CN115305903B - 一种砂土地基加固装置及加固方式 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种砂土地基加固装置及加固方式，涉及建筑施工技术领域，加固装置包括内芯杆和挤压板，内芯杆内部设置有驱动轴和驱动盘，驱动盘开设有弧形槽，挤压板通过连接杆与内芯杆滑动连接，连接杆通过驱动柱与弧形槽滑动连接，相邻挤压板之间及挤压板的底端与内芯杆之间连接有过滤布，驱动轴连接有驱动装置。加固方式包括：插设加固装置于砂土地基，使驱动装置驱动驱动轴和驱动盘转动，驱动盘通过驱动柱和连接杆带动挤压板向外挤压砂土地基土体，孔隙水通过过滤布进入内芯杆和挤压板之间，抽水泵抽出积水，拔出加固装置。解决现有技术中的砂土地基加固装置无法将挤压部位的孔隙水及时排入储水腔，以及对土体挤压不均匀的问题。

Description

一种砂土地基加固装置及加固方式

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体提供一种砂土地基加固装置及加固方式。

背景技术

饱和松散砂土地基在地震荷载作用下会发生液化，宏观上表现为土体中孔隙水压力上升，同时土体固相的有效接触应力为零，这时土体性质类似于流体并丧失抗剪强度。地震液化造成以下危害：例如房屋倾斜、地基沉降、地铁隧道上浮、道路路基滑移等。若土体发生液化要求砂土是松散的，若砂土加密孔隙减少，则液化不会发生。因此现在常规的液化地基处理方式是减少砂土中的孔隙加大砂土的密实度。

申请号为202111227998.5的专利公开了一种基于智能主动排水的软土地基加固装置，包括：展开机构；能够折叠和展开的硬质的壳体；壳体的外壁固连有排水板，壳体底部封盖有过滤层，壳体以折叠状态插入软土地基中，展开机构能够插入壳体中，并跟随展开机构膨胀而展开壳体挤压软土地基土体，使壳体内部形成储水腔，以及多个能够置于储水腔内的排水架，排水架通过拆卸结构能够与壳体内壁活动连接。

上述申请文件的技术方案通过展开机构将壳体展开，使壳体侧壁挤压软土地基土体，使软土地基土体内的孔隙水从壳体底部的过滤层进入壳体展开形成的储水腔内，本技术方案在实际实施过程中，由于壳体两侧壁不透水，土体内的孔隙水只能从底部的过滤层进入储水腔内，在壳体对土体进行挤压时，壳体两侧壁处直接挤压的土体部分内的孔隙水无法及时排泄，导致排水效果较差，而且壳体只能够对其两侧边的土体进行挤压，易造成土体挤压不均匀。

相应地，本领域需要一种砂土地基加固装置及加固方式来解决上述问题。

发明内容

本发明提出一种砂土地基加固装置及加固方式，解决现有技术中的砂土地基加固装置无法将挤压部位的孔隙水及时排入储水腔，以及对土体挤压不均匀的问题。

一方面，本发明提供了一种砂土地基加固装置，包括内芯杆和围设于内芯杆外周的多片挤压板，所述内芯杆内部设置有驱动轴，所述驱动轴上设置有驱动盘，所述驱动盘上开设有与所述挤压板数量相对应的弧形槽，所述弧形槽以驱动轴为中心呈旋风状布置，各所述挤压板朝向内芯杆的一侧设置有连接杆，所述连接杆贯穿所述内芯杆的侧壁延伸至所述驱动盘下方，各所述连接杆上固定连接有驱动柱，所述驱动柱向上穿设于对应的弧形槽内，所述驱动柱位于所述弧形槽的首端时的中心与其位于弧形槽末端时的中心之间的连线，位于所述驱动盘的半径上，相邻所述挤压板之间以及所述挤压板的底端与所述内芯杆之间分别连接有过滤布，所述驱动轴连接有驱动装置，所述驱动装置驱动所述驱动轴带动驱动盘转动，所述驱动盘上的弧形槽驱动所述驱动柱沿弧形槽滑动，所述驱动柱通过连接杆带动所述挤压板向靠近或远离内芯杆的方向活动。

有益效果：本发明通过驱动装置使驱动轴带动驱动盘转动，进而使驱动盘上的弧形槽通过驱动杆带动连接杆沿贯穿内芯杆的方向活动，最终实现对挤压板的驱动，挤压板向远离内芯杆的方向活动时，能够从多个方向对砂土地基土体进行挤压，而且能够使砂土地基土体内的孔隙水从挤压板之间的过滤布迅速进入挤压板和内芯杆形成的储水空间内，实现孔隙水的及时排出。

在上述砂土地基加固装置的优选技术方案中，所述挤压板与所述连接杆可拆卸连接，所述挤压板底端的过滤布与所述内芯杆可拆卸连接。

有益效果：通过可拆卸连接的方式，在孔隙水排完之后，可以将内芯杆拔出，挤压板留在插设的孔洞内，增强砂土地基内部的稳定性。

在上述砂土地基加固装置的优选技术方案中，所述挤压板朝向内芯杆的一侧沿竖向开设有滑槽，所述滑槽的一侧开设有水平延伸的C型限位槽，所述连接杆与所述挤压板连接的一端设置有与所述C型限位槽适配的T型滑块。

在上述砂土地基加固装置的优选技术方案中，所述内芯杆靠近底部的位置设置有环形安装槽，所述挤压板底部的过滤布通过抱箍安装于所述环形安装槽。

在上述砂土地基加固装置的优选技术方案中，所述挤压板上开设有透水孔，所述挤压板外侧壁覆盖有过滤布。

有益效果：进一步使挤压部位的孔隙水及时排入储水空间内。

在上述砂土地基加固装置的优选技术方案中，所述驱动轴的顶端延伸至所述内芯杆的外部，并连接有从动齿轮，所述驱动装置连接有主动齿轮，所述主动齿轮通过传动链条与所述从动齿轮传动连接，所述内芯杆的底端设置有尖端。

有益效果：通过设置齿轮和传动链条传动，可以在设置多个加固装置时，使驱动装置通过传动链条同时驱动多个加固装置的挤压板挤压砂土地基土体，挤压出水效果更好。

另一方面，本发明提供了一种砂土地基加固方式，包括以下步骤：分散布置砂土地基加固装置，并将砂土地基加固装置插设于砂土地基内；使驱动装置驱动砂土地基加固装置的挤压板向远离内芯杆的方向活动，挤压板挤压砂土地基土体，使土体内的孔隙水通过过滤布进入内芯杆和挤压板形成的储水空间内；使用抽水泵将储水空间内的积水抽出；拔出砂土地基加固装置，并填埋砂石料。

在上述砂土地基加固方式的优选技术方案中，所述砂土地基加固装置的挤压板与连接杆可拆卸连接，所述步骤“拔出砂土地基加固装置，并填埋砂石料”具体包括以下步骤：将挤压板与连接杆拆卸，将挤压板底端的过滤布破除；拔出内芯杆，并填埋砂石料。

本方案的有益效果与上述砂土地基加固装置的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种砂土地基加固装置的初始状态的俯视图；

图2为本发明一种砂土地基加固装置的展开状态的俯视图；

图3为本发明一种砂土地基加固装置的内芯杆的正视图；

图4为本发明一种砂土地基加固装置的挤压板的内侧视图；

图5为本发明一种砂土地基加固装置的连接杆的示意图。

附图标记列表：1、内芯杆；11、底板；12、驱动轴；121、从动齿轮；13、驱动盘；131、弧形槽；14、环形安装槽；2、挤压板；21、滑槽；22、C型限位槽；3、连接杆；31、驱动柱；32、T型滑块；4、过滤布。

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。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示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”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明一种砂土地基加固装置的具体实施例：如图1至图3所示，一种砂土地基加固装置，包括内芯杆1和围设于内芯杆1外周的三片挤压板2。内芯杆1的底部设置有尖端，内部为中空结构，内芯杆1靠近底部尖端的位置设置有底板11。内芯杆1内部设置有沿竖向延伸的驱动轴12，驱动轴12的底端通过轴承与底板11转动连接。驱动轴12上沿竖向间隔均匀设置有四个驱动盘13，各驱动盘13上分别开设有三个弧形槽131，三个弧形槽131以驱动轴12为中心呈旋风状布置。

各挤压板2朝向内芯杆1的一侧设置有连接杆3，内芯杆1的侧壁开设有导向孔，连接杆3贯穿导向孔延伸至驱动盘13下方。各连接杆3位于内芯杆1内部的一端顶部固定连接有驱动柱31，驱动柱31向上穿设于对应的弧形槽131内，驱动柱31位于弧形槽131的首端时的中心与其位于弧形槽131末端时的中心之间的连线，位于驱动盘13的半径上，即驱动柱31在弧形槽131内滑动时是沿驱动盘13的半径活动。

相邻挤压板2之间以及挤压板2的底端与内芯杆1之间分别连接有过滤布4，驱动轴12连接有驱动装置，驱动装置驱动驱动轴12带动驱动盘13转动，驱动盘13上的弧形槽131驱动驱动柱31沿弧形槽131滑动，驱动柱31通过连接杆3带动挤压板2向靠近或远离内芯杆1的方向活动，相邻挤压板2之间以及挤压板2底部与内芯杆1之间的过滤布4随着挤压板2的活动收回形成褶皱或展开。其中，过滤布4可以是土工布，也可以是柔性的能够透水的其他材料的布料或过滤网等。

其中，挤压板2与连接杆3可拆卸连接，挤压板2底端的过滤布4与内芯杆1可拆卸连接。具体地，如图3、图4和图5所示，挤压板2朝向内芯杆1的一侧沿竖向开设有滑槽21，滑槽21的一侧开设有与连接杆3位置相对应的水平延伸的C型限位槽22，连接杆3与挤压板2连接的一端设置有与C型限位槽22适配的T型滑块32。内芯杆1靠近底部的位置设置有环形安装槽14，挤压板2底部的过滤布4通过抱箍安装于环形安装槽14。

安装时，连接杆3端部的T型滑块32沿滑槽21竖向滑动至C型限位槽22的位置，之后水平滑动进入C型限位槽22，完成连接杆3与挤压板2之间的安装连接，拆卸时反向操作即可，挤压板2底端的过滤布4靠近边缘的位置放置于内芯杆1的环形安装槽14内，之后通过抱箍将过滤布4紧密夹设在环形安装槽14内。

如图3所示，本实施例中，驱动轴12顶端延伸至内芯杆1的外部，并连接有从动齿轮121，驱动装置为电机，电机的输出轴连接有主动齿轮，主动齿轮通过传动链条与从动齿轮121传动连接。

需要说明的是，虽然上述实施例中挤压板设置有三片，但是这并不是对挤压板2设置数量的限制，在其他实施例中，挤压板还可设置为四片，驱动盘上的弧形槽设置数量相应变化即可。

此外，虽然上述实施例中，驱动轴上沿竖向间隔均匀设置有四个驱动盘，但是这也不是对驱动盘设置数量的限制，在其他实施例中，还可以根据内芯杆的长度，设置其他数量的驱动盘，例如，驱动轴上沿竖向间隔均匀设置五个驱动盘。

此外，为进一步及时排出挤压板挤压处的孔隙水，在其他实施例中，还可在挤压板上开设透水孔，挤压板外侧壁覆盖过滤布。

采用上述砂土地基加固装置的加固方式，主要包括以下步骤：

分散布置砂土地基加固装置，例如采用五根砂土地基加固装置，其中四根分别位于正方形的四个角，剩下的一根位于正方形中心，将砂土地基加固装置按照此布设方式插设于砂土地基内；

使驱动装置驱动砂土地基加固装置的挤压板2向远离内芯杆1的方向活动，挤压板2挤压砂土地基土体，使土体内的孔隙水通过过滤布4进入内芯杆1和挤压板2形成的储水空间内；

使用抽水泵将储水空间内的积水抽出；

拔出砂土地基加固装置，并填埋砂石料。

其中，“使驱动装置驱动砂土地基加固装置的挤压板2向远离内芯杆1的方向活动”具体包括以下步骤：

将五个砂土地基加固装置的驱动轴12上的从动齿轮121通过同一条传动链条与驱动装置的主动齿轮连接；

使驱动装置同时驱动五个砂土地基加固装置的驱动轴12逆时针转动，驱动轴12带动驱动盘13逆时针转动，驱动盘13上的弧形槽131推动驱动杆沿驱动盘13的半径向外活动，驱动杆通过连接杆3带动挤压板2向远离内芯杆1的方向活动，挤压板2向远离内芯杆1的方向活动。

其中，步骤“拔出砂土地基加固装置，并填埋砂石料”具体包括以下步骤：

将内芯杆1逆时针转动，使连接杆3端部的T型滑块32从C形限位槽内滑出至竖向滑槽21内；

破除挤压板2底端与内芯杆1之间的过滤布4；

拔出内芯杆1，并填埋砂石料。

需要说明的是，在拔出内芯杆1之前，还可以向内芯杆1和挤压板2之间先填埋部分砂石料，然后再拔出内芯杆1，避免内芯杆1拔出过程中，砂土地基土体和挤压板2向内倾覆。

本发明的砂土地基加固装置通过驱动装置使驱动轴带动驱动盘转动，进而使驱动盘上的弧形槽通过驱动杆带动连接杆沿贯穿内芯杆的方向活动，最终实现对挤压板的驱动，挤压板向远离内芯杆的方向活动时，能够从多个方向对砂土地基土体进行挤压，而且能够使砂土地基土体内的孔隙水从挤压板之间的过滤布迅速进入挤压板和内芯杆形成的储水空间内，实现孔隙水的及时排出。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种砂土地基加固装置，其特征在于，包括内芯杆和围设于内芯杆外周的多片挤压板，所述内芯杆内部设置有驱动轴，所述驱动轴上设置有驱动盘，所述驱动盘上开设有与所述挤压板数量相对应的弧形槽，所述弧形槽以驱动轴为中心呈旋风状布置，

各所述挤压板朝向内芯杆的一侧设置有连接杆，所述连接杆贯穿所述内芯杆的侧壁延伸至所述驱动盘下方，各所述连接杆上固定连接有驱动柱，所述驱动柱向上穿设于对应的弧形槽内，所述驱动柱位于所述弧形槽的首端时的中心与其位于弧形槽末端时的中心之间的连线，位于所述驱动盘的半径上，相邻所述挤压板之间以及所述挤压板的底端与所述内芯杆之间分别连接有过滤布，

所述驱动轴连接有驱动装置，所述驱动装置驱动所述驱动轴带动驱动盘转动，所述驱动盘上的弧形槽驱动所述驱动柱沿弧形槽滑动，所述驱动柱通过连接杆带动所述挤压板向靠近或远离内芯杆的方向活动；

能够从多个方向对砂土地基土体进行挤压，而且能够使砂土地基土体内的空隙水从挤压板之间的过滤布迅速进入挤压板和内芯杆形成的储水空间内，实现孔隙水的及时排出。

2.根据权利要求1所述的砂土地基加固装置，其特征在于，所述挤压板与所述连接杆可拆卸连接，所述挤压板底端的过滤布与所述内芯杆可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的砂土地基加固装置，其特征在于，所述挤压板朝向内芯杆的一侧沿竖向开设有滑槽，所述滑槽的一侧开设有水平延伸的C型限位槽，所述连接杆与所述挤压板连接的一端设置有与所述C型限位槽适配的T型滑块。

4.根据权利要求3所述的砂土地基加固装置，其特征在于，所述内芯杆靠近底部的位置设置有环形安装槽，所述挤压板底部的过滤布通过抱箍安装于所述环形安装槽。

5.根据权利要求4所述的砂土地基加固装置，其特征在于，所述挤压板上开设有透水孔，所述挤压板外侧壁覆盖有过滤布。

6.根据权利要求5所述的砂土地基加固装置，其特征在于，所述驱动轴的顶端延伸至所述内芯杆的外部，并连接有从动齿轮，所述驱动装置连接有主动齿轮，所述主动齿轮通过传动链条与所述从动齿轮传动连接，所述内芯杆的底端设置有尖端。

7.使用权利要求1-6中任一项所述的砂土地基加固装置对砂土地基进行加固的方法，其特征在于，包括以下步骤：

分散布置砂土地基加固装置，并将砂土地基加固装置插设于砂土地基内；

使驱动装置驱动砂土地基加固装置的挤压板向远离内芯杆的方向活动，挤压板挤压砂土地基土体，使土体内的孔隙水通过过滤布进入内芯杆和挤压板形成的储水空间内；

使用抽水泵将储水空间内的积水抽出；

拔出砂土地基加固装置，并填埋砂石料。

8.根据权利要求7所述的对砂土地基进行加固的方法，其特征在于，所述砂土地基加固装置的挤压板与连接杆可拆卸连接，所述步骤“拔出砂土地基加固装置，并填埋砂石料”具体包括以下步骤：

将挤压板与连接杆拆卸，将挤压板底端的过滤布破除；

拔出内芯杆，并填埋砂石料。