CN114517480B - 基于静压沉管成孔的填夯一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于静压沉管成孔的填夯一体装置，包括平台，平台的中部套接有旋转台，旋转台上设置有填料管道，填料管道贯穿旋转台，旋转台上还设置有夯填锤，夯填锤与填料管道相对。解决了现有技术中存在的填料与夯实施工效率低的问题。

Description

基于静压沉管成孔的填夯一体装置

技术领域

本发明属于黄土地区挤密桩地基处理技术领域，涉及基于静压沉管成孔的填夯一体装置。

背景技术

常用的黄土湿陷性处理方法有预浸水法、换填垫层法、化学加固法、强夯法、挤密法等。挤密桩是目前广泛使用的一种黄土湿陷性处理方法，如爆炸扩孔挤密、柴油锤成孔挤密、DDC、环保钻压成孔重锤夯实挤密法、静压成孔重锤夯实挤密法等。

静压挤密桩主要是通过压桩机以压桩机自重及配重为反力将带钢管采用环箍下压方式压入待处理土层中。待成孔到设计孔深后，拔除钢套管分层向孔内填料进行重锤夯实操作，具有弱振动、少噪音、低污染、施工速度快、处理效果好、成本低等诸多优点。实践证明，静压挤密桩能显著消除黄土的湿陷性、提高地基承载力，是处理黄土湿陷性在处理效果与经济效益方面都较好的一种地基处理方法，具有广泛的工程应用前景。

但是，在重锤夯实施工过程中往往存在一些无法避免的各种问题。如，重锤夯实的次数、每次填料的多少、填料的含水率等指标要求不能够完全满足设计要求，均会影响挤密桩的成桩质量。特别是现在高标准的环境保护要求，施工现场填料的搬运及拌合、重锤夯实的噪声，均会对环境造成一定的影响。因此，有必要对挤密桩重锤夯实工艺作进一步改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于静压沉管成孔的填夯一体装置，解决了现有技术中存在的填料与夯实施工效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于静压沉管成孔的填夯一体装置，包括平台，平台的中部套接有旋转台，旋转台上设置有填料管道，填料管道贯穿旋转台，旋转台上还设置有夯填锤，夯填锤与填料管道相对。

本发明的特点还在于：

平台的底部设置有若干液压支撑，平台的底部还设置有若干对纵向轮和若干横向轮，两个相对横向轮为一组，两个相对纵向轮为一组，一组的两个横向轮之间和一组的两个纵向轮之间均通过连接轴相连接，每个连接轴与平台的底部之间均通过液压拉杆相连接，液压拉杆的一端固接平台的底部，液压拉杆另一端固接在连接轴上。

平台的中部开有通孔，通孔的内壁设置有滚动齿轮，旋转台呈管状，旋转台的侧壁设置有转动齿轮，转动齿轮和滚动齿轮相匹配，旋转台套接在通孔中，且转动齿轮和滚动齿轮相啮合，旋转台的上端和下端均配设有环形板，旋转台上端的环形板上固接有四个滑动平台，四个滑动平台两两相对，一对滑动平台为一组，两组滑动平台相对；

一组滑动平台之间设置填料管道，填料管道的两侧均固接有支撑杆A，支撑杆A的一端固接填料管道，支撑杆A的另一端连接滑动平台；

另一组滑动平台之间设置有液压机构，液压机构的两端分别固接滑动平台相连接，液压机构的中部设置夯填锤。

支撑杆A的另一端固接有滑动支撑A，液压机构的两端均固接有滑动支撑B，两组滑动平台上均开有滑槽，一组滑动平台上的滑槽与滑动支撑A相匹配，另一组滑动平台上的滑槽与滑动支撑B相匹配。

两个支撑杆A的一端均固接在抱箍上，抱箍套接在填料管道，填料管道上配设有切割刀片。

旋转台上端的环形板上还固接有支撑杆B，支撑杆B上固接有机械手臂，支撑杆B位于靠近填料管道的一侧。

平台上旋转台的两侧均依次设置有填料箱和配重。

填料箱内配设有隔板，隔板将填料箱内分割为若干个空间，每个空间内放置有填充料。

填料箱的底部开有若干凹槽，凹槽内、环形板与平台之间均配设有滑轮。

平台上配设有滑轮槽，滑轮位于滑轮槽内。

本发明的有益效果是：本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置，解决了现有技术中存在的填料与夯实施工效率低、施工质量难以把控、重锤夯实的次数、每次填料的多少、填料的含水率等指标要求不能够完全满足设计要求和环境保护等问题，采用袋装填充料，根据挤密桩的设计要求，调整袋装的大小、填料的含水率、填料的配合比等，一是保证了挤密桩填料的质量，二是减小了施工现场拌料对环境的污染，纵向轮和横向轮保证了整个设备的前后左右移动，相比传统的履带式行走机构更加方便灵活，可以实现360°旋转，填料管道与夯填锤对称设置，可根据桩间距调整两者的间距，填料与夯实工序互不影响，施工效率高，根据每次填充料的多少和挤密桩密实度的要求，可以设置每次压实下沉高度，有效保证挤密桩的成桩质量，相比传统的重锤夯实工艺噪音小，结构简单，方便灵活，施工效率高，施工质量能够有效保证，施工噪音小，无扬尘，有利于环境保护。

附图说明

图1是本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置的结构示意图；

图2是本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置的俯视图；

图3是本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置的局部俯视图；

图4是本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置的局部主视图；

图5是本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置中填料箱的主视图；

图6是本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置填料箱的俯视图；

图7是本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置的夯填顺序图。

图中，1.液压支撑，2.纵向轮，3.液压拉杆，4.横向轮，5.连接轴，6.平台，7.配重，8.填料箱，9.填充料，10.滑轮，11.机械手臂，12.填料管道；13.夯填锤，14.液压机构，15.旋转台，16.滑动平台，17.抱箍，18.切割刀片，19.滚动齿轮，20.支撑杆A，21.滑动支撑A，22.滑动支撑B，23.支撑杆B，24.凹槽，25.隔板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置，如图1所示，包括平台6，平台6的中部套接有旋转台15，旋转台15上设置有填料管道12，填料管道12贯穿旋转台15，旋转台15上还设置有夯填锤13，夯填锤13与填料管道12相对。平台6的底部设置有若干液压支撑1，平台6的底部还设置有若干对纵向轮2和若干横向轮4，两个相对横向轮4为一组，两个相对纵向轮2为一组，一组的两个横向轮4之间和一组的两个纵向轮2之间均通过连接轴5相连接，每个连接轴5与平台6的底部之间均通过液压拉杆3相连接，液压拉杆3的一端固接平台6的底部，液压拉杆3另一端固接在连接轴5上。如图2所示，平台6的中部开有通孔，通孔的内壁设置有滚动齿轮19，旋转台15呈管状，旋转台15的侧壁设置有转动齿轮，转动齿轮和滚动齿轮19相匹配，旋转台15套接在通孔中，且转动齿轮和滚动齿轮19相啮合，旋转台15的上端和下端均配设有环形板，旋转台15上端的环形板上固接有四个滑动平台16，四个滑动平台16两两相对，一对滑动平台16为一组，两组滑动平台16相对；一组滑动平台16之间设置填料管道12，填料管道12的两侧均固接有支撑杆A20，支撑杆A20的一端固接填料管道12，支撑杆A20的另一端连接滑动平台16；另一组滑动平台16之间设置有液压机构14，液压机构14的两端分别固接滑动平台16相连接，液压机构14的中部设置夯填锤13。如图3所示，支撑杆A20的另一端固接有滑动支撑A21，液压机构14的两端均固接有滑动支撑B22，两组滑动平台16上均开有滑槽，一组滑动平台16上的滑槽与滑动支撑A21相匹配，另一组滑动平台16上的滑槽与滑动支撑B22相匹配。两个支撑杆A20的一端均固接在抱箍17上，抱箍17套接在填料管道12，填料管道12上配设有切割刀片18。如图4所示，旋转台15上端的环形板上还固接有支撑杆B23，支撑杆B23上固接有机械手臂11，支撑杆B23位于靠近填料管道12的一侧。平台6上旋转台15的两侧均依次设置有填料箱8和配重7。如图5和图6所示，填料箱8内配设有隔板25，隔板25将填料箱8内分割为若干个空间，每个空间内放置有袋装填充料9。填料箱8的底部开有若干凹槽24，凹槽24内、环形板与平台6之间均配设有滑轮10。平台6上配设有滑轮槽，滑轮10位于滑轮槽内。旋转台15下端的环形板上也设置有一组滑动平台16，旋转台15下端环形板上的一组滑动平台16也通过两个支撑杆A20和抱箍17固定填料管道12，且旋转台15下端环形板上的滑动平台16、支撑杆A20、抱箍17的结构与旋转台15上端环形板上的滑动平台16、支撑杆A20、抱箍17的结构相同。

本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置的使用方法为：

步骤1，根据挤密桩成孔的间距，通过调节滑动支撑A和滑动支撑B实现填料管道12与夯填锤13的间距和挤密桩成孔间距保持一致，且填料管道和夯填锤的调节必须是和圆心对称的；

步骤2，通过纵向轮2和横向轮4调整装置的整体位置，使得填料管道12和夯填锤13与挤密桩孔对应（纵向轮2移动时，横向轮4通过液压拉杆3提升连接轴5使横向轴4悬空；横向轴4移动时同理）；

步骤3，将装满填充料9的填料箱8通过机械搬运至平台6对应位置；

步骤4，通过液压支撑1调节平台6的水平度，保证填料管道12和夯填锤13的垂直度；

步骤5，根据设计要求及每次填充料9的多少，设定液压机构14每次传送夯填锤13的高度，保证挤密桩成桩的密实度要求；

步骤6，首先机械手臂11在填料箱8中抓取一个填充料9放入填料管道12中，机械手臂11通过自身伸缩功能使得填充料9通过填料管道12中的切割刀片18，使填充料袋破碎，填充料9通过填料管道12进入孔内，机械手臂11将破碎的填充料袋放置一边回收；

步骤7，旋转台15旋转180°，夯填锤13借助液压机构14进行第一个孔的第一段夯实；

步骤8，重复步骤6、步骤7，完成第一个单元挤密桩的成桩工作；

如图7所示，步骤9，通过液压拉杆3降落连接轴5使纵向轴2落地，缓慢升起液压支撑1，通过纵向轴2移动使装置移至第二单元区域位置，重复步骤4~8完成第二个单元挤密桩的成桩工作；

步骤10，重复步骤9完成第一排挤密桩的成桩工作，通过液压拉杆3降落连接轴5使横向轴4落地，缓慢升起液压支撑1，通过横向轴4移动使装置移至第二排区域位置，重复步骤4~9完成第二排挤密桩的成桩工作，以此类推。

本发明基于静压沉管成孔的填夯一体装置，解决了现有技术中存在的填料与夯实施工效率低、施工质量难以把控、重锤夯实的次数、每次填料的多少、填料的含水率等指标要求不能够完全满足设计要求和环境保护等问题，采用袋装填充料，根据挤密桩的设计要求，调整袋装的大小、填料的含水率、填料的配合比等，一是保证了挤密桩填料的质量，二是减小了施工现场拌料对环境的污染，纵向轮和横向轮保证了整个设备的前后左右移动，相比传统的履带式行走机构更加方便灵活，可以实现360°旋转，填料管道与夯填锤对称设置，可根据桩间距调整两者的间距，填料与夯实工序互不影响，施工效率高，根据每次填充料的多少和挤密桩密实度的要求，可以设置每次压实下沉高度，有效保证挤密桩的成桩质量，相比传统的重锤夯实工艺噪音小，结构简单，方便灵活，施工效率高，施工质量能够有效保证，施工噪音小，无扬尘，有利于环境保护。

Claims (4)

1.基于静压沉管成孔的填夯一体装置，其特征在于，包括平台（6），所述平台（6）的中部套接有旋转台（15），所述旋转台（15）上设置有填料管道（12），所述填料管道（12）贯穿旋转台（15），所述旋转台（15）上还设置有夯填锤（13），所述夯填锤（13）与填料管道（12）相对；

所述平台（6）的底部设置有若干液压支撑（1），所述平台（6）的底部还设置有若干对纵向轮（2）和若干横向轮（4），两个相对所述横向轮（4）为一组，两个相对所述纵向轮（2）为一组，一组的两个横向轮（4）之间和一组的两个纵向轮（2）之间均通过连接轴（5）相连接，每个连接轴（5）与平台（6）的底部之间均通过液压拉杆（3）相连接，所述液压拉杆（3）的一端固接平台（6）的底部，所述液压拉杆（3）另一端固接在连接轴（5）上；

所述平台（6）的中部开有通孔，所述通孔的内壁设置有滚动齿轮（19），所述旋转台（15）呈管状，所述旋转台（15）的侧壁设置有转动齿轮，所述转动齿轮和滚动齿轮（19）相匹配，所述旋转台（15）套接在通孔中，且转动齿轮和滚动齿轮（19）相啮合，所述旋转台（15）的上端和下端均配设有环形板，所述旋转台（15）上端的环形板上固接有四个滑动平台（16），四个滑动平台（16）两两相对，一对滑动平台（16）为一组，两组滑动平台（16）相对；

一组滑动平台（16）之间设置填料管道（12），所述填料管道（12）的两侧均固接有支撑杆A（20），所述支撑杆A（20）的一端固接填料管道（12），所述支撑杆A（20）的另一端连接滑动平台（16）；

另一组滑动平台（16）之间设置有液压机构（14），所述液压机构（14）的两端分别固接滑动平台（16），所述液压机构（14）的中部设置夯填锤（13）；

两个所述支撑杆A（20）的一端均固接在抱箍（17）上，所述抱箍（17）套接在填料管道（12）上，所述填料管道（12）上配设有切割刀片（18）；

所述旋转台（15）上端的环形板上还固接有支撑杆B（23），所述支撑杆B（23）上固接有机械手臂（11），所述支撑杆B（23）位于靠近填料管道（12）的一侧；

所述平台（6）上旋转台（15）的两侧均依次设置有填料箱（8）和配重（7）；

所述填料箱（8）内配设有隔板（25），所述隔板（25）将填料箱（8）内分割为若干个空间，每个空间内放置有袋装填充料（9），根据挤密桩的设计要求，调整袋装的大小、填料的含水率、填料的配合比。

2.如权利要求1所述的基于静压沉管成孔的填夯一体装置，其特征在于，所述支撑杆A（20）的另一端固接有滑动支撑A（21），所述液压机构（14）的两端均固接有滑动支撑B（22），两组滑动平台（16）上均开有滑槽，一组滑动平台（16）上的滑槽与滑动支撑A（21）相匹配，另一组滑动平台（16）上的滑槽与滑动支撑B（22）相匹配。

3.如权利要求1所述的基于静压沉管成孔的填夯一体装置，其特征在于，所述填料箱（8）的底部开有若干凹槽（24），所述凹槽（24）内、环形板与平台（6）之间均配设有滑轮（10）。

4.如权利要求3所述的基于静压沉管成孔的填夯一体装置，其特征在于，所述平台（6）上配设有滑轮槽，所述滑轮（10）位于滑轮槽内。