一种高频协振处置湿陷性黄土的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高频协振处置湿陷性黄土的装置及方法，包括履带式行驶系统、工作底盘以及安装于工作底盘上的液压伸缩变幅系统、直立桁架、高频振动油锤、钻杆中埋式高压管道、拖曳钢丝绳、卷扬拖曳系统、支撑桁架液压伸缩装置、伸缩式支撑桁架、送土器水平液压伸缩装置、送土器垂直液压伸缩装置、送土器水平固定桁架、送土器切送土螺旋刀盘及操作控制系统，该装置及方法具有施工简便、施工速度快，施工效果好及造价低的特点。

A device and method of disposing collapsible loess by high frequency CO vibration

【技术实现步骤摘要】
一种高频协振处置湿陷性黄土的装置及方法
本专利技术属于土工作业领域，涉及一种高频协振处置湿陷性黄土的装置及方法。
技术介绍
随着我国经济持续高速发展，高速铁路、高速公路的建设得到了飞速的发展，路基工程的规模和范围日益扩大，路基施工能遇到各种各样的复杂地形和地址环境，其中湿陷性黄土就是危害性较大的一种，一是湿陷性黄土的分布的范围广，我国湿陷性黄土主要分布在山西、陕西、甘肃的大部分地区，河南西部和宁夏、青海、河北的部分地区，此外，新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区和山东、辽宁、黑龙江等省，局部地区亦分布有湿陷性黄土；二是湿陷性黄土处理难度大、湿陷性具有一定的突发性，湿陷性黄土是一种特殊性质的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育，在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小，当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低，故在湿陷性黄土地区进行铁路、公路路基工程施工建设中，应根据线路交通的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制进行严格程度，主要病害有路基线路发生整体沉陷、变形、凹陷、开裂，线路边坡发生崩塌、剥落，路基底部易被水冲蚀成土洞和暗河。为保证路基的稳定，在湿陷性黄土地区施工应注意采取特殊的加固措施，减轻或消除其湿陷性，应采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对线路产生危害，湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除黄土的湿陷性，提高地基的承载力，湿陷性黄土路基处理施工除采用防止地表水下渗的措施外，国内外使用较多的地基处理方法：换土法、重锤表层夯实、强夯法、挤密法+桩板结构、长短桩复合地基处理、爆扩桩、桩基础、预浸水法、化学加固法等方法，各类地基的处理方法都应因地制宜，通过技术比较后合理选用，不同程度存在工作量大、花费劳力多、施工现场占地大、工期长、造价高等缺点。所以迫切需要一种施工简便、速度快、效果好、造价低的处置湿陷性黄土的方法与装置，在湿陷性黄土地区进行建设，强调以地基处理为主的综合措施，即以治本为主，治标为辅，标本兼治，突出重点，消除隐患，防止地基湿陷，要保证建筑工程质量和建(构)筑物的安全使用，要做到技术先进、经济合理、保护环境，要能优质高效的完成作业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高频协振处置湿陷性黄土的装置及方法，该装置及方法具有施工简便、施工速度快，施工效果好及造价低的特点。为达到上述目的，本专利技术所述的高频协振处置湿陷性黄土的装置包括履带式行驶系统、工作底盘以及安装于工作底盘上的液压伸缩变幅系统、直立桁架、高频振动油锤、钻杆中埋式高压管道、拖曳钢丝绳、卷扬拖曳系统、支撑桁架液压伸缩装置、伸缩式支撑桁架、送土器水平液压伸缩装置、送土器垂直液压伸缩装置、送土器水平固定桁架、送土器切送土螺旋刀盘及操作控制系统；履带式行驶系统位于工作底盘的底部，液压伸缩变幅系统位于工作底盘上，液压伸缩变幅系统的输出轴与直立桁架的中部相连接，其中，液压伸缩变幅系统的输出轴倾斜分布，直立桁架的侧面沿轴向设置有油锤限导滑行轨道，高频振动油锤的侧面滑动连接于油锤限导滑行轨道上，直立桁架的侧面设置有用于对高频振动油锤进行轴向限位的钻杆导向限位装置，钻杆中埋式高压管道的上端与高频振动油锤底部的输出轴相连接，钻杆中埋式高压管道的下端设置有锯齿形十字钻头，拖曳钢丝绳的一端与卷扬拖曳系统相连接，拖曳钢丝绳的另一端绕过直立桁架顶部的滑轮后与高频振动油锤相连接；支撑桁架液压伸缩装置的上端固定于直立桁架的底部，支撑桁架液压伸缩装置的下端与伸缩式支撑桁架的侧面相连接，送土器水平液压伸缩装置的一端与伸缩式支撑桁架的侧面相连接，送土器水平液压伸缩装置的另一端与送土器垂直液压伸缩装置的上端相连接，送土器水平固定桁架固定于送土器垂直液压伸缩装置的下端，送土器切送土螺旋刀盘固定于送土器水平固定桁架的底部；操作控制系统的输出端与履带式行驶系统的控制端、液压伸缩变幅系统的控制端、高频振动油锤的控制端、支撑桁架液压伸缩装置的控制端、送土器水平液压伸缩装置的控制端、送土器垂直液压伸缩装置的控制端及送土器切送土螺旋刀盘的控制端相连接。钻杆中埋式高压管道的侧面设置有若干钻杆中埋高压管道喷口，高压气体装置的出口及高压水装置的出口均与钻杆中埋式高压管道的内部相连通。锯齿形十字钻头的底部固定有带孔圆形振动板。还包括用于驱动卷扬拖曳系统的动力系统以及用于提供液压油的储油箱。高压气体装置的出口及高压水装置的出口通过高压水气管路与钻杆中埋式高压管道的内部相连通。还包括用于为高频振动油锤供油的高压输油管。本专利技术所述的高频协振处置湿陷性黄土的方法包括以下步骤：1)通过操作控制系统操作控制履带式行驶系统走行至桩位，再控制液压伸缩变幅系统使直立桁架垂直竖立于桩后预设距离处，并使十字型钻杆和锯齿形十字钻头处于设计位置；然后控制支撑桁架液压伸缩装置伸长，使伸缩式支撑桁架固定支撑在地面上，再控制卷扬拖曳系统，通过拖曳钢丝绳使高频振动油锤及十字型钻杆沿油锤限导滑行轨道向下运动，并在钻杆导向限位装置作用下，使锯齿形十字钻头定位在处理桩的正中心位置处；2)启动高频振动油锤，通过高压输油管向高频振动油锤供油，使高频振动油锤高频振动带动十字型钻杆及锯齿形十字钻头向下钻进，同时启动高压气体装置，通过高压水气管路向钻杆中埋式高压管道供高压气体，并通过钻杆中埋高压管道喷口中喷射出来切割桩周土体上，当依次钻进到设计位置时，停止高频振动油锤及高压气体的供给，启动卷扬拖曳系统，通过拖曳钢丝绳使高频振动油锤及十字型钻杆沿油锤限导滑行轨道上升，并最终使得锯齿形十字钻头上升至高于地面线的位置处；3)在锯齿形十字钻头的底部安装带孔圆形振动板，同时控制送土器水平液压伸缩装置及送土器垂直液压伸缩装置，使送土器水平固定桁架及送土器切送土螺旋刀盘处于设计的工作位置处，启动高频振动油锤，通过高压输油管向高频振动油锤供油，使高频振动油锤高频振动带动十字型钻杆及锯齿形十字钻头向下钻进，同时启动高压气体装置，高压气体通过高压水气管路及钻杆中埋式高压管道从钻杆中埋高压管道喷口中喷射出来切割桩周土体，使带孔圆形振动板到达设计位置的底部，关闭高压气体装置，停止高压气体输送，启动高压水装置，高压水通过高压水气管路和钻杆中埋式高压管道从钻杆中埋高压管道喷口中喷射出来浸润桩周土体，喷射水量的大小要按设计规范的要求并经现场多次试验确定，同时启动卷扬拖曳系统，通过拖曳钢丝绳将高频振动油锤及十字型钻杆沿油锤限导滑行轨道上升，使锯齿形十字钻头及带孔圆形振动板上升设计振冲高度时停止上升，随后启动高频振动油锤，通过高压输油管向高频振动油锤供油，使高频振动油锤高频振动带动十字型钻杆、锯齿形十字钻头及带孔圆形振动板向下振冲，每层达到设计的振冲时间或者振冲压缩的高度后停止振冲，然后向上提升至设计的高度后再次向下振冲压缩，依次循环达到施工原地面为止，钻头要略高于施工作业面，在循环提升及振冲振实的同时，启动送土器切送土螺旋刀盘，通过送土器切送土螺旋刀盘连续向钻孔内补充振冲压实所需的土量，直至振冲处置结束。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频协振处置湿陷性黄土的装置，其特征在于，包括履带式行驶系统(1)、工作底盘(2)以及安装于工作底盘(2)上的液压伸缩变幅系统(7)、直立桁架(9)、高频振动油锤(13)、钻杆中埋式高压管道(15)、拖曳钢丝绳(8)、卷扬拖曳系统(5)、支撑桁架液压伸缩装置(22)、伸缩式支撑桁架(21)、送土器水平液压伸缩装置(23)、送土器垂直液压伸缩装置(24)、送土器水平固定桁架(25)、送土器切送土螺旋刀盘(26)及操作控制系统(6)；/n履带式行驶系统(1)位于工作底盘(2)的底部，液压伸缩变幅系统(7)位于工作底盘(2)上，液压伸缩变幅系统(7)的输出轴与直立桁架(9)的中部相连接，其中，液压伸缩变幅系统(7)的输出轴倾斜分布，直立桁架(9)的侧面沿轴向设置有油锤限导滑行轨道(10)，高频振动油锤(13)的侧面滑动连接于油锤限导滑行轨道(10)上，直立桁架(9)的侧面设置有用于对高频振动油锤(13)进行轴向限位的钻杆导向限位装置(16)，钻杆中埋式高压管道(15)的上端与高频振动油锤(13)底部的输出轴相连接，钻杆中埋式高压管道(15)的下端设置有锯齿形十字钻头(19)，拖曳钢丝绳(8)的一端与卷扬拖曳系统(5)相连接，拖曳钢丝绳(8)的另一端绕过直立桁架(9)顶部的滑轮后与高频振动油锤(13)相连接；/n支撑桁架液压伸缩装置(22)的上端固定于直立桁架(9)的底部，支撑桁架液压伸缩装置(22)的下端与伸缩式支撑桁架(21)的侧面相连接，送土器水平液压伸缩装置(23)的一端与伸缩式支撑桁架(21)的侧面相连接，送土器水平液压伸缩装置(23)的另一端与送土器垂直液压伸缩装置(24)的上端相连接，送土器水平固定桁架(25)固定于送土器垂直液压伸缩装置(24)的下端，送土器切送土螺旋刀盘(26)固定于送土器水平固定桁架(25)的底部；/n操作控制系统(6)的输出端与履带式行驶系统(1)的控制端、液压伸缩变幅系统(7)的控制端、高频振动油锤(13)的控制端、支撑桁架液压伸缩装置(22)的控制端、送土器水平液压伸缩装置(23)的控制端、送土器垂直液压伸缩装置(24)的控制端及送土器切送土螺旋刀盘(26)的控制端相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高频协振处置湿陷性黄土的装置，其特征在于，包括履带式行驶系统(1)、工作底盘(2)以及安装于工作底盘(2)上的液压伸缩变幅系统(7)、直立桁架(9)、高频振动油锤(13)、钻杆中埋式高压管道(15)、拖曳钢丝绳(8)、卷扬拖曳系统(5)、支撑桁架液压伸缩装置(22)、伸缩式支撑桁架(21)、送土器水平液压伸缩装置(23)、送土器垂直液压伸缩装置(24)、送土器水平固定桁架(25)、送土器切送土螺旋刀盘(26)及操作控制系统(6)；
履带式行驶系统(1)位于工作底盘(2)的底部，液压伸缩变幅系统(7)位于工作底盘(2)上，液压伸缩变幅系统(7)的输出轴与直立桁架(9)的中部相连接，其中，液压伸缩变幅系统(7)的输出轴倾斜分布，直立桁架(9)的侧面沿轴向设置有油锤限导滑行轨道(10)，高频振动油锤(13)的侧面滑动连接于油锤限导滑行轨道(10)上，直立桁架(9)的侧面设置有用于对高频振动油锤(13)进行轴向限位的钻杆导向限位装置(16)，钻杆中埋式高压管道(15)的上端与高频振动油锤(13)底部的输出轴相连接，钻杆中埋式高压管道(15)的下端设置有锯齿形十字钻头(19)，拖曳钢丝绳(8)的一端与卷扬拖曳系统(5)相连接，拖曳钢丝绳(8)的另一端绕过直立桁架(9)顶部的滑轮后与高频振动油锤(13)相连接；
支撑桁架液压伸缩装置(22)的上端固定于直立桁架(9)的底部，支撑桁架液压伸缩装置(22)的下端与伸缩式支撑桁架(21)的侧面相连接，送土器水平液压伸缩装置(23)的一端与伸缩式支撑桁架(21)的侧面相连接，送土器水平液压伸缩装置(23)的另一端与送土器垂直液压伸缩装置(24)的上端相连接，送土器水平固定桁架(25)固定于送土器垂直液压伸缩装置(24)的下端，送土器切送土螺旋刀盘(26)固定于送土器水平固定桁架(25)的底部；
操作控制系统(6)的输出端与履带式行驶系统(1)的控制端、液压伸缩变幅系统(7)的控制端、高频振动油锤(13)的控制端、支撑桁架液压伸缩装置(22)的控制端、送土器水平液压伸缩装置(23)的控制端、送土器垂直液压伸缩装置(24)的控制端及送土器切送土螺旋刀盘(26)的控制端相连接。


2.根据权利要求1所述的高频协振处置湿陷性黄土的装置，其特征在于，钻杆中埋式高压管道(15)的侧面设置有若干钻杆中埋高压管道喷口(18)，高压气体装置(28)的出口及高压水装置(27)的出口均与钻杆中埋式高压管道(15)的内部相连通。


3.根据权利要求2所述的高频协振处置湿陷性黄土的装置，其特征在于，锯齿形十字钻头(19)的底部固定有带孔圆形振动板(20)。


4.根据权利要求1所述的高频协振处置湿陷性黄土的装置，其特征在于，还包括用于驱动卷扬拖曳系统(5)的动力系统(4)以及用于提供液压油的储油箱(3)。


5.根据权利要求1所述的高频协振处置湿陷性黄土的装置，其特征在于，高压气体装置(28)的出口及高压水装置(27)的出口通过高压水气管路(12)与钻杆中埋式高压管道(15)的内部相连通。


6.根据权利要求1所述的高频协振处置湿陷性黄土的装置，其特征在于，还包括用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯杰，陈兵，丁德鹏，王松波，富成玮，
申请(专利权)人：中铁十七局集团第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61