CN115217161A - 一种柔性隔振施工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性隔振施工装置及方法，属于强夯地基加固设备技术领域，包括插板、隔振气囊以及桩靴；所述插板具有中空内腔以供隔阵气囊置入其中，插板底部与桩靴连接；所述隔阵气囊包括上下连接的主气囊和副气囊，所述桩靴由顶部向内开设副气囊卡槽，副气囊充气后卡入桩靴副气囊卡槽内。该装置主气囊充气后可起到隔振作用，副气囊充气后可将桩靴固定在气囊底端；通过连续布置的气囊，在气囊充气后可有效起到隔振作用。

Description

一种柔性隔振施工装置及方法

技术领域

本发明属于强夯地基加固设备技术领域，具体涉及一种柔性隔振施工装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

强夯法工程经济、技术成熟、应用广泛，是工程中十分常用的地基加固技术。但强夯过程产生的面波在地表层附近内传播时，会对周边结构设施产生影响和损坏，特别是在振动敏感区地基加固工程中，严重制约了其工程应用。

目前，在强夯区外围设置隔振沟是针对解决振动不利影响的一项常用解决措施，目前存在的主要问题是：现有隔振施工装置无法保证施工过程中气囊插入方向和间距统一，隔振施工过程针对部分多碎石土质地块无法有效破碎和突破。强夯隔振属于临时工程，不宜进行过大投资或有过长的施工周期。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种柔性隔振施工装置及方法，该装置主气囊充气后可起到隔振作用，副气囊充气后可将桩靴固定在气囊底端；通过连续布置的气囊，在气囊充气后可有效起到隔振作用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种柔性隔振施工装置，包括插板、隔振气囊以及桩靴；所述插板具有中空内腔以供隔阵气囊置入其中，插板底部与桩靴连接；所述隔阵气囊包括上下连接的主气囊和副气囊，所述桩靴由顶部向内开设副气囊卡槽，副气囊充气后卡入桩靴副气囊卡槽内。

作为进一步的技术方案，所述插板两侧均固定设置插板定位卡扣，相邻插板之间通过插板定位卡扣插接连接。

作为进一步的技术方案，所述插板为空心板状结构，插板上下开口。

作为进一步的技术方案，所述插板的上侧部设置起吊装置检修口，起吊装置检修口内部安装气囊起吊装置。

作为进一步的技术方案，所述气囊起吊装置包括绞盘，绞盘缠绕钢绞线，钢绞线末端连接吊钩。

作为进一步的技术方案，所述主气囊顶部设置隔阵气囊吊孔，主气囊在隔阵气囊吊孔处设置气囊加强头。

作为进一步的技术方案，所述主气囊和副气囊连接处的尺寸小于主、副气囊充气后的尺寸。

作为进一步的技术方案，所述插板底部设置桩靴定位柱，桩靴顶部设置桩靴定位孔，桩靴定位孔与桩靴定位柱插接配合。

作为进一步的技术方案，所述桩靴底部为锥形结构。

第二方面，本发明还提供了一种如上所述的柔性隔振施工装置的使用方法，包括如下步骤：

将插板提升设定距离，气囊起吊装置将隔振气囊由插板内腔抬升，将副气囊置入桩靴副气囊卡槽内，充气；

气囊起吊装置继续抬升，桩靴与插板连接后，气囊起吊装置停止工作；将插板、隔振气囊与桩靴一同压入土体内部；

重复以上步骤，将第二块插板沿第一块插板的插板定位卡扣置入土体内部；

将第一块插板提起，气囊起吊装置同步反向运行，将气囊留置于土体内部；主气囊充气至设定压力，两块插板交替重复施工至设定点位后停止施工。

上述本发明的有益效果如下：

本发明的隔振施工装置，将隔振气囊设置成上下连通的主气囊和副气囊，主气囊充气后可起到隔振作用，副气囊充气后可将桩靴固定在气囊底端；通过连续布置的气囊，在气囊充气后可有效起到隔振作用。

本发明的隔振施工装置，通过副气囊和桩靴的设置，副气囊充气后可卡在桩靴的副气囊卡槽中，能起到破土、碎石和保护气囊的作用，降低了土体内部碎石等对隔振气囊施工的影响，提高了柔性隔振施工的适用范围。

本发明的隔振施工装置，插板两侧设置定位卡扣，相邻插板通过定位卡扣插接连接，可保证施工作业过程中隔振气囊在土体内部同角度、紧密、均匀排布，保证插板施工过程中插入角度和深度的高度一致，且避免了施工过程对隔振气囊的破坏。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明插板结构示意图；

图2为本发明插板的仰视示意图；

图3为本发明隔振气囊结构示意图；

图4为本发明桩靴结构示意图；

图5为本发明气囊起吊装置示意图；

图6为插板配合施工图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，101起吊装置检修口，102插板定位卡扣，103桩靴定位柱；

301隔振气囊吊孔，302气囊加强头，303主气囊，304副气囊；

401桩靴定位孔，402副气囊卡槽；

501绞盘，502钢绞线，503吊钩。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种柔性隔振施工装置，包括插板、隔振气囊以及桩靴。该装置可实现气囊在土体内部的精准排列，有效降低土体内碎石对施工过程的影响，操作简便、省时省力。

其中，插板为空心板状结构，插板具有中空内腔，插板上下开口，插板的上侧部设置起吊装置检修口101，起吊装置检修口内部安装气囊起吊装置，气囊起吊装置可携带气囊完成土体内部直接插入和拔出动作。

插板两侧均固定设置插板定位卡扣102，相邻插板之间可通过插板定位卡扣插接连接，具体设置时，可将插板一侧的插板定位卡扣设置为榫槽，插板另一侧的插板定位卡扣设置为榫头，两相邻插板之间通过榫头和榫槽的配合实现连接。

在本实施例中，将榫头设置为L形结构，榫槽设置为L形槽。

插板底部设置桩靴定位柱103，用以与桩靴连接。

隔振气囊包括隔振气囊吊孔301、气囊加强头302、主气囊303和副气囊304。通过连续布置的气囊，充气后可有效起到隔振作用。

主气囊303底部设置副气囊304，且主气囊和副气囊连接，主气囊顶部设置隔阵气囊吊孔，通过钩住隔阵气囊吊孔将气囊进行起吊。主气囊在设置隔阵气囊吊孔处设置气囊加强头，以提高强度。主气囊和副气囊连接处的尺寸小于主、副气囊充气后的尺寸。

在本实施例中，主气囊为拉丝布材质，充气后可形成固定宽度的板状结构。

桩靴固定于插板底部，桩靴底部为加厚锥形结构，插板压入土体时能起到破土和击碎小直径碎石的作用；桩靴顶部设置桩靴定位孔401，桩靴定位孔与插板底部的桩靴定位柱插接配合，实现插板与桩靴精确定位。

桩靴由顶部向内开设副气囊卡槽402，副气囊充气后卡入桩靴副气囊卡槽内，插板拔出土体时，能确保不会将隔振气囊带出。

插板可由相应设备带动，实现水平位移、垂直校正、垂直升降功能，且能实现快速自动装卸和供电。

气囊起吊装置包含绞盘501、钢绞线502和吊钩503，钢绞线502卷绕在绞盘501上，吊钩503连接于钢绞线502末端，绞盘正反转动即可带动吊钩上下移动，吊钩钩住隔阵气囊的隔阵气囊吊孔即可对气囊进行起吊。施工过程中，如果钢绞线和吊钩发生卡顿现象，可通过起吊装置检修口进行维修。

本发明的另一种典型的实施方式中，提供如上所述柔性隔振施工装置的使用方法，具体包括如下步骤：

1)根据施工现场的振动大小和保护区范围，准确标定隔振施工路径并画出标线，柔性隔振施工装备就位；

2)插板提升一定高度，同时气囊起吊装置控制吊钩下落到插板底口外，将气囊挂上吊钩；气囊起吊装置控制隔振气囊由插板内腔抬升至露出部分主气囊及全部副气囊；

3)副气囊置入桩靴副气囊卡槽内，充气；气囊起吊装置继续抬升，引导桩靴定位孔与插板下方桩靴定位柱吻合后，气囊起吊装置停止工作；

4)柔性隔振施工装备将调教好水平点位与垂直度的插板，连同隔振气囊与桩靴一同压入土体内部，插板作业到指定深度；

5)重复步骤2-4，将第二块插板沿第一块插板定位卡扣置入土体内部；

6)将第一块插板提起，气囊起吊装置同步反向运行，将气囊留置于土体内部；主气囊充气至设定压力，两块插板交替重复施工至指定点位后停止施工；

7)使用结束后，主气囊放气，利用施工装备将气囊连同桩靴一同提起，副气囊放气，所有材料进行回收。

以下结合具体的实施方案对该隔阵施工装置进行说明。

前期准备：设备需选取黄泛区地域作为施工场地，即土体为粉土或粉质黏土，且土体内部无大型石块。插板总长度设置为6m，可置入土体长度为5m，底口宽度700mm*150mm。主气囊303尺寸为700mm*150mm*5000mm，副气囊304直径

宽700mm。因主气囊303充气过程可略微膨胀50mm左右，因此充气后相邻主气囊303之间可实现紧密贴合。强夯作业夯击能选择1500kN·m，隔振深度5m，以震源为中心，总隔振长度设置为7m。

具体施工步骤为：

1、清理场地，准确标定隔振施工路径并画出标线。将插板安装于柔性隔振施工装备上，由此相应设备带动插板移动和施工。选定施工初始点位，柔性隔振施工装备就位。

2、插板提升一定高度，插板底口离地1m左右。气囊起吊装置控制吊钩503下落到插板底口外，将吊钩503卡入隔振气囊吊孔301；气囊起吊装置控制隔振气囊由插板内腔抬升至露出部分主气囊303及全部副气囊304。主气囊303漏出部分约为10-30cm。

3、副气囊304置入桩靴副气囊卡槽402内，副气囊304充气；气囊起吊装置继续抬升，引导桩靴定位孔401与插板下方桩靴定位柱103吻合后，气囊起吊装置停止工作。气囊起吊装置提升拉力宜设置在1Kg-3Kg之间，拉力过大会导致气囊破裂。

4、柔性隔振施工装备将调教好水平点位与垂直度的插板，连同隔振气囊与桩靴一同压入土体内部，插板插入土体深度5m，并做好刻度标记。装备水平度应控制在1°左右，极限偏差不得大约1.5°。

5、重复步骤2-4，将第二块插板沿第一块插板定位卡扣置入土体内部；此时需保证两块插板插入深度一致，深度差异保持在±10cm左右。

6、将第一块插板提起，气囊起吊装置同步反向运行，将气囊留置于土体内部；主气囊303充气，压力设置为1Kg。两块插板交替重复施工至指定点位后停止施工。

7、使用结束后，主气囊303放气，利用施工装备将气囊连同桩靴一同提起，副气囊304放气，所有材料进行回收。实验中发现，副气囊提升前需进行再次充气，以保证充气压力。检验气囊有无破损，将未破损气囊进行折叠打包，方便下次使用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性隔振施工装置，其特征是，包括插板、隔振气囊以及桩靴；所述插板具有中空内腔以供隔阵气囊置入其中，插板底部与桩靴连接；所述隔阵气囊包括上下连接的主气囊和副气囊，所述桩靴由顶部向内开设副气囊卡槽，副气囊充气后卡入桩靴副气囊卡槽内。

2.如权利要求1所述的柔性隔振施工装置，其特征是，所述插板两侧均固定设置插板定位卡扣，相邻插板之间通过插板定位卡扣插接连接。

3.如权利要求1所述的柔性隔振施工装置，其特征是，所述插板为空心板状结构，插板上下开口。

4.如权利要求1或3所述的柔性隔振施工装置，其特征是，所述插板的上侧部设置起吊装置检修口，起吊装置检修口内部安装气囊起吊装置。

5.如权利要求4所述的柔性隔振施工装置，其特征是，所述气囊起吊装置包括绞盘，绞盘缠绕钢绞线，钢绞线末端连接吊钩。

6.如权利要求1所述的柔性隔振施工装置，其特征是，所述主气囊顶部设置隔阵气囊吊孔，主气囊在隔阵气囊吊孔处设置气囊加强头。

7.如权利要求1所述的柔性隔振施工装置，其特征是，所述主气囊和副气囊连接处的尺寸小于主、副气囊充气后的尺寸。

8.如权利要求1所述的柔性隔振施工装置，其特征是，所述插板底部设置桩靴定位柱，桩靴顶部设置桩靴定位孔，桩靴定位孔与桩靴定位柱插接配合。

9.如权利要求1所述的柔性隔振施工装置，其特征是，所述桩靴底部为锥形结构。

10.如权利要求1-9任一项所述的柔性隔振施工装置的使用方法，其特征是，包括如下步骤：

将插板提升设定距离，气囊起吊装置将隔振气囊由插板内腔抬升，将副气囊置入桩靴副气囊卡槽内，充气；

气囊起吊装置继续抬升，桩靴与插板连接后，气囊起吊装置停止工作；将插板、隔振气囊与桩靴一同压入土体内部；

重复以上步骤，将第二块插板沿第一块插板的插板定位卡扣置入土体内部；

将第一块插板提起，气囊起吊装置同步反向运行，将气囊留置于土体内部；主气囊充气至设定压力，两块插板交替重复施工至设定点位后停止施工。

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