CN109763478A - 一种公路工程建设用软地基加固设备及加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路工程建设用软地基加固设备，涉及公路工程建设技术领域，包括夯杆，所述夯杆的外部安装有重力夯实机构，所述夯杆外表面的下部安装有抽水机构。该公路工程建设用软地基加固设备，通过真空抽气设备将密封腔内的空气抽出，从而密封腔内为负压，从而对夯孔周围的软土层进行吸附，从而将土层内的空气及水体抽出并通过抽水孔进入到密封腔的内部，通过抽水孔内的钢质过滤网将土层中的土块进行阻挡，防止进入到密封腔的内部，并通过过滤棉对水体进行有效过滤，通过支撑网和纱网之间活性炭填充层内的活性炭材料对水体进行有效过滤，通过连通孔将水体导入密封腔的内部，让该装置对软质地基进行加固处理。

Description

一种公路工程建设用软地基加固设备及加固方法

技术领域

本发明涉及公路工程建设技术领域，具体为一种公路工程建设用软地基加固设备及加固方法。

背景技术

公路工程指公路构造物的勘察、测量、设计、施工、养护和管理等工作，在公路建设之前，都会对地基进行加固处理，以提高地基土壤的强度、承载能力和稳定性，以免在道路铺设之后造成塌陷的问题。

目前公路工程建设用软地基加固设备在使用，一般夯实之后，地面以下位置的土层内的间隙值缩短，但是其中的空气以及隐藏水体不能够排出，并且不会进行注浆处理，在公路铺设之后容易造成反弹公路面凸起的问题，夯实和注浆效果不佳，不适用于软地基的加固处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种公路工程建设用软地基加固设备及加固方法，具备适用于软地基的加固和夯实注浆效果好的优点，解决了公路工程建设用软地基加固设备夯实和注浆效果不佳的问题。

本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种公路工程建设用软地基加固设备，包括夯杆，所述夯杆的外部安装有重力夯实机构，所述夯杆外表面的下部安装有抽水机构。

所述重力夯实机构包括滑动环、重力块、承重环、振动件、夯座和延伸筒，所述承重环固定安装在夯杆外表面的上部，滑动环位于承重环的上方，且滑动环与夯杆相套接，重力块固定安装在滑动环外表面的中部，且重力块的中心点与滑动环的中心点重合，夯座固定安装在夯杆的底端，且夯座呈圆锥状，夯杆和延伸筒之间通过螺纹固定安装，夯杆、夯座和延伸筒内部的中心处均开设有填料孔。

所述抽水机构包括抽水管、抽气管、抽水孔、密封腔、夹缝腔和抽水筒，所述抽水筒固定安装在夯杆外表面的下部，且抽水筒位于承重环和振动件之间，密封腔开设在抽水筒的内部，且夯杆贯穿密封腔。

进一步的，夹缝腔开设在抽水筒外壁的内部，且夹缝腔和密封腔之间通过环形阵列的连通孔相连通，抽水孔呈环形阵列的开设在抽水筒的外表面，且每个抽水孔均与夹缝腔相连通，每个抽水孔的内部均固定安装有钢质过滤网，夹缝腔的靠近抽水孔的内壁固定安装有过滤棉，过滤棉的内圈固定安装有钢质支撑网，夹缝腔远离抽水孔的内侧壁固定安装有纱网，且纱网和钢质支撑网之间为活性炭填充层，抽水管放置在抽水筒的上方，且抽水管的底端贯穿抽水筒并延伸至密封腔内部的下方。

进一步的，所述夯座的外表面固定安装有四个导向板，且四个导向板等距离排列。

通过采用上述技术方案，更好的对该装置的夯实方向进行限制，使其更好的进行上下移动，从而避免在夯实过程中造成倾斜移动的问题。

进一步的，所述振动件固定安装在夯杆外表面的下部，且振动件的直径值等于夯座上表面的直径值。

通过采用上述技术方案，更好的通过振动件对夯孔内的周围进行震动夯实，从而减小土层的间隙系数。

进一步的，所述抽水管外表面的上方固定安装有电磁阀，所述密封腔内顶壁的右侧固定连通有抽气管，且抽气管的顶端贯穿抽水筒并延伸至抽水筒的上方。

通过采用上述技术方案，更好的通过电磁阀的开启和闭合，更好的将抽水筒内的空气抽出，从而产生负压将土层中的空气及水体抽入抽水筒的内部。

进一步的，所述滑动环的直径值小于承重环的直径值，所述承重环的底面与抽气管和抽水管的上表面之间均留有间隙。

通过采用上述技术方案，更好的通过承重环对滑动环的位置进行限制，从而在两者进行冲击时产生冲击力带动夯座对如地基进行深入夯实。

进一步的，所述夯座的底部放置有一次性塞块，且一次性塞块的凸出端延伸至填料孔的内部。

通过采用上述技术方案，更好的在下压夯实过程中避免填料孔内塞土的问题，并且在注浆的时候将一次性塞块压出，从而进行注浆操作。

进一步的，加固方法包括如下步骤：

S1，将该装置运输至需要加固的位置，并通过吊装装置将该装置吊起，将重力块吊起并将滑动环卡在夯杆的外表面，根据需要的势能的大小来相应的安装不同长度的延伸筒，长度越长势能越大，提供的夯力就越大，将卡位环套在延伸筒的外表面，对延伸筒的移动方向进行限制，使其只能上下运动，并且为运行时提供稳定性；

S2，通过吊装装置将重力块吊起，吊起到一定高度后，从而产生势能，松开吊装线，重力块向下做自由落体运动，从而对限位环进行冲击，产生冲击力，带动该装置向下进行移动，通过夯座对软质地面进行挤压冲击，重复几次之后，使振动件和抽水筒均夯入地面以下，将软质地面的冲击部位夯实；

S3，将抽气管与真空抽气设备相连通，并将抽水管与抽水泵相连通，电磁阀为关闭状态，通过真空抽气设备将密封腔内的空气抽出，从而密封腔内为负压，从而对夯孔周围的软土层进行吸附，从而将土层内的空气及水体抽出并通过抽水孔进入到密封腔的内部；

S4，在水体和气体抽入到密封腔内的时候，通过抽水孔内的钢质过滤网将土层中的土块进行阻挡，防止进入到密封腔的内部，并通过过滤棉对水体进行过滤，并通过支撑网和纱网之间活性炭填充层内的活性炭材料对水体进行过滤，尽可能保证抽入的水体中无颗粒状杂质，从而通过连通孔将水体导入密封腔的内部；

S5，开启电磁阀，并将高压抽水泵运行，从而通过抽水管将密封腔底部抽入的水体抽出，从而减小了土层的间隙和水体，使土层之间的间隙缩小，从而使土层更加的紧实，增加土层的坚固性；

S6，将振动件与电源连接，振动件运转，对夯孔周围进行震动，将夯孔震实，并将浆料通过灌浆设备从填料孔注入到夯孔内，从而对内部进行填料，填料之后将该装置向上拉动一定高度，进行逐次吸气吸水和灌浆填料，直至完全提出该装置进行加固处理。

与现有技术相比，该公路工程建设用软地基加固设备及加固方法具备如下有益效果：

1、本发明通过设置有夯杆，配合使用滑动环、重力块、承重环、振动件、夯座和延伸筒，能够在进行夯实的过程中，将重力块吊起并将滑动环卡在夯杆的外表面，长度越长势能越大，提供的夯力就越大，将卡位环套在延伸筒的外表面，对延伸筒的移动方向进行限制，使其只能上下运动，并且为运行时提供稳定性，通过吊装装置将重力块吊起，吊起到一定高度后，从而产生势能，松开吊装线，重力块向下做自由落体运动，从而对限位环进行冲击，产生冲击力，带动该装置向下进行移动，通过夯座对软质地面进行挤压冲击，重复几次之后，使振动件和抽水筒均夯入地面以下，将软质地面的冲击部位夯实处理。

2、本发明通过设置有抽水筒，配合使用抽气管、抽水孔、密封腔和夹缝腔，能够将抽气管与真空抽气设备相连通，并将抽水管与抽水泵相连通，电磁阀为关闭状态，通过真空抽气设备将密封腔内的空气抽出，从而密封腔内为负压，从而对夯孔周围的软土层进行吸附，从而将土层内的空气及水体抽出并通过抽水孔进入到密封腔的内部，在水体和气体抽入到密封腔内的时候，通过抽水孔内的钢质过滤网将土层中的土块进行阻挡，防止进入到密封腔的内部，并通过过滤棉对水体进行过滤，并通过支撑网和纱网之间活性炭填充层内的活性炭材料对水体进行过滤，尽可能保证抽入的水体中无颗粒状杂质，从而通过连通孔将水体导入密封腔的内部，更好的让该装置对软质地基进行加固处理。

3、本发明通过设置有抽水管和电磁阀，开启电磁阀，并将高压抽水泵运行，从而通过抽水管将密封腔底部抽入的水体抽出，从而减小了土层的间隙和水体，使土层之间的间隙缩小，从而使土层更加的紧实，增加土层的坚固性，并通过振动件的运转，对夯孔周围进行震动，将夯孔震实，并将浆料通过灌浆设备从填料孔注入到夯孔内，从而对内部进行填料，填料之后将该装置向上拉动一定高度，进行逐次吸气吸水和灌浆填料，直至完全提出该装置进行加固处理，提高该装置的夯实注浆效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明重力夯实机构正视图；

图3为本发明抽水筒俯视图的剖视图；

图4为本发明图1中A处结构放大示意图；

图5为本发明夯杆俯视图；

图6为本发明夯座仰视图；

图7为本发明一次性塞块侧视图。

图中：1-夯杆，2-重力夯实机构，201-滑动环，202-重力块，203-承重环，204-振动件，205-导向板，206-夯座，207-螺纹，208-填料孔，209-延伸筒，210-一次性塞块，3-抽水机构，301-抽水管，302-抽水孔，303-抽水筒，304-抽气管，305-过滤棉，306-夹缝腔，307-钢质支撑网，308-活性炭填充层，309-纱网，310-连通孔，311-密封腔，312-钢质过滤网，313-电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种公路工程建设用软地基加固设备，包括夯杆1，夯杆1的外部安装有重力夯实机构2，夯杆1外表面的下部安装有抽水机构3。

重力夯实机构2包括滑动环201、重力块202、承重环203、振动件204、夯座206和延伸筒209，承重环203固定安装在夯杆1外表面的上部，滑动环201位于承重环203的上方，且滑动环201与夯杆1相套接，重力块202固定安装在滑动环201外表面的中部，且重力块202的中心点与滑动环201的中心点重合，夯座206固定安装在夯杆1的底端，且夯座206呈圆锥状，夯杆1和延伸筒209之间通过螺纹207固定安装，夯杆1、夯座206和延伸筒209内部的中心处均开设有填料孔208。

抽水机构3包括抽水管301、抽气管304、抽水孔302、密封腔311、夹缝腔306和抽水筒303，抽水筒303固定安装在夯杆1外表面的下部，且抽水筒303位于承重环203和振动件204之间，密封腔311开设在抽水筒303的内部，且夯杆1贯穿密封腔311。

进一步的，夹缝腔306开设在抽水筒303外壁的内部，且夹缝腔306和密封腔311之间通过环形阵列的连通孔310相连通，抽水孔302呈环形阵列的开设在抽水筒303的外表面，且每个抽水孔302均与夹缝腔206相连通，每个抽水孔302的内部均固定安装有钢质过滤网312，夹缝腔306的靠近抽水孔302的内壁固定安装有过滤棉305，过滤棉305的内圈固定安装有钢质支撑网307，夹缝腔306远离抽水孔302的内侧壁固定安装有纱网309，且纱网309和钢质支撑网307之间为活性炭填充层308，抽水管301放置在抽水筒303的上方，且抽水管301的底端贯穿抽水筒303并延伸至密封腔311内部的下方。

进一步的，夯座206的外表面固定安装有四个导向板205，且四个导向板205等距离排列，更好的对该装置的夯实方向进行限制，使其更好的进行上下移动，从而避免在夯实过程中造成倾斜移动的问题。

进一步的，振动件204固定安装在夯杆1外表面的下部，且振动件204的直径值等于夯座206上表面的直径值，更好的通过振动件204对夯孔内的周围进行震动夯实，从而减小土层的间隙系数。

进一步的，抽水管301外表面的上方固定安装有电磁阀313，密封腔311内顶壁的右侧固定连通有抽气管304，且抽气管304的顶端贯穿抽水筒303并延伸至抽水筒303的上方，更好的通过电磁阀313的开启和闭合，更好的将抽水筒303内的空气抽出，从而产生负压将土层中的空气及水体抽入抽水筒303的内部。

进一步的，滑动环201的直径值小于承重环203的直径值，承重环203的底面与抽气管304和抽水管301的上表面之间均留有间隙，更好的通过承重环203对滑动环201的位置进行限制，从而在两者进行冲击时产生冲击力带动夯座206对如地基进行深入夯实。

进一步的，夯座206的底部放置有一次性塞块210，且一次性塞块210的凸出端延伸至填料孔208的内部，更好的在下压夯实过程中避免填料孔208内塞土的问题，并且在注浆的时候将一次性塞块210压出，从而进行注浆操作。

进一步的，加固方法包括如下步骤：

S1，将该装置运输至需要加固的位置，并通过吊装装置将该装置吊起，将重力块202吊起并将滑动环201卡在夯杆1的外表面，根据需要的势能的大小来相应的安装不同长度的延伸筒209，长度越长势能越大，提供的夯力就越大，将卡位环套在延伸筒209的外表面，对延伸筒209的移动方向进行限制，使其只能上下运动，并且为运行时提供稳定性；

S2，通过吊装装置将重力块202吊起，吊起到一定高度后，从而产生势能，松开吊装线，重力块202向下做自由落体运动，从而对限位环203进行冲击，产生冲击力，带动该装置向下进行移动，通过夯座206对软质地面进行挤压冲击，重复几次之后，使振动件204和抽水筒303均夯入地面以下，将软质地面的冲击部位夯实；

S3，将抽气管304与真空抽气设备相连通，并将抽水管301与抽水泵相连通，电磁阀313为关闭状态，通过真空抽气设备将密封腔311内的空气抽出，从而密封腔311内为负压，从而对夯孔周围的软土层进行吸附，从而将土层内的空气及水体抽出并通过抽水孔302进入到密封腔311的内部；

S4，在水体和气体抽入到密封腔311内的时候，通过抽水孔302内的钢质过滤网312将土层中的土块进行阻挡，防止进入到密封腔311的内部，并通过过滤棉305对水体进行过滤，并通过支撑网307和纱网309之间活性炭填充层308内的活性炭材料对水体进行过滤，尽可能保证抽入的水体中无颗粒状杂质，从而通过连通孔310将水体导入密封腔311的内部；

S5，开启电磁阀313，并将高压抽水泵运行，从而通过抽水管301将密封腔311底部抽入的水体抽出，从而减小了土层的间隙和水体，使土层之间的间隙缩小，从而使土层更加的紧实，增加土层的坚固性；

S6，将振动件204与电源连接，振动件204运转，对夯孔周围进行震动，将夯孔震实，并将浆料通过灌浆设备从填料孔208注入到夯孔内，从而对内部进行填料，填料之后将该装置向上拉动一定高度，进行逐次吸气吸水和灌浆填料，直至完全提出该装置进行加固处理。

使用时，将该装置运输至需要加固的位置，并通过吊装装置将该装置吊起，将重力块202吊起并将滑动环201卡在夯杆1的外表面，根据需要的势能的大小来相应的安装不同长度的延伸筒209，长度越长势能越大，提供的夯力就越大，将卡位环套在延伸筒209的外表面，对延伸筒209的移动方向进行限制，使其只能上下运动，并且为运行时提供稳定性，通过吊装装置将重力块202吊起，吊起到一定高度后，从而产生势能，松开吊装线，重力块202向下做自由落体运动，从而对限位环203进行冲击，产生冲击力，带动该装置向下进行移动，通过夯座206对软质地面进行挤压冲击，重复几次之后，使振动件204和抽水筒303均夯入地面以下，将软质地面的冲击部位夯实，将抽气管304与真空抽气设备相连通，并将抽水管301与抽水泵相连通，电磁阀313为关闭状态，通过真空抽气设备将密封腔311内的空气抽出，从而密封腔311内为负压，从而对夯孔周围的软土层进行吸附，从而将土层内的空气及水体抽出并通过抽水孔302进入到密封腔311的内部，在水体和气体抽入到密封腔311内的时候，通过抽水孔302内的钢质过滤网312将土层中的土块进行阻挡，防止进入到密封腔311的内部，并通过过滤棉305对水体进行过滤，并通过支撑网307和纱网309之间活性炭填充层308内的活性炭材料对水体进行过滤，尽可能保证抽入的水体中无颗粒状杂质，从而通过连通孔310将水体导入密封腔311的内部，开启电磁阀313，并将高压抽水泵运行，从而通过抽水管301将密封腔311底部抽入的水体抽出，从而减小了土层的间隙和水体，使土层之间的间隙缩小，从而使土层更加的紧实，增加土层的坚固性，将振动件204与电源连接，振动件204运转，对夯孔周围进行震动，将夯孔震实，并将浆料通过灌浆设备从填料孔208注入到夯孔内，从而对内部进行填料，填料之后将该装置向上拉动一定高度，进行逐次吸气吸水和灌浆填料，直至完全提出该装置进行加固处理。

Claims (8)

1.一种公路工程建设用软地基加固设备，包括夯杆（1），其特征在于：所述夯杆（1）的外部安装有重力夯实机构（2），所述夯杆（1）外表面的下部安装有抽水机构（3）；

所述重力夯实机构（2）包括滑动环（201）、重力块（202）、承重环（203）、振动件（204）、夯座（206）和延伸筒（209），所述承重环（203）固定安装在夯杆（1）外表面的上部，滑动环（201）位于承重环（203）的上方，且滑动环（201）与夯杆（1）相套接，重力块（202）固定安装在滑动环（201）外表面的中部，且重力块（202）的中心点与滑动环（201）的中心点重合，夯座（206）固定安装在夯杆（1）的底端，且夯座（206）呈圆锥状，夯杆（1）和延伸筒（209）之间通过螺纹（207）固定安装，夯杆（1）、夯座（206）和延伸筒（209）内部的中心处均开设有填料孔（208）；

所述抽水机构（3）包括抽水管（301）、抽气管（304）、抽水孔（302）、密封腔（311）、夹缝腔（306）和抽水筒（303），所述抽水筒（303）固定安装在夯杆（1）外表面的下部，且抽水筒（303）位于承重环（203）和振动件（204）之间，密封腔（311）开设在抽水筒（303）的内部，且夯杆（1）贯穿密封腔（311）。

2.根据权利要求1所述的一种公路工程建设用软地基加固设备，其特征在于：夹缝腔（306）开设在抽水筒（303）外壁的内部，且夹缝腔（306）和密封腔（311）之间通过环形阵列的连通孔（310）相连通，抽水孔（302）呈环形阵列的开设在抽水筒（303）的外表面，且每个抽水孔（302）均与夹缝腔（206）相连通，每个抽水孔（302）的内部均固定安装有钢质过滤网（312），夹缝腔（306）的靠近抽水孔（302）的内壁固定安装有过滤棉（305），过滤棉（305）的内圈固定安装有钢质支撑网（307），夹缝腔（306）远离抽水孔（302）的内侧壁固定安装有纱网（309），且纱网（309）和钢质支撑网（307）之间为活性炭填充层（308），抽水管（301）放置在抽水筒（303）的上方，且抽水管（301）的底端贯穿抽水筒（303）并延伸至密封腔（311）内部的下方。

3.根据权利要求1所述的一种公路工程建设用软地基加固设备，其特征在于：所述夯座（206）的外表面固定安装有四个导向板（205），且四个导向板（205）等距离排列。

4.根据权利要求1所述的一种公路工程建设用软地基加固设备，其特征在于：所述振动件（204）固定安装在夯杆（1）外表面的下部，且振动件（204）的直径值等于夯座（206）上表面的直径值。

5.根据权利要求1所述的一种公路工程建设用软地基加固设备，其特征在于：所述抽水管（301）外表面的上方固定安装有电磁阀（313），所述密封腔（311）内顶壁的右侧固定连通有抽气管（304），且抽气管（304）的顶端贯穿抽水筒（303）并延伸至抽水筒（303）的上方。

6.根据权利要求1所述的一种公路工程建设用软地基加固设备，其特征在于：所述滑动环（201）的直径值小于承重环（203）的直径值，所述承重环（203）的底面与抽气管（304）和抽水管（301）的上表面之间均留有间隙。

7.根据权利要求1所述的一种公路工程建设用软地基加固设备，其特征在于：所述夯座（206）的底部放置有一次性塞块（210），且一次性塞块（210）的凸出端延伸至填料孔（208）的内部。

8.根据权利要求1所述的一种公路工程建设用软地基加固设备的加固方法，其特征在于：加固方法包括如下步骤：

S1，将该装置运输至需要加固的位置，并通过吊装装置将该装置吊起，将重力块（202）吊起并将滑动环（201）卡在夯杆（1）的外表面，根据需要的势能的大小来相应的安装不同长度的延伸筒（209），长度越长势能越大，提供的夯力就越大，将卡位环套在延伸筒（209）的外表面，对延伸筒（209）的移动方向进行限制，使其只能上下运动，并且为运行时提供稳定性；

S2，通过吊装装置将重力块（202）吊起，吊起到一定高度后，从而产生势能，松开吊装线，重力块（202）向下做自由落体运动，从而对限位环（203）进行冲击，产生冲击力，带动该装置向下进行移动，通过夯座（206）对软质地面进行挤压冲击，重复几次之后，使振动件（204）和抽水筒（303）均夯入地面以下，将软质地面的冲击部位夯实；

S3，将抽气管（304）与真空抽气设备相连通，并将抽水管（301）与抽水泵相连通，电磁阀（313）为关闭状态，通过真空抽气设备将密封腔（311）内的空气抽出，从而密封腔（311）内为负压，从而对夯孔周围的软土层进行吸附，从而将土层内的空气及水体抽出并通过抽水孔（302）进入到密封腔（311）的内部；

S4，在水体和气体抽入到密封腔（311）内的时候，通过抽水孔（302）内的钢质过滤网（312）将土层中的土块进行阻挡，防止进入到密封腔（311）的内部，并通过过滤棉（305）对水体进行过滤，并通过支撑网（307）和纱网（309）之间活性炭填充层（308）内的活性炭材料对水体进行过滤，尽可能保证抽入的水体中无颗粒状杂质，从而通过连通孔（310）将水体导入密封腔（311）的内部；

S5，开启电磁阀（313），并将高压抽水泵运行，从而通过抽水管（301）将密封腔（311）底部抽入的水体抽出，从而减小了土层的间隙和水体，使土层之间的间隙缩小，从而使土层更加的紧实，增加土层的坚固性；

S6，将振动件（204）与电源连接，振动件（204）运转，对夯孔周围进行震动，将夯孔震实，并将浆料通过灌浆设备从填料孔（208）注入到夯孔内，从而对内部进行填料，填料之后将该装置向上拉动一定高度，进行逐次吸气吸水和灌浆填料，直至完全提出该装置进行加固处理。