CN114045824B - 一种冻土地基基础加固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冻土地基基础加固装置，一种冻土地基基础加固装置，包括锚柱和土层，所述土层的内部开设有开孔，所述锚柱插接在开孔内，所述开孔的内部插接有软垫层，所述锚柱的表面设置有外螺纹，所述锚柱的底部固定连接有螺纹插头，所述锚柱的底端设置有注浆结构，所述锚柱的中部设置有锚固结构，所述锚柱的顶部固定安装有缓冲机构，所述土层的顶部固定安装有保温防护层。本方案通过利用特制的带有外螺纹以及螺纹插头的锚柱，与填充的软垫层进行贴合安装，并利用软垫层进行缓冲，减少冻拔融沉带来的空隙影响，使锚柱结构更加稳固，通过在深处设置注浆结构，进一步减少锚柱受到的融冰扰动。

Description

一种冻土地基基础加固装置
技术领域
本发明涉及冻土地区工程建设领域，更具体地说，涉及一种冻土地基基础加固装置。
背景技术
多年冻土区规划和建设，比如青藏公路、青藏铁路、青藏直流输变电联网工程、中俄输油管道呼辽直流输变电工程以及正在筹划的青藏高速公路，中蒙俄电力联网等重大工程。由于这些工程的修建会与地基多年冻土进行作用，常常形成基础冻拔融沉的工程问题，引起工程的变形破坏，减少工程服役年限，严重时更会酿成大量资产和人员的损伤的惨案。
在冻土表面建设过程中，地基锚固装置是固定地基或设备的重要部件，如何能够更好地减少季节性融冰造成的土基滑移问题，以及解决冻拔融沉的锚固基础问题，使锚固的基础更加稳固，是冻土地区需要解决的问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种冻土地基基础加固装置，本方案通过利用特制的带有外螺纹以及螺纹插头的锚柱，与填充的软垫层进行贴合安装，并利用软垫层进行缓冲，减少冻拔融沉带来的空隙影响，使锚柱结构更加稳固，通过在深处设置注浆结构，进一步减少锚柱受到的融冰扰动，设置的缓冲结构能够进行缓冲协调，利用保温防护层进行保温和防护，从而能够大大减少冻土层的冻拔融沉对本锚固装置带来的影响，使锚固的结构更加稳定。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种冻土地基基础加固装置，包括锚柱和土层，所述土层的内部开设有开孔，所述锚柱插接在开孔内，所述开孔的内部插接有软垫层，所述锚柱的表面设置有外螺纹，所述锚柱的底部固定连接有螺纹插头，所述锚柱的底端设置有注浆结构，所述锚柱的中部设置有锚固结构，所述锚柱的顶部固定安装有缓冲机构，所述土层的顶部固定安装有保温防护层，所述保温防护层的顶部固定安装有密封结构。通过利用特制的带有外螺纹以及螺纹插头的锚柱，与填充的软垫层进行贴合安装，并利用软垫层进行缓冲，减少冻拔融沉带来的空隙影响，使锚柱结构更加稳固，通过在深处设置注浆结构，进一步减少锚柱受到的融冰扰动，设置的缓冲结构能够进行缓冲协调，利用保温防护层进行保温和防护，从而能够大大减少冻土层的冻拔融沉对本锚固装置带来的影响，使锚固的结构更加稳定。
进一步的，所述注浆结构包括椭圆形空腔，所述椭圆形空腔开设在土层的内部，所述椭圆形空腔的内壁上注有融合界面剂，所述融合界面剂的内部注有固定浆料，所述螺纹插头插接在固定浆料的内部。通过设置椭圆形的椭圆形空腔注入融合界面剂进行渗透融合，使注入的固定浆料能够稳定稳固地对螺纹插头进行固定。
进一步的，所述软垫层包括软垫本体，所述软垫本体设置在开孔的内壁，所述软垫本体的外表面固定连接有糙面层，所述软垫本体的表面开设有插孔，所述插孔设置有多组，所述插孔的内部固定安装有平衡滑动结构。通过设置软垫层本体与锚柱的外壁之间进行缓冲挤压，增加缓冲效果，减少融胀来的影响，通过设置糙面层与土层之间进行加糙融合，使固定效果更好。
进一步的，所述锚固结构包括锚固钉，所述锚固钉插接在插孔内，所述锚固钉相对于锚柱的一面固定连接有钉头，所述钉头相对于锚柱的一面开设有弧形螺纹，所述外螺纹与弧形螺纹之间螺纹连接。通过锚柱的螺纹插头对弧形螺纹进行螺纹挤压，利用平衡滑动结构使锚固钉稳定向土层插入，后外螺纹与弧形螺纹之间进行螺纹接合，从而使锚柱在插接过程中，钉头受到外螺纹与弧形螺纹之间的螺纹压力进行锚固，不仅加强了对软垫层的固定，还加强了对锚柱的固定。
进一步的，所述平衡滑动结构包括固定套和滑条，所述固定套固定安装在插孔的内部，所述滑条固定连接在锚固钉的侧面，所述固定套的内部开设有滑槽，所述滑条与滑槽滑动连接，所述滑条的表面设置限位块。通过设置质地较硬的固定套对锚固钉进行套接，并设置滑槽与滑条之间滑动，从而使锚固钉在钉入时能够平稳地滑动。
进一步的，所述缓冲机构包括缓冲弹簧和锁紧螺丝，所述缓冲弹簧套接在锚柱的柱体上，所述锁紧螺丝螺纹连接在外螺纹上，所述锁紧螺丝的底部与缓冲弹簧的顶部相贴合。通过利用缓冲弹簧能够对固定的保温防护层进行缓冲，使保温防护层能够根据冻融情况进行自动调节，通过利用锁紧螺丝能够对缓冲弹簧的紧固程度进行调节紧固。
进一步的，所述保温防护层包括保温层，所述保温层的底部固定安装有保水格栅，所述保水格栅的底部开设有多条透气通孔，所述保温层的顶部固定连接有表层防护层，所述表层防护层的底部两侧固定安装有爪钉，所述表层防护层的两侧固定安装有排水结构。通过设置保温层能够减少外界气候的扰动，使固定的地表冻融现象减弱，通过设置表层防护层能够对表层进行防护，利用爪钉能够提高抓地力，加强地面固定效果。
进一步的，所述排水结构包括L型挡水排管，所述L型挡水排管的内部固定安装有防凝结层，所述L型挡水排管的顶部固定安装有固定格栅，所述固定格栅的顶部开设有排水孔。通过设置L型挡水排管能够对水流进行引导，从而防止雨水或流水对地面的影响，通过设置固定格栅利用排水孔进行排水从而能够对泥土进行遮挡，防止泥土阻塞L型挡水排管，通过设置防凝结层防止水流凝结。
进一步的，所述密封结构包括封装板，所述封装板固定安装在表层防护层的顶部，所述封装板的顶部固定连接有螺纹圈，所述螺纹圈的外侧螺纹连接有密封盖，所述密封盖的底部固定连接有密封垫。通过设置密封盖通过螺纹圈进行安装固定，并通过设置的密封垫进行密封，从而防止外界气候对插柱顶部的连接处的影响，加强连接处的使用寿命。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过利用特制的带有外螺纹以及螺纹插头的锚柱，与填充的软垫层进行贴合安装，并利用软垫层进行缓冲，减少冻拔融沉带来的空隙影响，使锚柱结构更加稳固，通过在深处设置注浆结构，进一步减少锚柱受到的融冰扰动，设置的缓冲结构能够进行缓冲协调，利用保温防护层进行保温和防护，从而能够大大减少冻土层的冻拔融沉对本锚固装置带来的影响，使锚固的结构更加稳定。
(2)通过设置软垫层本体与锚柱的外壁之间进行缓冲挤压，增加缓冲效果，减少融胀来的影响，通过设置糙面层与土层之间进行加糙融合，使固定效果更好。
(3)通过锚柱的螺纹插头对弧形螺纹进行螺纹挤压，利用平衡滑动结构使锚固钉稳定向土层插入，后外螺纹与弧形螺纹之间进行螺纹接合，从而使锚柱在插接过程中，钉头受到外螺纹与弧形螺纹之间的螺纹压力进行锚固，不仅加强了对软垫层的固定，还加强了对锚柱的固定。
(4)通过设置保温层能够减少外界气候的扰动，使固定的地表冻融现象减弱，通过设置表层防护层能够对表层进行防护，利用爪钉能够提高抓地力，加强地面固定效果。
(5)通过设置密封盖通过螺纹圈进行安装固定，并通过设置的密封垫进行密封，从而防止外界气候对插柱顶部的连接处的影响，加强连接处的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的A部结构放大图；
图3为本发明的B部结构放大图；
图4为本发明的平衡滑动结构部位侧剖图；
图5为本发明的钉头部位侧视图。
图中标号说明：
1、锚柱；2、土层；3、开孔；4、软垫层；401、软垫本体；402、糙面层；403、插孔；5、外螺纹；6、螺纹插头；7、注浆结构；701、椭圆形空腔；702、融合界面剂；703、固定浆料；8、锚固结构；801、锚固钉；802、钉头；803、弧形螺纹；9、缓冲机构；901、缓冲弹簧；902、锁紧螺丝；10、保温防护层；1001、保温层；1002、保水格栅；1003、透气通孔；1004、表层防护层；1005、爪钉；11、密封结构；1101、封装板；1102、螺纹圈；1103、密封盖；1104、密封垫；12、平衡滑动结构；1201、固定套；1202、滑条；1203、滑槽；1204、限位块；13、排水结构；1301、L型挡水排管；1302、防凝结层；1303、固定格栅；1304、排水孔。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等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，而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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参阅图1-图5，一种冻土地基基础加固装置，包括锚柱1和土层2，所述土层2的内部开设有开孔3，所述锚柱1插接在开孔3内，所述开孔3的内部插接有软垫层4，所述锚柱1的表面设置有外螺纹5，所述锚柱1的底部固定连接有螺纹插头6，所述锚柱1的底端设置有注浆结构7，所述锚柱1的中部设置有锚固结构8，所述锚柱1的顶部固定安装有缓冲机构9，所述土层2的顶部固定安装有保温防护层10，所述保温防护层10的顶部固定安装有密封结构11。通过利用特制的带有外螺纹5以及螺纹插头6的锚柱1，与填充的软垫层4进行贴合安装，并利用软垫层4进行缓冲，减少冻拔融沉带来的空隙影响，使锚柱1结构更加稳固，通过在深处设置注浆结构7，进一步减少锚柱1受到的融冰扰动，设置的缓冲结构能够进行缓冲协调，利用保温防护层10进行保温和防护，从而能够大大减少冻土层2的冻拔融沉对本锚固装置带来的影响，使锚固的结构更加稳定。
请参阅图1，所述注浆结构7包括椭圆形空腔701，所述椭圆形空腔701开设在土层2的内部，所述椭圆形空腔701的内壁上注有融合界面剂702，所述融合界面剂702的内部注有固定浆料703，所述螺纹插头6插接在固定浆料703的内部。通过设置椭圆形的椭圆形空腔701注入融合界面剂702进行渗透融合，使注入的固定浆料703能够稳定稳固地对螺纹插头6进行固定。
请参阅图1-图2，所述软垫层4包括软垫本体401，所述软垫本体401设置在开孔3的内壁，所述软垫本体401的外表面固定连接有糙面层402，所述软垫本体401的表面开设有插孔403，所述插孔403设置有多组，所述插孔403的内部固定安装有平衡滑动结构12。通过设置软垫层4本体与锚柱1的外壁之间进行缓冲挤压，增加缓冲效果，减少融胀来的影响，通过设置糙面层402与土层2之间进行加糙融合，使固定效果更好。
请参阅图2-图5，所述锚固结构8包括锚固钉801，所述锚固钉801插接在插孔403内，所述锚固钉801相对于锚柱1的一面固定连接有钉头802，所述钉头802相对于锚柱1的一面开设有弧形螺纹803，所述外螺纹5与弧形螺纹803之间螺纹连接。通过锚柱1的螺纹插头6对弧形螺纹803进行螺纹挤压，利用平衡滑动结构12使锚固钉801稳定向土层2插入，后外螺纹5与弧形螺纹803之间进行螺纹接合，从而使锚柱1在插接过程中，钉头802受到外螺纹5与弧形螺纹803之间的螺纹压力进行锚固，不仅加强了对软垫层4的固定，还加强了对锚柱1的固定。
请参阅图2-图4，所述平衡滑动结构12包括固定套1201和滑条1202，所述固定套1201固定安装在插孔403的内部，所述滑条1202固定连接在锚固钉801的侧面，所述固定套1201的内部开设有滑槽1203，所述滑条1202与滑槽1203滑动连接，所述滑条1202的表面设置限位块1204。通过设置质地较硬的固定套1201对锚固钉801进行套接，并设置滑槽1203与滑条1202之间滑动，从而使锚固钉801在钉入时能够平稳地滑动。
请参阅图1，所述缓冲机构9包括缓冲弹簧901和锁紧螺丝902，所述缓冲弹簧901套接在锚柱1的柱体上，所述锁紧螺丝902螺纹连接在外螺纹5上，所述锁紧螺丝902的底部与缓冲弹簧901的顶部相贴合。通过利用缓冲弹簧901能够对固定的保温防护层10进行缓冲，使保温防护层10能够根据冻融情况进行自动调节，通过利用锁紧螺丝902能够对缓冲弹簧901的紧固程度进行调节紧固。
请参阅图3，所述保温防护层10包括保温层1001，所述保温层1001的底部固定安装有保水格栅1002，所述保水格栅1002的底部开设有多条透气通孔1003，所述保温层1001的顶部固定连接有表层防护层1004，所述表层防护层1004的底部两侧固定安装有爪钉1005，所述表层防护层1004的两侧固定安装有排水结构13。通过设置保温层1001能够减少外界气候的扰动，使固定的地表冻融现象减弱，通过设置表层防护层1004能够对表层进行防护，利用爪钉1005能够提高抓地力，加强地面固定效果。
请参阅图3，所述排水结构13包括L型挡水排管1301，所述L型挡水排管1301的内部固定安装有防凝结层1302，所述L型挡水排管1301的顶部固定安装有固定格栅1303，所述固定格栅1303的顶部开设有排水孔1304。通过设置L型挡水排管1301能够对水流进行引导，从而防止雨水或流水对地面的影响，通过设置固定格栅1303利用排水孔1304进行排水从而能够对泥土进行遮挡，防止泥土阻塞L型挡水排管1301，通过设置防凝结层1302防止水流凝结。
请参阅图1，所述密封结构11包括封装板1101，所述封装板1101固定安装在表层防护层1004的顶部，所述封装板1101的顶部固定连接有螺纹圈1102，所述螺纹圈1102的外侧螺纹连接有密封盖1103，所述密封盖1103的底部固定连接有密封垫1104。通过设置密封盖1103通过螺纹圈1102进行安装固定，并通过设置的密封垫1104进行密封，从而防止外界气候对插柱顶部的连接处的影响，加强连接处的使用寿命。
本发明将开孔3和椭圆形空腔701进行提前开设，注浆后加入带有锚固结构8的软垫层4，通过利用特制的带有外螺纹5以及螺纹插头6的锚柱1，与填充的软垫层4进行贴合安装，并利用软垫层4进行缓冲，减少冻拔融沉带来的空隙影响，使锚柱1结构更加稳固，通过在深处设置注浆结构7，进一步减少锚柱1受到的融冰扰动，设置的缓冲结构能够进行缓冲协调，利用保温防护层10进行保温和防护，从而能够大大减少冻土层2的冻拔融沉对本锚固装置带来的影响，使锚固的结构更加稳定，通过设置椭圆形的椭圆形空腔701注入融合界面剂702进行渗透融合，使注入的固定浆料703能够稳定稳固地对螺纹插头6进行固定，通过设置软垫层4本体与锚柱1的外壁之间进行缓冲挤压，增加缓冲效果，减少融胀来的影响，通过设置糙面层402与土层2之间进行加糙融合，使固定效果更好，通过锚柱1的螺纹插头6对弧形螺纹803进行螺纹挤压，利用平衡滑动结构12使锚固钉801稳定向土层2插入，后外螺纹5与弧形螺纹803之间进行螺纹接合，从而使锚柱1在插接过程中，钉头802受到外螺纹5与弧形螺纹803之间的螺纹压力进行锚固，不仅加强了对软垫层4的固定，还加强了对锚柱1的固定，通过设置质地较硬的固定套1201对锚固钉801进行套接，并设置滑槽1203与滑条1202之间滑动，从而使锚固钉801在钉入时能够平稳地滑动，通过利用缓冲弹簧901能够对固定的保温防护层10进行缓冲，使保温防护层10能够根据冻融情况进行自动调节，通过利用锁紧螺丝902能够对缓冲弹簧901的紧固程度进行调节紧固，通过设置保温层1001能够减少外界气候的扰动，使固定的地表冻融现象减弱，通过设置表层防护层1004能够对表层进行防护，利用爪钉1005能够提高抓地力，加强地面固定效果，通过设置固定格栅1303利用排水孔1304进行排水从而能够对泥土进行遮挡，防止泥土阻塞L型挡水排管1301，通过设置防凝结层1302防止水流凝结，过设置密封盖1103通过螺纹圈1102进行安装固定，并通过设置的密封垫1104进行密封，从而防止外界气候对插柱顶部的连接处的影响，加强连接处的使用寿命。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种冻土地基基础加固装置，包括锚柱(1)和土层(2)，其特征在于：所述土层(2)的内部开设有开孔(3)，所述锚柱(1)插接在开孔(3)内，所述开孔(3)的内部插接有软垫层(4)，所述锚柱(1)的表面设置有外螺纹(5)，所述锚柱(1)的底部固定连接有螺纹插头(6)，所述锚柱(1)的底端设置有注浆结构(7)，所述锚柱(1)的中部设置有锚固结构(8)，所述锚柱(1)的顶部固定安装有缓冲机构(9)，所述土层(2)的顶部固定安装有保温防护层(10)，所述保温防护层(10)的顶部固定安装有密封结构(11)，所述注浆结构(7)包括椭圆形空腔(701)，所述椭圆形空腔(701)开设在土层(2)的内部，所述椭圆形空腔(701)的内壁上注有融合界面剂(702)，所述融合界面剂(702)的内部注有固定浆料(703)，所述螺纹插头(6)插接在固定浆料(703)的内部，所述软垫层(4)包括软垫本体(401)，所述软垫本体(401)设置在开孔(3)的内壁，所述软垫本体(401)的外表面固定连接有糙面层(402)，所述软垫本体(401)的表面开设有插孔(403)，所述插孔(403)设置有多组，所述插孔(403)的内部固定安装有平衡滑动结构(12)，所述锚固结构(8)包括锚固钉(801)，所述锚固钉(801)插接在插孔(403)内，所述锚固钉(801)相对于锚柱(1)的一面固定连接有钉头(802)，所述钉头(802)相对于锚柱(1)的一面开设有弧形螺纹(803)，所述外螺纹(5)与弧形螺纹(803)之间螺纹连接，所述平衡滑动结构(12)包括固定套(1201)和滑条(1202)，所述固定套(1201)固定安装在插孔(403)的内部，所述滑条(1202)固定连接在锚固钉(801)的侧面，所述固定套(1201)的内部开设有滑槽(1203)，所述滑条(1202)与滑槽(1203)滑动连接，所述滑条(1202)的表面设置限位块(1204)，所述缓冲机构(9)包括缓冲弹簧(901)和锁紧螺丝(902)，所述缓冲弹簧(901)套接在锚柱(1)的柱体上，所述锁紧螺丝(902)螺纹连接在外螺纹(5)上，所述锁紧螺丝(902)的底部与缓冲弹簧(901)的顶部相贴合。
2.根据权利要求1所述的一种冻土地基基础加固装置，其特征在于：所述保温防护层(10)包括保温层(1001)，所述保温层(1001)的底部固定安装有保水格栅(1002)，所述保水格栅(1002)的底部开设有多条透气通孔(1003)，所述保温层(1001)的顶部固定连接有表层防护层(1004)，所述表层防护层(1004)的底部两侧固定安装有爪钉(1005)，所述表层防护层(1004)的两侧固定安装有排水结构(13)。
3.根据权利要求2所述的一种冻土地基基础加固装置，其特征在于：所述排水结构(13)包括L型挡水排管(1301)，所述L型挡水排管(1301)的内部固定安装有防凝结层(1302)，所述L型挡水排管(1301)的顶部固定安装有固定格栅(1303)，所述固定格栅(1303)的顶部开设有排水孔(1304)。
4.根据权利要求3所述的一种冻土地基基础加固装置，其特征在于：所述密封结构(11)包括封装板(1101)，所述封装板(1101)固定安装在表层防护层(1004)的顶部，所述封装板(1101)的顶部固定连接有螺纹圈(1102)，所述螺纹圈(1102)的外侧螺纹连接有密封盖(1103)，所述密封盖(1103)的底部固定连接有密封垫(1104)。
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