CN110130313B - 一种震冲法地基加固夯实装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种震冲法地基加固夯实装置及其工作方法，包括支撑架、拉伸装置和夯实装置,所述的支撑架上端安装有拉伸装置，拉伸装置上通过钢索连接有夯实装置，夯实装置位于支撑架中部的空槽内。本发明可以解决现有的地基夯实装置在通常采用注浆的方式对地基进行加固，然而较松软的地基进行浇注容易发生沉降的危险，影响地基的稳定性，而且现有的振冲器在使用时，通常是偏心块带动振冲器产生横向作用力将碎石压入土壤表层，然而偏心块容易造成振冲器发生形变甚至损坏，影响设备的使用寿命等难题，具有工作效率高、加固效果好、夯实紧密，能够有效的避免地基沉降的问题，保证地基的稳定性等优点。

Description

一种震冲法地基加固夯实装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及地基加固技术领域，特别涉及一种震冲法地基加固夯实装置及其工作方法。

背景技术

震冲法是以振动、冲击或带套管等方法成孔，然后向孔中填入砂、碎石、土或灰土、石灰、渣土或其他材料，再加以振实成桩，并且进一步挤密桩间土的软弱地基处理方法。挤密桩法形成的碎石桩、砂桩、灰土桩等刚度相对较大的桩体，与桩周围因受挤压而变得密实的土体一起组成复合地基，从而达到提高复合地基承载力，减少最终沉降量的目的。

目前，现有的设备在对地基进行加固时，通常存在以下缺陷：1、通常采用注浆的方式对地基进行加固，然而较松软的地基进行浇注容易发生沉降的危险，影响地基的稳定性；2、现有的振冲器在使用时，通常是偏心块带动振冲器产生横向作用力将碎石压入土壤表层，然而偏心块容易造成振冲器发生形变甚至损坏，影响设备的使用寿命。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明可以解决现有的地基夯实装置在通常采用注浆的方式对地基进行加固，然而较松软的地基进行浇注容易发生沉降的危险，影响地基的稳定性，而且现有的振冲器在使用时，通常是偏心块带动振冲器产生横向作用力将碎石压入土壤表层，然而偏心块容易造成振冲器发生形变甚至损坏，影响设备的使用寿命等难题。

（二）技术方案

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种震冲法地基加固夯实装置，包括支撑架、拉伸装置和夯实装置,所述的支撑架上端安装有拉伸装置，拉伸装置上通过钢索连接有夯实装置，夯实装置位于支撑架中部的空槽内。

所述的夯实装置包括固定套管、转动机构、转动套筒、碾实架、转动座、钻孔头和连接管，所述的固定套管为圆柱形结构，固定套管内部安装有转动机构，转动机构下端通过联轴器连接有转动套筒，转动套筒外侧安装有碾实架，转动套筒下端安装有转动座，转动座下端通过卡接配合的方式安装有钻孔头，固定套管内部安装有连接管，连接管与钻孔头连通。

所述的碾实架包括固定筒、外卡齿、卡槽架、锁紧螺钉和碾实板，所述的固定筒内部中部安装有外卡齿，固定筒内部上端安装有卡槽架，卡槽架内部设置有卡接槽，固定筒外部均匀安装有碾实板，碾实板为扇型结构，相邻碾实板之间设置有锁紧螺钉，锁紧螺钉安装在固定筒外侧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的拉伸装置包括固定板、滑槽、拉伸电机、滑动板、伸缩弹簧、导向轮和连接架，所述的支撑架上端均匀安装有固定板，固定板呈J型结构，固定板内侧上方之间安装有连接架，固定板上端面均匀设置有滑槽，滑槽内部通过滑动配合的方式安装有滑动板，位于支撑架右侧的滑动板与滑槽下端之间安装有伸缩弹簧，位于支撑架左端的滑动板与拉伸电机连接，拉伸电机安装在固定板上，固定板上端安装有导向轮，滑动板通过钢索穿过导向轮与夯实装置连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的转动套筒为圆柱形结构，转动套筒外侧下端设置有卡架，卡架的截面呈L型结构，卡架内部设置有密封槽，密封槽内部安装有密封挡圈，转动套筒中部固定安装有内卡齿，内卡齿与外卡齿相啮合，转动套筒上端对称设置有卡接板，卡接板截面呈T字形结构，卡接板与卡槽架卡接配合，卡接板中部设置有锁紧螺钉配合的锁紧槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的转动座包括挡板架、涡轮轴、内卡架和外卡架，所述的转动套筒内部下端安装有挡板架，挡板架中部设置有锥形通槽，转动套筒内部下端安装有涡轮轴，涡轮轴上端位于锥形槽内部，转动套筒下端安装有外卡架，外卡架内部通过轴承安装有内卡接，内卡架与涡轮轴相连接，内卡架中部通过卡接配合的方式安装有钻孔头。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的转动座外侧还安装有夯实架，所述的夯实架包括卡接架、夯实板、滑杆、连接弹簧和橡胶垫，所述的卡接架中部设置有与外卡架相配合的卡槽，卡接架下方设置有夯实架，夯实架外侧通过滑杆与卡接架滑动连接，滑杆外侧设置有连接弹簧，夯实板内侧中部设置有橡胶垫，夯实板下端设置有破碎齿。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的转动机构包括潜水电机、转动轴和连接座，所述的固定套管中部通过电机座安装有潜水电机，潜水电机的输出轴上安装有转动轴，转动轴下端连接有连接座，连接座通过密封轴承与固定套筒连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的连接架为圆环形结构，连接架中部通过连杆安装有导向管，导向管上端均匀安装有钢珠，导向管中部设置有导向套，导向套为橡胶材料制成，导向套外侧通过连接弹簧与导向管内侧壁相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的钻孔头为锥形空心结构，钻孔头上端设置有与内卡架配合的卡板，钻孔头上均匀设置有喷水口，钻孔头上均匀安装有矩形板。

此外，本发明还提供了一种震冲法地基加固夯实装置的工作方法，包括以下步骤：

S1：将支撑架固定安装在待加固的地基上端，将高压水泵与夯实装置相连通；

S2：通过拉伸装置带动夯实装置向下运动，夯实装置内的转动机构带动转动套筒转动，转动套筒带动碾实架转动，经连接管进入的高压水通过转动座带动钻孔头转动；

S3：当步骤S2中的夯实装置开始钻孔时，逐渐向孔洞内部填入碎石、砂砾等颗粒，碾实架外侧的碾实板将碎石、砂砾等颗粒碾入较软的土壤层内；

S4：当步骤S3中钻孔达到所需深度时，通过拉伸装置将夯实装置拉出，将夯实装置下端的钻孔头拆卸并更换成夯实架；

S5：间断性的向孔洞内部加人碎石、砂砾等颗粒，夯实装置通过往复冲压振动的方式将填充的颗粒压实振密，直到孔洞填满结束；

S6：转移支撑架到下一个预设桩位，重复上述步骤S1-S5对地基进行整体性加固。

（三）有益效果

1.本发明提供的地基加固夯实装置，其采用的边夯实边加固的设计理念，工作效率高、加固效果好、夯实紧密，能够有效的避免地基沉降的问题，保证地基的稳定性；

2.本发明提供的地基加固夯实装置，其碾实架可以有效的将碎石、砂砾等颗粒碾入较软的土壤层内，避免了使用了偏心轮造成的易损坏的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的平面结构示意图；

图2是本发明夯实装置的剖面结构示意图；

图3是本发明碾实架的剖面结构示意图；

图4是本发明转动套筒的剖面结构示意图；

图5是本发明钻孔头的平面结构示意图；

图6是本发明夯实装置与夯实架连接的结构示意图；

图7是本发明夯实架的结构示意图；

图8是本发明夯实装置连续工作的使用状态图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图8所示，一种震冲法地基加固夯实装置，包括支撑架1、拉伸装置2和夯实装置3,所述的支撑架1上端安装有拉伸装置2，拉伸装置2上通过钢索连接有夯实装置3，夯实装置3位于支撑架1中部的空槽内。

所述的拉伸装置2包括固定板21、滑槽22、拉伸电机23、滑动板24、伸缩弹簧25、导向轮26和连接架27，所述的支撑架1上端均匀安装有固定板21，固定板21呈J型结构，固定板21内侧上方之间安装有连接架27，固定板21上端面均匀设置有滑槽22，滑槽22内部通过滑动配合的方式安装有滑动板24，位于支撑架1右侧的滑动板24与滑槽22下端之间安装有伸缩弹簧25，位于支撑架1左端的滑动板24与拉伸电机23连接，拉伸电机23安装在固定板21上，固定板21上端安装有导向轮26，滑动板24通过钢索穿过导向轮26与夯实装置3连接，具体工作时，拉伸电机23通过滑动板24带动夯实装置3上下调节，伸缩弹簧25起到复位的作用。

所述的连接架27为圆环形结构，连接架27中部通过连杆安装有导向管271，导向管271上端均匀安装有钢珠272，导向管271中部设置有导向套273，导向套273为橡胶材料制成，导向套273外侧通过连接弹簧与导向管内侧壁相连接，导向套273可以避免钢索与连接架27发生摩擦，能够有效地保证钢索的使用寿命。

所述的夯实装置3包括固定套管31、转动机构32、转动套筒33、碾实架34、转动座35、钻孔头36和连接管37，所述的固定套管31为圆柱形结构，固定套管31内部安装有转动机构32，转动机构32下端通过联轴器连接有转动套筒33，转动套筒33外侧安装有碾实架34，转动套筒33下端安装有转动座35，转动座35下端通过卡接配合的方式安装有钻孔头36，固定套管31内部安装有连接管37，连接管37与钻孔头36连通，具体工作时，夯实装置3内的转动机构32带动转动套筒33转动，转动套筒33带动碾实架34转动，经连接管37进入的高压水通过转动座35带动钻孔头36转动。

所述的转动机构32包括潜水电机321、转动轴322和连接座323，所述的固定套管31中部通过电机座安装有潜水电机321，潜水电机321的输出轴上安装有转动轴322，转动轴322下端连接有连接座323，连接座323通过密封轴承与固定套筒连接。

所述的转动套筒33为圆柱形结构，转动套筒33外侧下端设置有卡架331，卡架331的截面呈L型结构，卡架331内部设置有密封槽，密封槽内部安装有密封挡圈332，转动套筒33中部固定安装有内卡齿333，内卡齿333与外卡齿相啮合，转动套筒33上端对称设置有卡接板334，卡接板334截面呈T字形结构，卡接板334与卡槽架343卡接配合，卡接板334中部设置有锁紧螺钉344配合的锁紧槽。

所述的碾实架34包括固定筒341、外卡齿342、卡槽架343、锁紧螺钉344和碾实板345，所述的固定筒341内部中部安装有外卡齿342，固定筒内部上端安装有卡槽架343，卡槽架343内部设置有卡接槽，固定筒341外部均匀安装有碾实板345，碾实板345为扇型结构，相邻碾实板345之间设置有锁紧螺钉344，锁紧螺钉344安装在固定筒341外侧，具体工作时，当转动机构32带动碾实架34转动时，碾实架34外侧的碾实板345将碎石、砂砾等颗粒碾入松软的土壤内部。

所述的转动座35包括挡板架351、涡轮轴352、内卡架353和外卡架354，所述的转动套筒33内部下端安装有挡板架351，挡板架351中部设置有锥形通槽，转动套筒33内部下端安装有涡轮轴352，涡轮轴352上端位于锥形槽内部，转动套筒33下端安装有外卡架354，外卡架354内部通过轴承安装有内卡接，内卡架353与涡轮轴352相连接，内卡架353中部通过卡接配合的方式安装有钻孔头36，具体工作时，当高压泵内部的水进入夯实装置3内部时，高速流动的水带动涡轮轴352进行转动，涡轮轴352通过内卡架353带动钻孔头36进行高速转动。

所述的转动座35外侧还安装有夯实架38，所述的夯实架38包括卡接架381、夯实板382、滑杆383、连接弹簧384和橡胶垫385，所述的卡接架381中部设置有与外卡架354相配合的卡槽，卡接架381下方设置有夯实架38，夯实架38外侧通过滑杆383与卡接架381滑动连接，滑杆383外侧设置有连接弹簧384，夯实板382内侧中部设置有橡胶垫385，夯实板382下端设置有破碎齿，具体工作时，将钻孔头36更换成夯实架38时，拉伸装置2通过夯实装置3将孔洞内填充的碎石、砂砾等颗粒压实振密。

所述的钻孔头36为锥形空心结构，钻孔头36上端设置有与内卡架353配合的卡板，钻孔头36上均匀设置有喷水口361，钻孔头36上均匀安装有矩形板362。

此外，本发明还提供了一种震冲法地基加固夯实装置的工作方法，包括以下步骤：

S1：将支撑架1固定安装在待加固的地基上端，将高压水泵与夯实装置3相连通；

S2：通过拉伸装置2带动夯实装置3向下运动，夯实装置3内的转动机构32带动转动套筒33转动，转动套筒33带动碾实架34转动，经连接管37进入的高压水通过转动座35带动钻孔头36转动；

S3：当步骤S2中的夯实装置3开始钻孔时，逐渐向孔洞内部填入碎石、砂砾等颗粒，碾实架34外侧的碾实板345将碎石、砂砾等颗粒碾入较软的土壤层内；

S4：当步骤S3中钻孔达到所需深度时，通过拉伸装置2将夯实装置3拉出，将夯实装置3下端的钻孔头36拆卸并更换成夯实架38；

S5：间断性的向孔洞内部加人碎石、砂砾等颗粒，夯实装置3通过往复冲压振动的方式将填充的颗粒压实振密，直到孔洞填满结束；

S6：转移支撑架1到下一个预设桩位，重复上述步骤S1-S5对地基进行整体性加固。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种震冲法地基加固夯实装置，包括支撑架(1)、拉伸装置(2)和夯实装置(3),其特征在于：所述的支撑架(1)上端安装有拉伸装置(2)，拉伸装置(2)上通过钢索连接有夯实装置(3)，夯实装置(3)位于支撑架(1)中部的空槽内；其中：

所述的夯实装置(3)包括固定套管(31)、转动机构(32)、转动套筒(33)、碾实架(34)、转动座(35)、钻孔头(36)和连接管(37)，所述的固定套管(31)为圆柱形结构，固定套管(31)内部安装有转动机构(32)，转动机构(32)下端通过联轴器连接有转动套筒(33)，转动套筒(33)外侧安装有碾实架(34)，转动套筒(33)下端安装有转动座(35)，转动座(35)下端通过卡接配合的方式安装有钻孔头(36)，固定套管(31)内部安装有连接管(37)，连接管(37)与钻孔头(36)连通；

所述的碾实架(34)包括固定筒(341)、外卡齿(342)、卡槽架(343)、锁紧螺钉(344)和碾实板(345)，所述的固定筒(341)内部中部安装有外卡齿(342)，固定筒内部上端安装有卡槽架(343)，卡槽架(343)内部设置有卡接槽，固定筒(341)外部均匀安装有碾实板(345)，碾实板(345)为扇型结构，相邻碾实板(345)之间设置有锁紧螺钉(344)，锁紧螺钉(344)安装在固定筒(341)外侧；

所述的拉伸装置(2)包括固定板(21)、滑槽(22)、拉伸电机(23)、滑动板(24)、伸缩弹簧(25)、导向轮(26)和连接架(27)，所述的支撑架(1)上端均匀安装有固定板(21)，固定板(21)呈J型结构，固定板(21)内侧上方之间安装有连接架(27)，固定板(21)上端面均匀设置有滑槽(22)，滑槽(22)内部通过滑动配合的方式安装有滑动板(24)，位于支撑架(1)右侧的滑动板(24)与滑槽(22)下端之间安装有伸缩弹簧(25)，位于支撑架(1)左端的滑动板(24)与拉伸电机(23)连接，拉伸电机(23)安装在固定板(21)上，固定板(21)上端安装有导向轮(26)，滑动板(24)通过钢索穿过导向轮(26)与夯实装置(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种震冲法地基加固夯实装置，其特征在于：所述的转动套筒(33)为圆柱形结构，转动套筒(33)外侧下端设置有卡架(331)，卡架(331)的截面呈L型结构，卡架(331)内部设置有密封槽，密封槽内部安装有密封挡圈(332)，转动套筒(33)中部固定安装有内卡齿(333)，内卡齿(333)与外卡齿相啮合，转动套筒(33)上端对称设置有卡接板(334)，卡接板(334)截面呈T字形结构，卡接板(334)与卡槽架(343)卡接配合，卡接板(334)中部设置有锁紧螺钉(344)配合的锁紧槽。

3.根据权利要求1所述的一种震冲法地基加固夯实装置，其特征在于：所述的转动座(35)包括挡板架(351)、涡轮轴(352)、内卡架(353)和外卡架(354)，所述的转动套筒(33)内部下端安装有挡板架(351)，挡板架(351)中部设置有锥形通槽，转动套筒(33)内部下端安装有涡轮轴(352)，涡轮轴(352)上端位于锥形槽内部，转动套筒(33)下端安装有外卡架(354)，外卡架(354)内部通过轴承安装有内卡接，内卡架(353)与涡轮轴(352)相连接，内卡架(353)中部通过卡接配合的方式安装有钻孔头(36)。

4.根据权利要求1所述的一种震冲法地基加固夯实装置，其特征在于：所述的转动座(35)外侧还安装有夯实架(38)，所述的夯实架(38)包括卡接架(381)、夯实板(382)、滑杆(383)、连接弹簧(384)和橡胶垫(385)，所述的卡接架(381)中部设置有与外卡架(354)相配合的卡槽，卡接架(381)下方设置有夯实架(38)，夯实架(38)外侧通过滑杆(383)与卡接架(381)滑动连接，滑杆(383)外侧设置有连接弹簧(384)，夯实板(382)内侧中部设置有橡胶垫(385)，夯实板(382)下端设置有破碎齿。

5.根据权利要求1所述的一种震冲法地基加固夯实装置，其特征在于：所述的转动机构(32)包括潜水电机(321)、转动轴(322)和连接座(323)，所述的固定套管(31)中部通过电机座安装有潜水电机(321)，潜水电机(321)的输出轴上安装有转动轴(322)，转动轴(322)下端连接有连接座(323)，连接座(323)通过密封轴承与固定套筒连接。

6.根据权利要求1所述的一种震冲法地基加固夯实装置，其特征在于：所述的连接架(27)为圆环形结构，连接架(27)中部通过连杆安装有导向管(271)，导向管(271)上端均匀安装有钢珠(272)，导向管(271)中部设置有导向套(273)，导向套(273)为橡胶材料制成，导向套(273)外侧通过连接弹簧与导向管(271)内侧壁相连接。

7.根据权利要求1所述的一种震冲法地基加固夯实装置，其特征在于：所述的钻孔头(36)为锥形空心结构，钻孔头(36)上端设置有与内卡架(353)配合的卡板，钻孔头(36)上均匀设置有喷水口(361)，钻孔头(36)上均匀安装有矩形板(362)。

8.一种如权利要求1所述的一种震冲法地基加固夯实装置的工作方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S1：将支撑架(1)固定安装在待加固的地基上端，将高压水泵与夯实装置(3)相连通；

S2：通过拉伸装置(2)带动夯实装置(3)向下运动，夯实装置(3)内的转动机构(32)带动转动套筒(33)转动，转动套筒(33)带动碾实架(34)转动，经连接管(37)进入的高压水通过转动座(35)带动钻孔头(36)转动；

S3：当步骤S2中的夯实装置(3)开始钻孔时，逐渐向孔洞内部填入碎石、砂砾颗粒，碾实架(34)外侧的碾实板(345)将碎石、砂砾颗粒碾入较软的土壤层内；

S4：当步骤S3中钻孔达到所需深度时，通过拉伸装置(2)将夯实装置(3)拉出，将夯实装置(3)下端的钻孔头(36)拆卸并更换成夯实架(38)；

S5：间断性的向孔洞内部加人碎石、砂砾颗粒，夯实装置(3)通过往复冲压振动的方式将填充的颗粒压实振密，直到孔洞填满结束；

S6：转移支撑架(1)到下一个预设桩位，重复上述步骤S1-S5对地基进行整体性加固。

Images