CN113136856B - 便于造孔的振冲设备以及地基处理施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种便于造孔的振冲设备以及地基处理施工方法，旨在解决振冲器在造孔的过程中未能竖直而导致造孔歪斜的技术问题，其包括振冲器，振冲器顶部连接有导向杆，导向杆外侧壁套设有导向架，导向架底部设置有导向管，导向架与导向管之间设置有连接杆，连接杆上设置有倾角检测装置，倾角检测装置电连接有控制装置，控制装置电连接有用于显示倾角检测装置检测所得角度的显示装置；本申请还公开了一种地基处理施工方法，包括平整土地，固定导向架并吊装振冲器以及安装导向杆；对导向架进行调平，使得导向杆竖直，然后进行造孔；清孔；以及，填料加密并振实，重复直至达到标高。本申请具有保证振冲器竖直造孔以提高成桩质量的效果。

Description

便于造孔的振冲设备以及地基处理施工方法

技术领域

本申请涉及建筑工程的领域，尤其是涉及一种便于造孔的振冲设备以及地基处理施工方法。

背景技术

地基处理施工方法是按照地上结构对地基的要求，对地基进行必要的加固或改良，提高地基土的承载力，保证地基稳定，减少上部结构的沉降或不均匀沉降，消除湿陷性黄土的湿陷性及提高抗液化能力的处理方法。而振冲法是地基处理施工方法中的一种，通过振冲器振冲碎石形成碎石桩，从而改善不良地基，满足地基称重需要。

相关技术中，公告号为CN212896299U的中国专利，公开了一种水平加垂直振动的振冲器，包括主轴，主轴的外侧设有振壳，主轴上设有水平偏心块，主轴的下端连接有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮、第三锥齿轮连接，第二锥齿轮和第三锥齿轮的中部穿设有连接轴，连接轴上在所述第二锥齿轮和所述第三锥齿轮的外侧均设有偏心块；连接轴的一端与下轴套连接，所述下轴套的下方连接有振头；在原有水平方向振动的基础上增加垂直方向的振动，使造孔更加方便，垂直方向振动的设置增强了垂直夯实力，提高对各种土层进行处理的适应能力，延长设备的使用寿命；并且本发明结构简单，使用方便，制造成本低。

针对上述中的相关技术，在使用振冲器进行地基处理的过程中，一般采用吊车悬吊振冲器进行造孔，发明人认为存在有振冲器在造孔的过程中需要振动，容易导致振冲器未能竖直而导致造孔歪斜的缺陷。

发明内容

为了提高造孔的质量，本申请提供一种便于造孔的振冲设备以及地基处理施工方法。

第一方面，本申请提供一种便于造孔的振冲设备，采用如下的技术方案：

一种便于造孔的振冲设备，包括振冲器，所述振冲器顶部连接有导向杆，所述导向杆外侧壁套设有导向架，所述导向架底部设置有与导向杆间隙配合的导向管，所述导向架与导向管之间设置有连接杆，所述导向管垂直于连接杆所在平面；所述连接杆上设置有倾角检测装置，所述倾角检测装置电连接有控制装置，所述控制装置电连接有用于显示倾角检测装置检测所得角度的显示装置。

通过采用上述技术方案，倾角检测装置便于对导向架是否水平进行检测并将检测所得信号传输给控制装置，控制装置控制显示装置进行显示，而操作人员能够通过显示装置显示的数据对导向架进行调平，使得导向架保持水平，而固定在导向架上的导向管垂直与连接杆所在的平面，此时受到导向管约束的振冲器能够沿竖直方向下落，而导向杆的设置则延长了振冲器受到约束的距离，使得振冲器能够竖直下落，从而形成竖直的孔，不致发生偏斜而导致碎石桩倾斜。

优选的，所述导向架包括支撑环和三根倾斜设置的支撑杆，三根所述支撑杆一端共同连接于支撑环，所述支撑杆远离支撑环的一端设置有调节机构，所述调节机构远离支撑杆的一端设置有支撑板。

通过采用上述技术方案，三根支撑杆能够为导向架提供稳定的支撑，而调节机构的设置便于调节每根支撑杆的长度，从而使得导向架在崎岖不平的地面也能够进行调节，实现导向架的水平，而支撑板的设置则增大了支撑杆与地面的接触面积，不致支撑杆陷入泥土中而导致导向架倾斜。

优选的，所述调节机构为电动缸或油缸或电动推杆中的一种，所述调节机构的输出轴端部设置有万向球，所述支撑板朝向调节机构的一侧表面设置有供万向球插设的球窝，所述调节机构电连接于控制装置以受控于控制装置。

通过采用上述技术方案，调节机构受控于控制装置能够使得控制装置控制调节机构根据倾角检测装置检测所得数据进行自动伸缩，从而便于将导向架修正至水平状态，而调节机构的输出轴端部的万向球与球窝相配合，从而便于调节支撑板相对于调节机构的角度，便于支撑板能够贴合于地面。

优选的，所述支撑板上均匀开设有多个固定孔，所述固定孔中插设有固定杆，所述固定杆一端设置有与支撑板表面相抵的限位板，所述固定杆远离限位板的一端设置有可与地面螺纹连接的螺纹尖刺。

通过采用上述技术方案，固定孔中插设的固定杆与地面螺纹连接从而提高了与地面之间连接的稳定性，螺纹尖刺插设在土壤中，提高了抓地力，而限位板与支撑板相抵，从而能够将支撑板限制固定在地面上，从而保证了导向架固定的稳定性。

优选的，所述导向管顶部设置有两根与支撑环连接的限位杆，所述限位杆朝向导向管中心的一侧设置有滑移槽，所述滑移槽沿长度方向滑移连接有滑移块，其中一个所述滑移块中螺纹连接有丝杆，另一个所述滑块中插设有滑杆，丝杆一端设置有驱动丝杆转动的驱动组件；所述滑移块上设置有与导向杆连接的定位组件。

通过采用上述技术方案，导向杆通过定位组件连接在导向滑移块上，其中一个滑移块上的驱动组件通过丝杆驱动而上下移动，导向杆在一根丝杆和一根滑杆的限位下能够沿竖直方向移动，从而便于进一步对导向杆进行限位。

优选的，所述导向杆外侧壁设置有定位孔，所述定位组件包括滑移连接在滑移块中的定位块以及驱动定位块弹出的驱动弹性件，所述定位块一侧设置有穿出滑移块的拨片。

通过采用上述技术方案，驱动弹性件将定位块从滑移块中自动弹出插设在定位孔中，能够实现将滑移块与导向杆自动连接；而拨片的设置便于拉动滑移块压缩驱动弹性件，从而实现滑移块与导向杆的解锁。

优选的，所述滑移块上设置有收缩电机，所述收缩电机上设置有收缩绳，所述收缩绳另一端设置在拨片上，所述收缩电机电连接于控制装置。

通过采用上述技术方案，收缩电机上安装的收缩绳另一端系设在拨片上，收缩电机转动能够将拨片拉回，从而实现定位块的解锁，收缩电机电连接于控制装置能够实现对收缩电机的自动控制，从而便于实现导向杆的自动解锁。

优选的，所述驱动组件包括设置在丝杆上的蜗轮以及与蜗轮啮合的蜗杆，所述蜗杆一端设置有驱动蜗杆转动的驱动电机。

通过采用上述技术方案，驱动电机驱动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，丝杆随之转动而驱动滑移块上下滑移，有由于导向杆通过定位组件固定在滑移块上，因而驱动电机能够给导向杆提供向下的压力，促进导向杆下沉造孔。

第二方面，本申请提供一种地基处理施工方法，采用如下的技术方案：

一种应用所述便于造孔的振冲设备的地基处理施工方法，包括：

平整土地，固定导向架并吊装振冲器以及安装导向杆；

对导向架进行调平，使得导向杆竖直，然后进行造孔；

清孔；以及，

填料加密并振实，重复直至达到标高。

通过采用上述技术方案，导向架调平后，导向架保持水平，而固定在导向架上的导向管垂直与连接杆所在的平面，此时受到导向管约束的振冲器能够沿竖直方向下落，使得振冲器能够竖直下落，从而形成竖直的孔，不致发生偏斜而导致碎石桩倾斜。

优选的，所述对导向架进行调平，使得导向杆竖直，然后进行造孔包括：

通过观测连接杆上的倾角检测装置，检测导向架的水平度；

若不水平，则通过调节机构进行自动调节；若水平，则在显示装置上显示水平；

将导向杆插设在支撑环中，定位块插设在定位孔中；以及，

启动振冲器和驱动电机，导向杆在定位块的带动下竖直沉降造孔。

通过采用上述技术方案，调节机构受控于控制装置能够使得控制装置控制调节机构根据倾角检测装置检测所得数据进行自动修正，从而便于将导向架修正至水平状态，从而便于振冲器能够竖直下落，防止造孔歪斜。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过采用振冲器、导向杆、导向架、导向管、连接杆、倾角检测装置、控制装置和显示装置相配合的技术，从而便于约束振冲器保持竖直，以提高造孔质量和碎石桩质量；

2.通过采用支撑环、支撑杆、调节机构、支撑板、电动缸、万向球、球窝、固定孔、固定杆、限位板和螺纹尖刺相配合的技术，从而便于对导向架进行固定以提高导向架支撑的稳定性；

3.通过采用限位杆、滑移槽、滑移块、丝杆、滑杆、驱动组件、定位组件、定位孔、定位块、驱动弹性件、拨片、收缩电机、收缩绳、蜗轮和蜗杆相配合的技术，从而便于将滑移块与导向杆连接，在给导向杆提供导向的同时促进导向杆下沉。

附图说明

图1是本申请实施例中一种便于造孔的振冲设备的整体结构示意图；

图2是本申请实施例中用于展现滑移槽处结构的示意图；

图3是本申请实施例中用于展现定位组件处结构的爆炸示意图；

图4是本申请实施例中用于展现导向管周围结构的爆炸示意图。

附图标记说明：1、振冲器；11、导向杆；111、定位孔；2、导向架；21、支撑环；22、支撑杆；23、限位杆；231、滑移槽；232、滑移块；233、滑杆；234、丝杆；24、驱动组件；241、蜗轮；242、蜗杆；243、驱动电机；25、定位组件；251、定位块；252、驱动弹性件；253、拨片；26、收缩电机；261、收缩绳；3、导向管；31、连接杆；311、倾角检测装置；312、控制装置；313、显示装置；4、调节机构；41、支撑板；411、球窝；412、固定孔；42、万向球；43、固定杆；431、限位板；432、螺纹尖刺。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种便于造孔的振冲设备。参照图1，便于造孔的振冲设备包括振冲器1，振冲器1顶部通过螺栓连接有导向杆11，导向杆11外侧壁套设有导向架2，导向架2包括支撑环21和三根倾斜设置的支撑杆22，三根支撑杆22一端共同焊接固定于支撑环21的外侧壁并沿支撑环21的周向均匀分布。

参照图1和图2，支撑环21底壁向下延伸有两根限位杆23，两根限位杆23沿支撑环21径向对称设置。限位杆23朝向支撑环21中心的一侧分别开设有滑移槽231，滑移槽231沿其长度方向滑移连接有滑移块232。其中一个滑移块232中插设有滑杆233，滑杆233沿滑移槽231长度方向设置，滑移块232能够在滑杆233上自由滑动。

参照图2和图3，另一个滑移块232中螺纹连接有丝杆234，丝杆234一端安装有驱动丝杆234转动的驱动组件24，驱动组件24安装在支撑环21上以驱动丝杆234转动。驱动组件24包括键连接在丝杆234上的蜗轮241以及与蜗轮241啮合的蜗杆242，蜗杆242的两端通过轴承座安装在支撑环21上。蜗杆242一端通过联轴器固定连接有驱动蜗杆242转动的驱动电机243，驱动电机243可以为伺服电机，从而驱动丝杆234转动以使得滑移块232沿丝杆234上下滑移。

参照图2和图3，导向杆11外侧壁开设有定位孔111，定位孔111位于导向杆11的顶部，滑移块232上安装有与导向杆11连接的定位组件25。定位组件25包括滑移连接在滑移块232中的定位块251以及驱动定位块251弹出的驱动弹性件252，滑移块232开设有供定位块251滑移的滑槽，驱动弹性件252可以为弹簧，驱动弹性件252将定位块251抵出插设在定位孔111中，从而将滑移块232与导向杆11连接到一起。

参照图2和图3，定位块251一侧一体成型有穿出滑移块232的拨片253，滑移块232一侧开设有供拨片253插设的滑孔，滑孔与滑槽相通，拨片253自滑孔中穿出。滑移块232上通过螺栓安装有收缩电机26，收缩电机26的输出轴上卷绕有收缩绳261。拨片253穿出滑孔的一端开设有收缩孔，收缩绳261另一端系设在拨片253上的收缩孔中，收缩电机26可以为带有自锁功能的伺服电机，通过收缩电机26卷绕收缩绳261，带动拨片253移动，从而使得滑移块232收缩。

参照图2和图4，两根限位杆23底部共同焊接固定有导向管3，导向管3与支撑杆22之间焊接固定有连接杆31，导向管3垂直与三根连接杆31所形成的平面。每一连接杆31上均通过螺栓安装有倾角检测装置311，倾角检测装置311可以为倾角测量仪。

参照图3和图4，倾角检测装置311电连接有控制装置312，控制装置312可以为PLC控制器；控制装置312电连接有用于显示倾角检测装置311检测所得角度的显示装置313，显示装置313可以为显示屏，控制装置312将倾角检测装置311检测到的连接杆31倾角进行处理并通过显示装置313进行显示，从而便于操作人员对导向架2的倾斜角度进行调节。收缩电机26和驱动电机243均电连接于控制装置312以受控于控制装置312，从而自动对导向杆11进行解锁。

参照图4，支撑杆22远离支撑环21的一端安装有调节机构4，调节机构4为电动缸或油缸或电动推杆中的一种，本实施例中优选为电动缸，调节机构4电连接于控制装置312以受控于控制装置312，从而自动对导向架2的水平度进行调节。

参照图4，调节机构4远离支撑杆22的一端安装有支撑板41，调节机构4的输出轴端部焊接固定有万向球42，支撑板41朝向调节机构4的一侧表面焊接固定有供万向球42插设的球窝411，万向球42插设在球窝411中并可相对于球窝411自由转动。

参照图4，支撑板41上均匀开设有多个固定孔412，固定孔412位于支撑板41的四角处。固定孔412中插设有固定杆43，固定杆43一端一体成型有与支撑板41表面相抵的限位板431，限位板431的端壁可以为正六边形。固定杆43远离限位板431的一端经铸造形成有可与地面螺纹连接的螺纹尖刺432，螺纹尖刺432与地面螺纹连接从而提高固定杆43的抓地力。

本申请实施例还公开一种地基处理施工方法。地基处理施工方法包括：

S100、平整土地，固定导向架2并吊装振冲器1以及安装导向杆11；

将土地清理平整，并用细石子铺设一层，以提供稳定的支撑。将导向架2吊装至预定桩位，并调整导向管3的位置，使得导向管3正对桩位。然后将振冲器1与导向杆11进行稳定连接，并将振冲器1的电线与输水线连接好。

S200、对导向架2进行调平，使得导向杆11竖直，然后进行造孔；具体包括：

S210、通过观测连接杆31上的倾角检测装置311，检测导向架2的水平度；

三个倾角检测装置311各自对所在的连接杆31水平度进行检测，控制装置312基于检测所得数据能够判断出哪根支撑杆22偏低，从而能够检测得出导向架2的水平度。

S220、若不水平，则通过调节机构4进行自动调节；若水平，则在显示装置313上显示水平；

控制装置312控制调节机构4分别对每一根支撑杆22的高度进行调节，使得三根连接杆31处于同一水平度，此时导向管3保持竖直。在导向管3的导向下，造孔会竖直向下，从而不致碎石桩发生偏移歪斜。

S230、将导向杆11插设在支撑环21中，定位块251插设在定位孔111中；

将安装有振冲器1的导向杆11进行吊装并竖直插入支撑环21中，然后向下滑移。在导向杆11移动至定位孔111位于定位块251处时，定位杆在驱动弹性件252的推动下自动插入定位孔111中，完成导向杆11与滑移块232的连接。

S240、启动振冲器1和驱动电机243，导向杆11在定位块251的带动下竖直沉降造孔。

启动振冲器1和驱动电机243，丝杆234转动带动滑移块232滑移，从而带动导向杆11下行，振冲器1和导向杆11在重力作用以及滑移块232的推动力下下行，从而在土层中进行造孔。

S300、清孔；

在造孔过程中，从造出的孔中翻出的泥浆黏稠时或者造出的孔有狭窄或者缩孔处时进行洗孔，在泥浆黏稠时，将振冲器1反复多次提出空口，使得翻出空口的泥浆变得稀薄；在孔有狭窄处，将振冲器1反复提拉至待扩孔处，从而保证了孔在填料时的通畅。

S400、填料加密并振实，重复直至达到标高。

采用强迫填料制桩工艺，连续施工，从桩底开始，将碎石振实压紧至符合要求后上体一端，再进行填料，反复填料、振实、压紧和上提，直至桩长达到预定高度。

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 (4)

1.一种便于造孔的振冲设备，包括振冲器(1)，其特征在于：所述振冲器(1)顶部连接有导向杆(11)，所述导向杆(11)外侧壁套设有导向架(2)，所述导向架(2)底部设置有与导向杆(11)间隙配合的导向管(3)，所述导向架(2)与导向管(3)之间设置有连接杆(31)，所述导向管(3)垂直于连接杆(31)所在平面；所述连接杆(31)上设置有倾角检测装置(311)，所述倾角检测装置(311)电连接有控制装置(312)，所述控制装置(312)电连接有用于显示倾角检测装置(311)检测所得角度的显示装置(313)；

所述导向架(2)包括支撑环(21)和三根倾斜设置的支撑杆(22)，三根所述支撑杆(22)一端共同连接于支撑环(21)，所述支撑杆(22)远离支撑环(21)的一端设置有调节机构(4)，所述调节机构(4)远离支撑杆(22)的一端设置有支撑板(41)；

所述调节机构(4)为电动缸或油缸或电动推杆中的一种，所述调节机构(4)的输出轴端部设置有万向球(42)，所述支撑板(41)朝向调节机构(4)的一侧表面设置有供万向球(42)插设的球窝(411)，所述调节机构(4)电连接于控制装置(312)以受控于控制装置(312)；

所述支撑板(41)上均匀开设有多个固定孔(412)，所述固定孔(412)中插设有固定杆(43)，所述固定杆(43)一端设置有与支撑板(41)表面相抵的限位板(431)，所述固定杆(43)远离限位板(431)的一端设置有可与地面螺纹连接的螺纹尖刺(432)；

所述导向管(3)顶部设置有两根与支撑环(21)连接的限位杆(23)，所述限位杆(23)朝向导向管(3)中心的一侧设置有滑移槽(231)，所述滑移槽(231)沿长度方向滑移连接有滑移块(232)，其中一个所述滑移块(232)中螺纹连接有丝杆(234)，另一个所述滑移块(232)中插设有滑杆(233)，丝杆(234)一端设置有驱动丝杆(234)转动的驱动组件(24)；所述滑移块(232)上设置有与导向杆(11)连接的定位组件(25)；

所述导向杆(11)外侧壁设置有定位孔(111)，所述定位组件(25)包括滑移连接在滑移块(232)中的定位块(251)以及驱动定位块(251)弹出的驱动弹性件(252)，所述定位块(251)一侧设置有穿出滑移块(232)的拨片(253)；

所述滑移块(232)上设置有收缩电机(26)，所述收缩电机(26)上设置有收缩绳(261)，所述收缩绳(261)另一端设置在拨片(253)上，所述收缩电机(26)电连接于控制装置(312)。

2.根据权利要求1所述的便于造孔的振冲设备，其特征在于：所述驱动组件(24)包括设置在丝杆(234)上的蜗轮(241)以及与蜗轮(241)啮合的蜗杆(242)，所述蜗杆(242)一端设置有驱动蜗杆(242)转动的驱动电机(243)。

3.一种应用权利要求2所述便于造孔的振冲设备的地基处理施工方法，其特征在于，包括：

平整土地，固定导向架(2)并吊装振冲器(1)以及安装导向杆(11)；

对导向架(2)进行调平，使得导向杆(11)竖直，然后进行造孔；

清孔；以及，

填料加密并振实，重复直至达到标高。

4.根据权利要求3所述的地基处理施工方法，其特征在于：所述对导向架(2)进行调平，使得导向杆(11)竖直，然后进行造孔包括：

通过观测连接杆(31)上的倾角检测装置(311)，检测导向架(2)的水平度；

若不水平，则通过调节机构(4)进行自动调节；若水平，则在显示装置(313)上显示水平；

将导向杆(11)插设在支撑环(21)中，定位块(251)插设在定位孔(111)中；以及，

启动振冲器(1)和驱动电机(243)，导向杆(11)在定位块(251)的带动下竖直沉降造孔。

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