CN112227360B - 一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置 - Google Patents

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CN112227360B CN202011025610.9A CN202011025610A CN112227360B CN 112227360 B CN112227360 B CN 112227360B CN 202011025610 A CN202011025610 A CN 202011025610A CN 112227360 B CN112227360 B CN 112227360B
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Abstract

本申请涉及一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其包括限位筒体，所述限位筒体外侧壁设置有若干渗透孔；所述限位筒体包括定位腔体、隔离腔体和端部腔体，所述定位腔体和端部腔体分别位于隔离腔体长度方向的两端，所述定位腔体的内径尺寸大于隔离腔体的内径尺寸，所述隔离腔体的内径尺寸大于端部腔体的内径尺寸；所述定位腔体内腔设置有若干承接柱，所述定位腔体外侧壁设置有定位锥体；所述端部腔体外侧壁设置有顶接板，所述顶接板与定位腔体之间设置有定位组件；所述定位腔体上设置有用于限定定位腔体位置的连接组件。本申请具有提高混凝土块体及限位筒体在地基内的抗拔强度，有效保障地基加固后的位置稳定性及夯实性的效果。

Description

一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置
技术领域
本申请涉及地基加固装置的领域，尤其是涉及一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置。
背景技术
目前，松软土地常常因地质连接不够紧密而出现地基松软、偏滑的现象，这种松软土地难以承载基建施工所带来的荷载，并易影响竣工的建筑物在地基上的整体稳定性。地基加固装置是一种用于加固地基的设备，其通过夯实土地或连接相邻地断层地块，以提高土地的夯实程度和连接强度，进而使得地基的整体承载力及稳定性得以提高，并便于施工单位在地基上施工建设。
公布号为CN1043068C的中国专利公开了一种地基加固方法，其加固方法为：在需要加固的松软地基上选定桩位，通过旋喷设备在地基上开设桩孔，再通过旋喷设备于桩孔内释放混凝土浆体，以形成桩土。在桩土凝固成型之前，通过振动施压装置将加强钢筋打入桩土内部。加强钢筋为外周带有环脊或螺旋凹槽的椎体，待桩土凝固成型后，桩土与周边地基固定粘结，加强钢筋固定于桩土内部，以提高桩土的抗拔力与附着力，进而使得地基被夯实并加固。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有混凝土浆体固结成型的桩土与桩孔内侧壁的抵接面积有限，桩土在地基内的抗拔强度较低，进而难以保障桩土固结后对地基的加固稳定性的缺陷。
发明内容
为了改善桩土对地基的加固稳定性较差的问题，本申请提供了一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置。
本申请提供的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置采用如下的技术方案：
一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，包括限位筒体，所述限位筒体外侧壁间隔设置有若干渗透孔；所述限位筒体包括内腔相通的定位腔体、隔离腔体和端部腔体，所述定位腔体和端部腔体分别位于隔离腔体长度方向的两端，所述定位腔体的内径尺寸大于隔离腔体的内径尺寸，所述隔离腔体的内径尺寸大于端部腔体的内径尺寸；所述定位腔体内腔设置有若干承接柱，所述定位腔体远离隔离腔体的端壁且位于每一承接柱处设置有定位锥体；所述端部腔体外侧壁且位于其远离隔离腔体方向的一端设置有顶接板，所述顶接板与定位腔体之间设置有定位组件；所述定位腔体上设置有用于限定定位腔体位置的连接组件。
通过采用上述技术方案，限位筒体放入桩孔内可有效限定缓凝土浆体的成型形状，进而以提高混凝土浆体固结成块后的整体性；外周尺寸变径的定位腔体、隔离腔体和端部腔体可极大地提高限位筒体在桩孔内承受的静摩擦系数，进而扩大了限位筒体在桩孔内的抵接强度，并提高了限位筒体在地基内的抗拔强度，保障了地基加固后的稳定性；定位锥体可抵入地基内部，以加强定位腔体在桩孔内的位置稳定性，连接组件用以固定连接定位腔体和地基，并在混凝土浆体固结成块后，进一步提高限位筒体在桩孔内的位置稳定性；定位组件用以连接端部腔体和定位腔体，以平衡限位筒体长度方向两端在桩孔内的位置，进而进一步提高限位筒体的抗拔强度，并保障地基加固后的稳定性及夯实性。
优选的，所述定位组件包括套接筒和对拉杆；所述套接筒位于顶接板与定位腔体之间，所述对拉杆螺纹配合于套接筒内腔；所述承接柱远离定位锥体方向的端壁设置有可与对拉杆螺纹配合的锁止槽，所述对拉杆远离锁止槽方向的一端位于顶接板远离端部腔体方向的一端。
通过采用上述技术方案，对拉杆可穿过套接筒并在锁止槽内螺纹拧紧，此过程使得端部腔体与定位腔体连接为一个整体，进而在定位腔体与端部腔体外周尺寸并不相同的情况下，有效平衡了限位筒体长度方向两端的位置，加强了限位筒体在混凝土浆体内的位置稳定性及抗拔强度。
优选的，所述套接筒外侧壁间隔设置有若干卡接环条，所有所述卡接环条的外周尺寸沿定位腔体至顶接板方向递减。
通过采用上述技术方案，变径的卡接环条可在固结成块的混凝土浆体内形成强力的对拉作用力，进而使得套接筒在桩基内的对拉强度大大提高，以有效减少限位筒体出现松晃偏动的现象。
优选的，所述顶接板与所有对拉杆之间共同设置有张紧组件，所述张紧组件包括侧边板和受力板；所述侧边板围绕顶接板外周设置，所述受力板位于所有对拉杆长度方向的一端；所述受力板内侧壁对称设置有两个定向槽，所述受力板长度方向的两端分别位于定向槽内腔。
通过采用上述技术方案，侧边板外侧壁可与桩孔内侧壁抵紧，以提高端部腔体在桩孔内的位置稳定性，进而减少端部腔体因出现位置偏晃而导致限位筒体位置不稳定，并影响地基夯实加固稳定性的现象；受力板可在混凝土浆体封盖桩孔后，与对拉杆形成对拉作用力，进而以减少了地基下沉、塌陷的现象，其进一步保障了限位筒体对地基内加固的稳定性及夯实性。
优选的，所述受力板与对拉杆之间共同设置有固定组件，所述固定组件包括卡合块和固定螺栓；所述卡合块位于受力板朝向对拉杆方向的侧壁，所述对拉杆朝向受力板方向的端壁设置有便于卡合块抵入的沉降槽，所述固定螺栓用于固定连接受力板、卡合块和对拉杆。
通过采用上述技术方案，卡合块可抵入沉降槽内腔，固定螺栓可同时贯穿受力板、卡合块并延伸至对拉杆内部，进而使得受力板同时固定于所有对拉杆端部，并在混凝土浆体固结成块后，稳定提拉受力板，以保障限位筒体在地基内的位置稳定性。
优选的，所述连接组件包括连接椎体和导向筒；所述导向筒贯穿定位腔体远离隔离腔体方向的侧壁，所述连接椎体位于导向筒内腔，所述连接椎体长度方向的一端延伸至定位腔体外部。
通过采用上述技术方案，导向筒可有效限定连接椎体的前进方向，连接椎体可在外力震击下抵入地基内部，当混凝土浆体在定位腔体内腔固结成块后，连接椎体使定位腔体与地基固定连接，并使定位腔体内的混凝土块体与地基形成对拉作用力，以提高限位筒体在桩孔内的抵紧程度及位置稳定性。
优选的，所述导向筒内腔设置有用于限定连接椎体位置的限位套。
通过采用上述技术方案，限位筒可通过自身外表面静摩擦系数较大的特性，以限定连接椎体在导向筒内的位置，进而以减少连接椎体从导向筒内腔滑出的现象。
优选的，所述连接椎体位于定位腔体内腔的一端设置有对拉组件，所述对拉组件包括对拉板和侧撑板；所述对拉板位于连接椎体长度方向的端壁，所述侧边板长度方向的两端分别与对拉板、连接椎体固定连接。
通过采用上述技术方案，对拉板可在固结的混凝土块体内与连接椎体形成对拉作用力，进而以提高定位腔体在桩基内的抗拔强度，此过程有效提高了限位筒体在桩孔内的抗拔强度，进而进一步保障了限位筒体对地基的加固稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.外周尺寸变径的限位筒体，通过改变自身在桩孔内的接触面积，以增大限位筒体受到的静摩擦阻力，进而保障限位筒体在桩孔的位置稳定性，并提高混凝土浆体固结成块后的稳定性，增强其抗拔强度，并保障地基加固后的位置稳定性及整体夯实性；
2.连接组件和定位锥体用以提高定位腔体与地基的连接强度，卡接环条、对拉板和受力板可在混凝土浆体固结成块后，与之形成强力的对拉作用力，进而以保障限位筒体在桩孔内的位置稳定性，并提高限位筒体及混凝土块体整体的抗拔强度，保障地基加固后的稳定性及夯实性。
附图说明
图1是本申请实施例的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置的结构示意图；
图2是限位筒体固定于地基的桩孔内腔后的纵向剖面示意图；
图3是连接组件、对拉组件和限位筒体位置关系的纵向剖面示意图；
图4是受力板、对接板和端部腔体位置关系的示意图；
图5是对拉杆、受力板和固定组件连接关系的爆炸示意图。
附图标记说明：1、限位筒体；101、渗透孔；2、定位腔体；201、定位锥体；202、承接柱；203、锁止槽；3、隔离腔体；4、端部腔体；401、顶接板；402、卡接环条；5、定位组件；501、套接筒；502、沉降槽；503、对拉杆；6、连接组件；601、连接椎体；602、导向筒；603、限位套；7、对拉组件；701、对拉板；702、侧撑板；8、张紧组件；801、侧边板；802、定向槽；803、受力板；9、固定组件；901、卡合块；902、固定螺栓。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置。参照图1、2，包括限位筒体1。限位筒体1包括变径的定位腔体2、隔离腔体3和端部腔体4，定位腔体2、隔离腔体3和端部腔体4的内径尺寸依次递减。定位腔体2上设置有连接组件6，端部腔体4外侧壁设置有顶接板401，顶接板401与定位腔体2之间设置有定位组件5。操作人员可将限位筒体1放入旋喷钻机开设的桩孔内，限位筒体1通过自身外周尺寸各不相同的特性，以稳定抵紧于桩孔内腔。连接组件6可使定位腔体2固定于桩孔内底壁，定位组件5用以提高定位腔体2至端部腔体4部分在桩孔内的位置稳定性，进而以保障限位筒体1在桩孔内的位置稳定性，并提高混凝土制成的桩土对地基的加固稳定性。
参照图1，限位筒体1由不锈钢钢板制成，限位筒体1外侧壁沿其厚度方向间隔设置有若干渗透孔101。当限位筒体1在桩孔内固定后，旋喷钻机可在限位筒体1内喷射混凝土浆体，混凝土浆体填充满限位筒体1内腔并通过渗透孔101向外渗出，以提高限位筒体1在桩孔内的连接强度及位置稳定性。
参照图1、2，定位腔体2、隔离腔体3和端部腔体4一体成型且三者的内腔相通，定位腔体2和端部腔体4分别位于隔离腔体3长度方向的两端。端部腔体4远离定位腔体2方向的一端为开口设置，定位腔体2的内径尺寸大于隔离腔体3的内径尺寸，隔离腔体3的内径尺寸大于端部腔体4的内径尺寸，进而通过限位筒体1的各处在桩孔内的抵接面积及抵接强度各不相同的特点，以提高限位筒体1在桩孔内的抵紧程度，增强混凝土浆体固结成的桩土在地基内的抗拔强度，并保障桩土对地基的加固稳定性。
参照图1、2，定位腔体2远离端部腔体4方向的侧壁一体成型有若干定位锥体201，定位锥体201为实心椎体，其可抵入地基内部，以增加定位腔体2底壁同桩孔内底壁的连接强度，进而保障限位筒体1在桩孔内的位置稳定性。
参照图2、3，连接组件6包括连接椎体601和导向筒602，导向筒602贯穿于定位腔体2的底壁并以点焊固定，导向筒602位于端部腔体4的开口下方。导向筒602的主体位于定位腔体2内腔，其长度方向的一端延伸至相邻的定位锥体201之间。连接椎体601为长度方向一端带有锥头的实心钢柱，其套设于导向筒602内腔。
参照图3，导向筒602内腔粘附有限位套603，限位套603为质地柔韧且外表面静摩擦系数较大的橡胶套，限位套603抵紧于导向筒602与连接椎体601之间，以减少连接椎体601从导向筒602内滑落的现象。当定位锥体201抵紧于桩孔内底壁时，操作人员可将打桩机的端头伸入定位腔体2内腔以震击连接椎体601，进而通过连接椎体601带有锥头的一端抵入地基内部，以进一步提高定位腔体2在桩孔内的位置稳定性。
参照图2、3，连接椎体601位于定位腔体2内腔的一端设置有对拉组件7，对拉组件7包括对拉板701和侧撑板702。对拉板701为实心钢板，其垂直焊接于连接椎体601的端壁，且对拉板701的外周尺寸远大于连接椎体601的外径尺寸。侧撑板702长度方向的两端分别与对拉板701底壁及连接椎体601外侧壁焊接，侧撑板702呈倾斜状态，以稳定支撑对拉板701。当混凝土浆体在限位筒体1内腔凝固成块后，稳定板可与混凝土浆体形成的桩土相互对拉，并同地基对限位筒体1施加的拉伸力形成反向作用力，进而以提高混凝土浆体形成的桩土及限位筒体1在桩孔内的抗拔强度，并进一步提高桩土对地基的加固稳定性。
参照图2、3，定位腔体2内腔且位于每一定位锥体201处一体成型有承接柱202，承接柱202为实心钢柱，其高度方向的两端分别与定位腔体2的内顶壁及内底壁抵紧，进而通过承接柱202的自重以进一步提高定位腔体2在桩孔内的抵紧程度。
参照图2，定位组件5包括套接筒501和对拉杆503，对拉杆503为丝杆，套接筒501为内径尺寸略大于对拉杆503外径尺寸的筒体，且对拉杆503套设于套接筒501内腔。定位腔体2的顶板且位于承接柱202处设置有通孔，承接柱202顶壁设置有锁止槽203，对拉杆503可穿过定位腔体2上的通孔并螺纹拧紧于锁止槽203内腔。
参照图2、4，端部腔体4外侧壁且位于其远离定位腔体2方向的一端焊接有水平的顶接板401，套接筒501位于顶接板401与定位腔体2之间，且套接筒501围绕于定位腔体2的通孔外周焊接。
参照图2、4，套接筒501外侧壁一体成型有若干卡接环条402，所有卡接环条402的外周尺寸各不相同，且沿着定位腔体2向顶接板401方向递减，当混凝土浆体填充满桩孔时，变径的卡接环条402可有效增加套接筒501在地基内的抗拔强度。
参照图5，顶接板401顶壁且位于套接筒501处贯穿设置有便于对拉杆503穿过的通孔，当对拉杆503长度方向的一端在锁止槽203内螺纹拧紧时，对拉杆503长度方向的另一端穿过顶接板401的通孔并延伸至顶接板401上方。当限位筒体1抵入桩孔内腔后，操作人员可通过打桩机震击对拉杆503的端部，以使限位筒体1深入地基内部，进而以夯实地基并在混凝土浆体固结后，进一步提高地基加固后的位置稳定性。
参照图5，顶接板401与所有对拉杆503之间共同设置有张紧组件8，张紧组件8包括侧边板801和受力板803。侧边板801围绕顶接板401的外周焊接，且侧边板801外侧壁与桩孔内侧壁相抵，进而以配合定位腔体2，平衡限位筒体1在桩孔内的位置，减少限位筒体1在地基内出现松晃、偏动的现象。
参照图5，受力板803为顶壁贯穿设置有通连孔的实心钢板，通连孔位于端部腔体4的开口上方，以便旋喷钻机穿过并向限位筒体1内腔充入混凝土浆体。受力板803位于侧边板801内部，且受力板803长度方向两端的端壁分别与侧边板801长度方向的内侧壁相抵。受力板803与所有对拉杆503之间共同设置有固定组件9，固定组件9使受力板803固定于所有对拉杆503的端部。固定组件9包括卡合块901和固定螺栓902，卡合块901垂直焊接于受力板803朝向对拉杆503方向的侧壁，对拉杆503远离套接筒501方向的端壁设置有沉降槽502，沉降槽502便于卡合块901抵入。
参照图4，侧边板801内侧壁对称设置有两个定向槽802，定向槽802沿侧边板801的高度方向延伸设置，且其内径尺寸与受力板803的外周尺寸相适配，进而以便受力板803长度方向端抵入进而以使受力板803初步架设于所有对拉杆503端部。
参照图4、5，固定螺栓902为六角螺栓，其可同时贯穿受力板803和卡合块901并螺纹拧紧于沉降槽502内底壁预设的螺纹槽内，进而以固定连接受力板803，卡合块901和对拉杆503。当受力板803的位置固定于桩孔内腔后，操作人员可以混凝土浆体封盖桩孔，待混凝土浆体固结成块后，受力板803可与对拉杆503形成反向的对拉作用力，以进一步提高限位筒体1在地基内的抗拔强度，并进一步保障地基加固后稳定性。
本申请实施例一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置的实施原理为：将对拉杆503穿过套接筒501并螺纹拧紧于锁止槽203内腔，将限位筒体1放入桩基孔内腔，通过打桩机震击对拉杆503端部，以使定位腔体2充分抵紧于桩孔内腔，并使定位锥体201抵入地基内部。
将打桩机伸入限位筒体1内腔并震击连接椎体601，以使连接椎体601带有锥头的一端深入地基内部，以进一步提高定位腔体2在桩孔内的位置稳定性。将受力板803长度方向的两端对准定向槽802并抵入，之后以重物敲击受力板803直至卡合块901抵入沉降槽502内腔，最后以固定螺栓902锁止受力板803、卡合块901和对拉杆503。
操作人员可将旋喷钻机的锚杆穿过受力板803的通连孔并抵入限位筒体1内腔，以喷射混凝土浆体。混凝土浆体可填充满限位筒体1内腔并通过渗透孔101向桩孔内腔渗透、填充，之后，再以混凝土浆体填充侧边板801直至完全封盖桩孔。
待混凝土浆体完全固结成块后，外周尺寸变径的限位筒体1在桩孔内处处受限，且配合卡接环条402的变径，使得限位筒体1稳定固结于桩孔内腔，以连接相邻的凸块，夯实地基。对拉板701在定位腔体2内腔与连接椎体601形成对拉作用力，受力板803在端部腔体4处于对拉杆503形成对拉作用力，限位筒体1高度方向的两端同时受限，以增加限位筒体1的抗拔强度，限位筒体1位置稳定而不易出现松晃、偏动的现象，进而有效保障了限位筒体1在地基内的位置稳定性，并保障了地基加固后的稳定性及夯实性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其特征在于：包括限位筒体(1)，所述限位筒体(1)外侧壁间隔设置有若干渗透孔(101)；所述限位筒体(1)包括内腔相通的定位腔体(2)、隔离腔体(3)和端部腔体(4)，所述定位腔体(2)和端部腔体(4)分别位于隔离腔体(3)长度方向的两端，所述定位腔体(2)的内径尺寸大于隔离腔体(3)的内径尺寸，所述隔离腔体(3)的内径尺寸大于端部腔体(4)的内径尺寸；所述定位腔体(2)内腔设置有若干承接柱(202)，所述定位腔体(2)远离隔离腔体(3)的端壁且位于每一承接柱(202)处设置有定位锥体(201)；所述端部腔体(4)外侧壁且位于其远离隔离腔体(3)方向的一端设置有顶接板(401)，所述顶接板(401)与定位腔体(2)之间设置有定位组件(5)；所述定位腔体(2)上设置有用于限定定位腔体(2)位置的连接组件(6)。
2.根据权利要求1所述的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其特征在于：所述定位组件(5)包括套接筒(501)和对拉杆(503)；所述套接筒(501)位于顶接板(401)与定位腔体(2)之间，所述对拉杆(503)螺纹配合于套接筒(501)内腔；所述承接柱(202)远离定位锥体(201)方向的端壁设置有可与对拉杆(503)螺纹配合的锁止槽(203)，所述对拉杆(503)远离锁止槽(203)方向的一端位于顶接板(401)远离端部腔体(4)方向的一端。
3.根据权利要求2所述的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其特征在于：所述套接筒(501)外侧壁间隔设置有若干卡接环条(402)，所有所述卡接环条(402)的外周尺寸沿定位腔体(2)至顶接板(401)方向递减。
4.根据权利要求3所述的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其特征在于：所述顶接板(401)与所有对拉杆(503)之间共同设置有张紧组件(8)，所述张紧组件(8)包括侧边板(801)和受力板(803)；所述侧边板(801)围绕顶接板(401)外周设置，所述受力板(803)位于所有对拉杆(503)长度方向的一端；所述受力板(803)内侧壁对称设置有两个定向槽(802)，所述受力板(803)长度方向的两端分别位于定向槽(802)内腔。
5.根据权利要求4所述的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其特征在于：所述受力板(803)与对拉杆(503)之间共同设置有固定组件(9)，所述固定组件(9)包括卡合块(901)和固定螺栓(902)；所述卡合块(901)位于受力板(803)朝向对拉杆(503)方向的侧壁，所述对拉杆(503)朝向受力板(803)方向的端壁设置有便于卡合块(901)抵入的沉降槽(502)，所述固定螺栓(902)用于固定连接受力板(803)、卡合块(901)和对拉杆(503)。
6.根据权利要求4所述的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其特征在于：所述连接组件(6)包括连接椎体(601)和导向筒(602)；所述导向筒(602)贯穿定位腔体(2)远离隔离腔体(3)方向的侧壁，所述连接椎体(601)位于导向筒(602)内腔，所述连接椎体(601)长度方向的一端延伸至定位腔体(2)外部。
7.根据权利要求6所述的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其特征在于：所述导向筒(602)内腔设置有用于限定连接椎体(601)位置的限位套(603)。
8.根据权利要求7所述的一种高抗拔强度的旋喷钻机用地基加固装置，其特征在于：所述连接椎体(601)位于定位腔体(2)内腔的一端设置有对拉组件(7)，所述对拉组件(7)包括对拉板(701)和侧撑板(702)；所述对拉板(701)位于连接椎体(601)长度方向的端壁，所述侧边板(801)长度方向的两端分别与对拉板(701)、连接椎体(601)固定连接。
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