CN110670576A - 建筑地基加固装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑地基加固装置，包括多个柱锤冲扩单元和多个注浆管，注浆管设于相邻的两个柱锤冲扩单元之间，柱锤冲扩单元包括花管和多个注浆盘，花管侧壁开设多个第一注浆孔，注浆盘套设于花管上，注浆盘由顶板、底板、环形侧板和多个导管构成，顶板、底板、环形侧板构成盘体，导管与盘体相通，顶板靠近花管的一端高于另一端，注浆管侧壁开设多个第二注浆孔；本发明还公开了建筑地基的加固方法，主要步骤有花管固定，基础孔冲扩，柱锤夯实填料，下放注浆盘，重复填料、夯实、下放注浆盘直至填充至地面，相邻桩位插入注浆管，压力注浆。本发明具有有效加固了桩与桩之间的区域，增强地基整体承载性能的有益效果。

Description

建筑地基加固装置及方法

技术领域

本发明涉及建筑地基技术领域。更具体地说，本发明涉及一种建筑地基加固装置及方法。

背景技术

在杂填土、粘性土、软土等地基中，存在湿陷性、压缩变形过大的危害，其承载力低，容易导致建筑物倾斜等事故的发生，严重影响工程的施工质量，因此，增强地基承载性能对于保障施工质量和安全十分重要。对地基进行加固处理能够有效提高其承载力，是工程施工中的重要工序。地基加固的措施有很多种，柱锤冲扩方式是目前常用的措施之一，能够在一定程度上增强地基的承载性能，而且为了减轻柱锤冲扩桩对下层土体造成的沉降，柱锤冲扩前可在基础孔底部钻取微型孔，压力注浆形成微型灌注桩，支撑上部的柱锤冲扩桩，增强地基的承载性能。然而，桩与桩之间仍然存在软弱区域，提高该区域加固强度有利于增强地基的整体承载性能。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种建筑地基加固装置，能够对桩与桩之间的软弱区域进行加固，增强地基的整体承载性能，还提供了建筑地基的加固方法，工艺简单，易于操作。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种建筑地基加固装置，包括：

多个柱锤冲扩单元，多个柱锤冲扩单元设于基础地基上，所述柱锤冲扩单元包括：

花管，其下端设有楔形尖头，所述花管外壁设有一对竖向的导向筋，所述花管侧壁开设有多个第一注浆孔，所述花管上端设有导向杆，所述导向杆与所述花管同轴设置，其中，多个第一注浆孔沿所述花管的周向多列设置，同一列相邻的两个第一注浆孔的距离相等；

多个注浆盘，所述注浆盘包括顶板、底板、环形侧板、多个导管，所述顶板和所述底板套设于所述花管上，所述顶板、所述底板和所述环形侧板构成中空的盘体，所述顶板、所述底板的内侧分别设有一对缺口，所述缺口可容纳所述导向筋，多个导管设于所述环形侧板上，所述导管与所述盘体内腔连通，其中，所述顶板靠近所述花管的一端高于其另一端，且所述顶板靠近所述花管的一端距离所述底板的高度大于同一列相邻的两个第一注浆孔的间距；

多个注浆管，多个注浆管设于基础地基上，所述注浆管侧壁开设有多个第二注浆孔，多个第二注浆孔呈螺旋形均匀排列于所述注浆管侧壁上；

其中，所述注浆管设于相邻的两个柱锤冲扩单元之间。

优选的是，所述导管的下端与所述底板在同一水平面上。

优选的是，多个导管均匀设于所述环形侧板上，所述环形侧板上的所述导管个数为8个。

优选的是，所述导管的直径与所述环形侧板的高度相等。

优选的是，所述盘体内腔设有多个竖隔板，多个竖隔板沿所述花管的径向均匀分布，所述竖隔板的上端、下端分别与所述顶板、所述底板连接，多个竖隔板将所述盘体的内腔分隔为多个流通腔，多个流通腔与多个导管一一对应。

优选的是，所述顶板上设有一对套环，所述套环上连接牵引绳。

本发明还有一个目的是提供一种建筑地基的加固方法，包括以下步骤：

a、桩位定位后，钻地形成一个基础孔，在基础孔的底部钻一个微型孔，将花管插入微型孔中，并用粗砂填实；

b、向基础孔内填入部分填料，再将柱锤套入导向杆，然后反复升降柱锤，以使基础孔在冲击力作用下形成扩大孔，并将扩大孔内的填料夯实，以形成密实填料层；

c、将注浆盘套入花管，使花管上一对导向筋卡入注浆盘圆孔处的一对缺口内，通过牵引绳将注浆盘下放至密实填料层上，抽出牵引绳；

d、继续填充填料，使用柱锤夯实，形成一层密实填料层；

e、重复步骤c～d，直至填充到地面高度，去掉导向杆；

f、在相邻的桩位处采用振动沉管方式将注浆管打入土体；

g、重复步骤a～f，直至所有桩位填充或沉管工作完成；

h、对注浆管、花管进行高压注浆，注浆管注浆时，浆液从第二注浆孔扩散到周围土体形成浆液结合体，花管注浆时，在微型孔形成微型灌浆桩，之后浆液经花管的第一注浆孔进入注浆盘的盘体内腔，再由导管进入扩大孔周边土体形成瘤状混凝土，相邻桩体之间瘤状混凝土与浆液结合体交联，对桩与桩之间的区域起到加固的作用。

本发明至少包括以下有益效果：

一、通过注浆盘向扩大孔周边土体注浆形成瘤状混凝土，而且瘤状混凝土可与注浆管周围注浆形成的浆液结合体相互交联，有效地加固桩与桩之间的区域，增强地基的整体承载性能；

二、注浆盘结构简单，且注浆盘下放至密实填料层上方时，注浆盘底面能够与密实填料层贴合，有效减小空隙，提高整体结构的密实性和稳固性；

三、建筑地基加固装置的加固方法工艺简单，易于操作。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一个技术方案的所述的柱锤冲扩单元的结构示意图；

图2为本发明的其中一个技术方案的所述的注浆盘的纵向截面图；

图3为本发明的其中一个技术方案的所述的注浆盘的横向截面图；

图4为本发明的其中一个技术方案的所述的地基加固装置加固后的结构示意图；

图5为本发明的其中一个技术方案的所述的柱锤冲扩单元与所述注浆管的分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～5所示，本发明提供一种建筑地基加固装置，包括：

多个柱锤冲扩单元21，多个柱锤冲扩单元21设于基础地基上，所述柱锤冲扩单元21包括：

花管1，其下端设有楔形尖头2，便于花管1插入地基土层并固定，所述花管1外壁设有一对竖向的导向筋，所述花管1侧壁开设有多个第一注浆孔4，所述花管1上端设有导向杆3，所述导向杆3与所述花管1同轴设置，柱锤6套合在导向杆上能够垂直下落，夯实填料时施力更为均匀，能够保障夯实后填料层的密实性，其中，多个第一注浆孔4沿所述花管1的周向多列设置，同一列相邻的两个第一注浆孔4的距离相等；

多个注浆盘5，所述注浆盘5包括顶板9、底板10、环形侧板15、多个导管11，所述顶板9和所述底板10套设于所述花管1上，所述顶板9、所述底板10和所述环形侧板15构成中空的盘体，所述顶板9、所述底板10的内侧分别设有一对缺口14，所述缺口14可容纳所述导向筋，缺口与导向筋配合能够使注浆盘下放时多个导管的朝向不发生变化，便于对导管的方向进行定位，多个导管11设于所述环形侧板15上，所述导管11与所述盘体内腔连通，其中，所述顶板9靠近所述花管1的一端高于其另一端，增大注浆时浆液流向导管的压力，提高浆液的流速，且所述顶板9靠近所述花管1的一端距离所述底板10的高度大于同一列相邻的两个第一注浆孔4的间距，能够保障注浆盘与花管侧壁上至少一排的第一注浆孔相通；

多个注浆管17，多个注浆管17设于基础地基上，所述注浆管17侧壁开设有多个第二注浆孔18，多个第二注浆孔18呈螺旋形均匀排列于所述注浆管17侧壁上；

其中，所述注浆管17设于相邻的两个柱锤冲扩单元21之间。

在上述技术方案中，花管插入微型孔中并用粗砂填实， 向基础孔内填入部分填料，在导向杆上套合柱锤进行夯实，基础孔在柱锤的冲击力的作用下形成了扩大孔，并夯实了孔中的填料，形成了密实填料层，取下柱锤，将注浆盘下放至密实填料层上，再加入填料，柱锤夯实，反复多次直至填充至地面，扩大孔中形成密实填料层和注浆盘的间隔排列结构，压力注浆时，先取掉导向杆，浆液进入花管，一部分留在花管内形成柱锤扩孔桩，一部分浆液通过花管上的第一注浆孔向周围溢出，其中一部分通过第一注浆孔进入注浆盘的盘体，再进入导管，最后通过导管进入扩大孔周边土体形成瘤状混凝土，能够在一定程度上加固柱锤冲扩桩的周边区域；注浆管设于相邻的两个柱锤冲扩单元之间，注浆管压力注浆后，一部分留在注浆管内形成注浆管桩，一部分浆液通过第二注浆孔进入周边土体形成浆液结合体，柱锤冲扩单元注浆后形成的瘤状混凝土可与浆液结合体相互交联，进一步加固桩与桩之间的软弱区域，有效地增强地基的整体承载性能。

在另一种技术方案中，所述导管11的下端与所述底板10在同一水平面上，注浆盘下放至密实填料层上，注浆盘的底板和导管都能够和密实填料层上表面贴合，提高了整体结构的密实性和稳固性。

在另一种技术方案中，多个导管11均匀设于所述环形侧板15上，所述环形侧板15上的所述导管11个数为8个，便于确定导管的朝向，且对于增强地基整体承载性具有积极作用。

在另一种技术方案中，所述导管11的直径与所述环形侧板15的高度相等，能够进一步加大浆液流入导管的压力，提高浆液进入导管的流速，增加浆液进入扩大孔周边土体所能到达的最远距离。

在另一种技术方案中，所述盘体内腔设有多个竖隔板16，多个竖隔板16沿所述花管1的径向均匀分布，所述竖隔板16的上端、下端分别与所述顶板9、所述底板10连接，多个竖隔板16将所述盘体的内腔分隔为多个流通腔，多个流通腔与多个导管11一一对应，流通腔能够对进入注浆盘的浆液进行分流，进一步提高了浆液进入导管的流速。

在另一种技术方案中，所述顶板9上设有一对套环12，所述套环12上连接牵引绳13，一根牵引绳穿过套环，注浆盘下放时，同时拉拽牵引绳两端，能够有效控制注浆盘的下放速度，下放至密实填料层后，松开牵引绳一端使牵引绳脱离套环，抽出牵引绳，可回收再利用。

如图1～5所述，本发明建筑地基的加固方法，包括以下步骤：

a、桩位定位后，钻地形成一个基础孔，在基础孔的底部钻一个微型孔8，将花管1插入微型孔8中，微型孔8远小于基础孔，花管1下端的楔形尖头2进入土层能够起到固定的作用，另外向花管1中加入粗砂填实，能够使在微型孔8中的花管1更为牢固，粗砂应足够大，不会堵塞花管1上第一注浆孔4；

b、向基础孔内填入部分填料，再将柱锤6套入导向杆3，然后反复升降柱锤6，以使基础孔在冲击力作用下形成扩大孔，并将扩大孔内的填料夯实，以形成第一层的密实填料层7，且密封填料层的高度根据施工需求确定；

c、将第一层的注浆盘5套入花管1，使花管1上一对导向筋卡入注浆盘5圆孔处的一对缺口14内，能够保证注浆盘5下放时多个导管11的朝向不发生变化，牵引绳13穿过套环12，手持牵引绳13两端通过牵引绳13将注浆盘5下放至第一层的密实填料层7上，抽出牵引绳13；

d、继续填充填料，使用柱锤6夯实，形成第二层的密实填料层，第二层的密实填料层的高度与第一层的密实填料层7的高度相当；

e、重复步骤c～d，直至填充到地面高度，去掉导向杆3；

f、在相邻的桩位处采用振动沉管方式将注浆管17打入土体；

g、重复步骤a～f，直至所有桩位填充或沉管工作完成；

h、对注浆管17、花管1进行高压注浆，注浆管17注浆时，浆液从第二注浆孔18扩散到周围土体形成浆液结合体20，花管1注浆时，在微型孔8形成微型灌浆桩，之后浆液经花管1的第一注浆孔4进入注浆盘5的盘体内腔，再由导管11进入扩大孔周边土体形成瘤状混凝土19，相邻桩体之间瘤状混凝土19与浆液结合体20相互交联，能够对桩与桩之间的区域起到加固的作用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.建筑地基加固装置，其特征在于，包括：

多个柱锤冲扩单元，多个柱锤冲扩单元设于基础地基上，所述柱锤冲扩单元包括：

花管，其下端设有楔形尖头，所述花管外壁设有一对竖向的导向筋，所述花管侧壁开设有多个第一注浆孔，所述花管上端设有导向杆，所述导向杆与所述花管同轴设置，其中，多个第一注浆孔沿所述花管的周向多列设置，同一列相邻的两个第一注浆孔的距离相等；

多个注浆盘，所述注浆盘包括顶板、底板、环形侧板、多个导管，所述顶板和所述底板套设于所述花管上，所述顶板、所述底板和所述环形侧板构成中空的盘体，所述顶板、所述底板的内侧分别设有一对缺口，所述缺口可容纳所述导向筋，多个导管设于所述环形侧板上，所述导管与所述盘体内腔连通，其中，所述顶板靠近所述花管的一端高于其另一端，且所述顶板靠近所述花管的一端距离所述底板的高度大于同一列相邻的两个第一注浆孔的间距；

多个注浆管，多个注浆管设于基础地基上，所述注浆管侧壁开设有多个第二注浆孔，多个第二注浆孔呈螺旋形均匀排列于所述注浆管侧壁上；

其中，所述注浆管设于相邻的两个柱锤冲扩单元之间。

2.如权利要求1所述的建筑地基加固装置，其特征在于，所述导管的下端与所述底板在同一水平面上。

3.如权利要求1所述的建筑地基加固装置，其特征在于，多个导管均匀设于所述环形侧板上，所述环形侧板上的所述导管个数为8个。

4.如权利要求1所述的建筑地基加固装置，其特征在于，所述导管的直径与所述环形侧板的高度相等。

5.如权利要求1所述的建筑地基加固装置，其特征在于，所述盘体内腔设有多个竖隔板，多个竖隔板沿所述花管的径向均匀分布，所述竖隔板的上端、下端分别与所述顶板、所述底板连接，多个竖隔板将所述盘体的内腔分隔为多个流通腔，多个流通腔与多个导管一一对应。

6.如权利要求1所述的建筑地基加固装置，其特征在于，所述顶板上设有一对套环，所述套环上连接牵引绳。

7.如权利要求1所述的建筑地基的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、桩位定位后，钻地形成一个基础孔，在基础孔的底部钻一个微型孔，将花管插入微型孔中，并用粗砂填实；

b、向基础孔内填入部分填料，再将柱锤套入导向杆，然后反复升降柱锤，以使基础孔在冲击力作用下形成扩大孔，并将扩大孔内的填料夯实，以形成密实填料层；

c、将注浆盘套入花管，使花管上一对导向筋卡入注浆盘圆孔处的一对缺口内，通过牵引绳将注浆盘下放至密实填料层上，抽出牵引绳；

d、继续填充填料，使用柱锤夯实，形成一层密实填料层；

e、重复步骤c～d，直至填充到地面高度，去掉导向杆；

f、在相邻的桩位处采用振动沉管方式将注浆管打入土体；

g、重复步骤a～f，直至所有桩位填充或沉管工作完成；

h、对注浆管、花管进行高压注浆，注浆管注浆时，浆液从第二注浆孔扩散到周围土体形成浆液结合体，花管注浆时，在微型孔形成微型灌浆桩，之后浆液经花管的第一注浆孔进入注浆盘的盘体内腔，再由导管进入扩大孔周边土体形成瘤状混凝土，相邻桩体之间瘤状混凝土与浆液结合体交联，对桩与桩之间的区域起到加固的作用。

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