[發明專利]深層共振密實加固雜填土地基的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011471771.0
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112609673B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 程遠
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12;E02D3/054
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 程世芳

1.深層共振密實加固雜填土地基的裝置，其特征在于：包括移動裝置及與移動裝置控制連接的振動裝置，移動裝置上設有高壓水泵和高壓泥漿泵，振動裝置包括振動錘及設于振動錘下方的振動桿，且振動錘的振動頻率由移動裝置的控制系統控制；

振動桿上還設有水平布設的注射口以及與注射口連通的沿軸向貫穿布設的通孔，且注射口通過配設的管道與高壓水泵和高壓泥漿泵連通，高壓水泵和高壓泥漿泵在控制系統的控制下通過振動桿的通孔向雜填土地基注水和可凝固漿液；

振動裝置與移動裝置之間還設有豎向布置的導向架，且導向架與移動裝置支撐連接，而振動裝置在移動裝置的控制系統作用下驅使振動錘和振動桿沿導向架豎向滑動；

該裝置的施工方法，包括以下步驟：

1)施工準備，場地平整：施工設備進場，場地平整，清除較為突出障礙物；

2)放線、確定振點位置：根據設計圖紙在平整好的施工場地放出點位，并用竹簽或木樁標定；

3)振動桿就位：移動裝置攜帶移動裝置控制連接的振動裝置移動到指定點位并對中，調整移動裝置的平整度，保證振動桿的垂直度；

4)振動下沉：打開高壓水泵，并啟動振動錘，移動裝置內控制系統控制振動錘下沉速度，使振動錘在高頻振動和其自重作用下將振動桿沉入土層中，直到設計深度，關閉高壓水泵；

5)底部留振：待振動桿下沉至設計處理深度時調整振動錘的振動頻率至振動桿-土系統的共振頻率，進行留振，形成雜填土共振密實區；

共振頻率利用以下公式進行計算：

其中，振動錘總重量M₁、激振器重量M₂、除激振器以外的振動錘參振重量M₁-M₂、振動桿重量M₃、導向架剛度K₁、振動錘剛度K₂、地層剛度K₃；

6)振動提升：留振結束后，打開高壓泥漿泵，調節振動錘頻率使振動桿按照設計速度以高頻率逐漸提升至地面，形成起輔助加固作用的可凝固漿液與雜填土混合區域；

7)下落密實：關閉振動錘，振動錘和振動桿通過導向架提升并脫離地面，然后使振動錘和振動桿沿著導向架自由下落，以壓實振孔內部松散土體，并形成密實沉降區；

8)依次振點施工：移動裝置攜帶移動裝置控制連接的振動裝置依次對現場標注振點進行振動密實，直至所有振點處理完畢，施工過程中會在相鄰振點形成共振密實疊加區；

9)場地平整，施工結束：對密實加固后的場地，用振動壓路機對現場表層土進行壓實整平，對部分地面凹陷嚴重，可就近取原狀土進行振動碾壓密實至與地面平行。

2.根據權利要求1所述的深層共振密實加固雜填土地基的裝置，其特征在于：所述移動裝置的后端還設有用于供料的漿桶。

3.根據權利要求1所述的深層共振密實加固雜填土地基的裝置，其特征在于：所述導向架與移動裝置之間還設有傾斜布設的支撐桿。

4.根據權利要求1所述的深層共振密實加固雜填土地基的裝置，其特征在于：所述高壓水泵的注水壓力范圍為0.5MPa～0.9MPa。

5.根據權利要求1所述的深層共振密實加固雜填土地基的裝置，其特征在于：所述高壓泥漿泵的注漿壓力范圍為0.4MPa～0.6MPa。

6.根據權利要求1所述的深層共振密實加固雜填土地基的裝置方法，其特征在于：步驟4)所述高頻振動的頻率范圍為30Hz～50Hz。

7.根據權利要求1所述的深層共振密實加固雜填土地基的裝置方法，其特征在于：步驟5)中留振時間不少于1min。

8.根據權利要求1所述的深層共振密實加固雜填土地基的裝置方法，其特征在于：步驟6)中高壓泥漿泵中可凝固漿液的水灰比范圍為0.8:1～1:1。