶片11和搅拌叶片12作了说明，然而其在实际的土地中的功能是整个的和难以分开的，两者形成一体共同进行挖掘搅拌。

3.1关于芯构件(其一，事先设置螺杆)

此芯构件2为在其顶端形成螺杆21的棒状体。

芯构件2的棒状部分尤其希望用钢筋、FRP、钢管等拉伸强度大，且能长时间维持其强度，难以腐蚀的材料制成。

事先，将此芯构件2配置成通过中空回转筒13的中空部，使其在顶端形成的螺杆21露出在回转筒13的顶端外面。

由于将此芯构件2连接成能承受回转筒13的回转力，和回转筒13一起进行回转，因此，使螺杆21先于回转筒13行进入土地中。

3.2，芯构件(其二，无螺杆，后插入)

此芯构件2为在其顶端不形成螺杆21等的棒状体。此芯构件2尤其希望用钢筋、FRP以及钢管等拉伸强度大、能长期维持其强度、难于腐蚀的材料制成。

在使中空回转筒13进入土中后，将此芯构件2从后面插入通过其中空部，使其顶端穿入地中，这些将在以后叙述。

3.3，芯构件(其三，预先设置制止板)

也可以在芯构件2的顶端不设螺杆，而设置圆盘状凸缘板作为制止板22。

此制止板22可采用具有能从外侧把开设在回转筒13顶端的顶端孔14堵塞的尺寸和形状，一般为比芯构件2的直径稍大的圆盘。

可采用焊接、粘接、压接等进行芯构件2和制止板22的连接固定。

由于使此制止板22仅能从顶端孔14向外侧移动，因此，在掘进中不会掉下。

此外，在制止板22的前方设置固定轴23。

此固定轴23为具有圆锥状或圆筒状构件。固定轴23预先进入未被搅拌的砂土内，故拔出中空杆1时可避免使芯构件受拉被拔出。

下面，对施工程序进行说明。

1.设置芯构件。

1.1，在预先设置带螺杆芯构件(图1-3)时，以芯构件2的螺杆21从顶端伸出状态，将回转力、推进力或按压力施加在中空杆1上。

这样，使中空杆1的挖掘叶片11一面切入地基一面前进。此刻，使固化材料从回转筒13顶端附近的排出口16排出。

作为固化材料，可使用水泥乳浆、砂浆、或其它的液状、粉状材料。

此外，由于用逆止阀17关闭排出口16，故砂土不能从外部进入。

由于回转筒13在回转的同时排出，故能用搅拌叶片12使由叶片掘起的土和固化材料得到搅拌。

其结果，能使由砂土和水泥浆料等固化材料混合的直径很大的增强体3在地基中形成。

当掘至最深部，搅拌结束时可使回转筒13停止回转。

由于在芯构件2的顶端设置螺杆，从而使贯穿回转筒13的芯构件2顶端的螺杆进入地基内。这样，能将芯构件2向改良范围外的地基上固定。

1.2后插入不设螺杆的芯构件。

在芯构件2的顶端不形成螺杆的结构，使进入规定深度为止的中空杆1的回转停止，将芯构件2从尾端插入。

由于在中空杆1的顶端孔14上形成盖，用芯构件2将此盖向外按压。

当芯构件2的顶端从中空杆1的顶端露出时，给芯构件2的尾端施加冲击等按压力。

这样，能使芯构件2穿入未被搅拌的高地而被固定。

1.3预先设置制止板的芯构件。

在芯构件2的顶端附近设置凸缘状制止板的结构，能使位于制止板22前方的固定轴23插入未被搅拌的土堆内。其结果能使芯构件确实固定。此刻，由于制止板22位于伸出固定轴23的后方，此制止板22将被埋入砂土内，成为拉拔时的阻力。

2.中空杆的拉拔。

接着，使中空杆1慢慢后退，并以残留芯构件2状态下向外部拉拔。这时，回转筒13挖掘前进时成反方向回转，当对回转速度、拉拔速度适当进行调整时，能在使改良的增强体3的砂土朝以向顶端压入状态拉拔中空杆1。

此外，在不是在挖掘搅拌叶片上设置倾斜的类型，也能作不逆向回转时的拉拔，从而使必需进行逆向回转成为拉拔不可缺少的条件不存在。

在进行拉拔时，由于位于回转筒13中心位置的芯构件2的顶端穿入未搅拌的土内，因此，能抽出正确位于增强体3的中心位置的中空杆1。

3.固化材料的排出

当抽出中空杆1时，原占有回转筒13的体积部分将成为砂土不足。如果就这样的话，则在地中形成空洞，造成周围的地基产生松弛。

因此，在将中空杆1抽出时，从其顶端附近的排出口16排出水泥浆、砂浆或其它固化材料。

这样，固化材料就起到了补充后退拔出中空杆1后的砂土不足的作用。

由于排出形成该固化材料的圆柱体部分是未搅拌的，因此，在芯构件2的周围形成被未过多混入砂土的高质量固化材料所包围的中央增强柱31。

4.芯构件尾端的固定。

当抽出中空杆1时，使对周围起增强作用的芯构件2的尾端露出地表面，将其尾端固定在设置在地基面上的支承压板、以及以后施工的混凝土壁体、或者临时留土支承框等上面。

根据情况，也能用千斤顶把持芯构件2的尾端，对其牵拉和施加规定的张力，使发挥固定器作用。

根据如上所述的本发明施工方法，能获得如下效果。

1.和传统的固定器相比较，其直径大，结果是能在地中营造长度短的增强体3。

和一面改变施工位置的多个固定器的传统施工方法相比，能以高效的作业进行广范围地区的地基改良。

2.可不必把必需改良的砂土完全搬到外部进行作业。

因此，即使在靠近铁道、道路、建筑物的场所进行作业，也不会发生地基下沉的危险，能进行安全作业。

3.能营造改良的增强体，其中心部分为强度大的固化材料的中央增强柱体，周围为砂土和固化材料的混合体，因此能在地中营造可靠性高的高质量的增强体。

4.由于芯构件的顶端穿入未搅拌的地层内，当中空杆后退时，能使芯构件位于增强体的中心位置。

5.在抽出挖掘搅拌用的中空杆时，通过适当调整其回转速度和抽拔速度，能以改良的增强体的砂土向顶端按压的状态拉拔中空杆，因此，即使进行拉拔，也不会发生搅拌的砂土松弛，且能向相反方向坚固压入，形成牢固的增强体。

6.能进行直径大、长度短、可靠性高的增强体施工。

从而即使在狭窄、有高度限制的土块上也能容易地进行施工。

Claims (8)

1.预先设置由前端突设有突起的棒状体构成的芯构件的增强体施工方法，其特征在于，具有以下工序：使用由顶端设置突起的棒状体构成的芯构件，及在中空回转轴周围设挖掘搅拌叶片且使上述芯构件顶端部从其前端露出的挖掘搅拌杆，使挖掘搅拌杆一面回转一面向地中前进，且同时对搅拌土和固化材料搅拌的工序；以及在芯构件的前端固定于地基上的状态下，一面从其顶端排出固化材料，一面从地中取出中空杆而将芯构件留下的工序；以及将芯构件向地表面的露出端直接、间接地固定在地表面上的工序。

2.预先设置带螺杆的芯构件的增强体施工方法，其特征在于，具有以下工序：使用由顶端设置螺杆的棒状体构成的芯构件，及在中空回转轴周围设挖掘搅拌叶片且使芯构件顶端的螺杆从其前端露出的挖掘搅拌杆，使挖掘搅拌杆回转地向地中前进，且同时对搅拌土和固化材料进行搅拌的工序；以及在芯构件的前端固定于地基上的状态下，一面从顶端排出固化材料，一面从地中取出中空杆而将芯构件留下的工序；在地表面直接、间接固定芯构件露出端的工序。

3.预先设置带固定板的芯构件的增强体施工方法，其特征在于，在芯构件的凸缘状固定板前方的前端部固定于地基上的状态下，具有以下工序：使用由在顶端伸出设置凸缘状固定板的棒状体构成的芯构件，及在中空回转轴周围设挖掘搅拌用叶片且使芯构件顶端的固定板从其前端露出状态的挖掘搅拌杆，使挖掘搅拌杆回转地向地中前进，同时对搅拌土和固化材料进行搅拌的工序；在芯构件的凸缘状固定板前方的前端部固定于地基上的状态下，一面从顶端排出固化材料，一面从地中取出中空杆而将芯构件留下的工序；在地表面上直接、间接地固定芯构件在地表面的露出端的工序。

4.后插入芯构件的增强体施工方法，其特征在于，具有以下工序：使用由棒状体构成的芯构件，及在中空回转轴周围设挖掘搅拌叶片的挖掘搅拌杆，使挖掘搅拌杆回转地向地中前进且同时对搅拌土和固化材料进行搅拌的工序，插入芯构件，使通过已进入地中的中空杆的中空部，将其顶端固定在地基上的工序；在芯构件的前端部固定于地基上的状态下，一面从顶端排出固化材料，一面从地中取出中空杆而将芯构件留下的工序；把芯构件在地表面的露出端直接、间接地固定在地表面上的工序。

5.地基增强体，包括在地中形成圆柱状的搅拌土和固化材料的混合体，其特征在于，还包括位于此混合体的中央位置、由固化材料构成的增强柱，以及位于增强柱的中央位置的芯构件。

6.根据权利要求5所述的地基增强体，其特征在于，所述芯构件为钢制芯构件。

7.根据权利要求5所述的地基增强体，其特征在于，所述芯构件为纤维制芯构件。

8.根据权利要求5所述的地基增强体，其特征在于，所述芯构件为FRP纤维制芯构件。

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