[發明專利]富高承載力自膨脹擠密樁加固軟土路基施工裝置及方法

有效

• 申請號: 202110485775.2
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113174951B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 林靖;林在健;陳海燕
• 申請（專利權）人: 福建永宏建設工程有限公司
• 主分類號: E02D7/06
• 分類號: E02D7/06;E01C3/04;E01C3/06
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 譚松

本申請涉及一種富高承載力自膨脹擠密樁加固軟土路基施工裝置及方法，其包括第一機架、滑移連接于第一機架上的鋼管以及滑移連接于鋼管內壁的樁桿，所述樁桿沿鋼管的長度方向往返滑移，所述第一機架上設置有帶動鋼管移動的第一驅動機構以及帶動樁桿沿鋼管的長度方向往返移動的第二驅動機構；所述樁桿遠離第一驅動機構的一端周壁嵌設有用于排放吸水填料的排料機構；所述樁桿遠離第二驅動機構的一端周壁凸出設置有導向塊，所述排料機構位于導向塊靠近第一驅動機構的一側。本申請具有降低擠密樁機在將樁桿從樁孔內拔出時消耗的能源的效果。

技術領域

本申請涉及路基施工的領域，尤其是涉及一種富高承載力自膨脹擠密樁加固軟土路基施工裝置及方法。

背景技術

公路結構由三部分組成，分別為路面、路基和地基，其中路基的穩定性對于高速公路的正常運營起著相當重要的作用；若在修建公路必須經過土質為軟土層的區域時，需對軟土層進行地基處理，從而避免后期地基產生沉降或沉降過大等現象。

在軟土層的區域內修建地基時，通常會采用擠密樁的施工方式來改善軟土層的原本性質，從而實現對地基的加固；擠密樁是將帶有管塞、活門或錐頭的鋼管壓入或打入土中成孔并使土層擠密，然后往孔內投入灰土、砂石等填料形成的樁。

針對上述中的相關技術，發明人認為：在樁桿壓入土層內部成孔后，由于軟土層的地質特性，土壤中水分含量較高，導致土層的流動性較大，將樁桿從樁孔內拔出時，樁孔的內壁對拉應力較大，從而導致擠密樁機在將樁桿從樁孔內拔出時消耗的能源增加。

發明內容

為了降低擠密樁機在將樁桿從樁孔內拔出時消耗的能源，本申請提供一種富高承載力自膨脹擠密樁加固軟土路基施工裝置及方法。

第一方面，本申請提供一種富高承載力自膨脹擠密樁加固軟土路基施工裝置，采用如下的技術方案：

一種富高承載力自膨脹擠密樁加固軟土路基施工裝置及方法，包括第一機架、滑移連接于第一機架上的鋼管以及滑移連接于鋼管內壁的樁桿，所述樁桿沿鋼管的長度方向往返滑移，所述第一機架上設置有帶動鋼管移動的第一驅動機構以及帶動樁桿沿鋼管的長度方向往返移動的第二驅動機構；所述樁桿遠離第一驅動機構的一端周壁嵌設有用于排放吸水填料的排料機構；所述樁桿遠離第二驅動機構的一端周壁凸出設置有導向塊，所述排料機構位于導向塊靠近第一驅動機構的一側。

通過采用上述技術方案，夯擊地面成孔時，通過第二驅動機構帶動樁桿在鋼管內部向遠離地面的方向移動，樁桿受自重下落至地面后成孔；由于樁桿在夯擊地面時，樁桿收到壓應力和拉應力的交替作用，拉應力呈橄欖型分布，樁底土越軟，拉應力越大；樁周土強度越高，樁身拉應力越小；樁桿沉入地面內部時，排料機構向剛剛成型的孔壁排放吸水填料，迫使軟土層內靠近樁孔附近的水分被大量吸收，實現對軟土層的土壤改善，提高樁桿附近土壤的強度；從而減少對樁桿周壁的拉應力，從而降低擠密樁機在將樁桿從樁孔內拔出時消耗的能源；同時還可以提高孔壁的穩定性；設置導向塊凸出于樁桿周壁，迫使排料機構和孔壁之間具有一定的間距，有利于排料組件將吸水填料排放至孔壁上。

可選的，所述排料機構包括嵌設于樁桿內的出料管和設置于出料管一端的噴頭，所述出料管遠離噴頭的一端貫穿樁桿并連接有柱塞泵，所述柱塞泵的輸入端連接有供料機構。

通過采用上述技術方案，當需要對剛剛成型的孔壁排放吸水填料時，啟動柱塞泵將供料機構內已完成攪拌的吸水填料吸入出料管內，最后由噴頭噴出至孔壁浸入土壤，將樁桿附近的土壤強度加強。

可選的，所述樁桿靠近導向塊的一端側壁內凹設置有可供噴頭安裝的環形槽，所述環形槽內設置有覆蓋噴頭的環形網板。

通過采用上述技術方案，開設環形槽安裝噴頭，避免噴頭凸出樁桿周壁，安裝環形網板覆蓋噴頭，減少樁身沉入地面后，擠入環形槽內的土壤，且當開啟柱塞泵后，由于噴頭噴出的吸水填料具有水壓，且由于具有導向塊，迫使樁桿的周壁與成型的孔壁之間具有一定的間距，便于將堵塞于環形網板里面的土壤沖出，從而實現吸水填料對土壤的浸入。