一种软土地基处理装置及地基处理施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种软土地基处理装置，属于地基处理技术领域。其技术方案为：一种软土地基处理装置，包括桩靴，桩靴上设置有桩管并随所述桩靴下沉至地下；所述桩管内设有套管，所述套管下端管壁上设有滤水孔，所述套管的上端通过排水管连接抽水装置；还包括注浆管，所述注浆管上端连接注浆系统，另一端穿进所述套管内；通过桩靴及桩管形成桩基孔，套管与桩管之间填充成砂井，利用套管下端滤水孔及抽水泵进行复合桩基排水固结，之后再插入注浆管，拔出套管，进行注浆，形成复合复合桩基。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术结合了排水固结处理和复合桩基处理两种软土地基处理的方式，使得软土地基处理经济高效，提高地基处理质量。

【技术实现步骤摘要】
一种软土地基处理装置及地基处理施工方法
本专利技术涉及地基处理领域，尤其涉及一种软土地基处理装置。
技术介绍
当前软土地基处理常采用排水固结等处理方法，或采用复合桩基。排水固结多采用塑料排水带、袋装砂井等处理方法，复合桩基多采用高压旋喷桩、搅拌桩等处理方式；现有技术中还有使用土工布袋注浆或真空囊袋的处理方式，但通常现场多选取以上的某一种处理方法，如单独采用排水固结处理软土地基，工期长，处理效果难以保证，砂井及塑料排水带无法充分利用，浪费资源；单独采用复合桩基，原状软土承载力低，软土地层承载力发挥有限，对桩的承载力要求较高，同时为调整桩土应力比，需要较厚的褥垫层，经济性差；土工布袋注浆的方式没有排水固结过程，工程效率较低；真空囊袋的处理方式，采用的注浆浆液一般是纯水泥或其他混合浆液，其复合桩基强度不够好。综上，现有的软土地基处理方式，工期长、处理效果难以保证、经济性差。
技术实现思路
针对上述现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种软土地基处理装置及地基处理施工方法，本专利技术结合了排水固结和复合桩以及囊袋扩充的优势，并且优化了施工流程，采用砂井填砂，规避袋装砂井处理软土地层时，装砂繁琐、砂井贯通地层长期不稳定等问题，同时，充分利用砂井渗水断面大、排水效果好的优势，加快地基处理速度，且充分利用砂井的砂子，注浆后的成桩质量大大提高，比纯水泥浆液的复合桩基强度要大很多，这样就能够充分发挥桩土承载力的协调性，有效提高地基承载力；并且由于复合桩的存在，可以根据需求降低排水固结的时间，提高施工效率；根据排水固结的效果，分批次有序注浆成桩，能够有效控制不均匀沉降；同时由于本专利技术的砂井口径较小，采用的施工机械及施工方法也较为简单经济。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种软土地基处理装置，包括桩靴，所述桩靴的上端面设有定位环，所述定位环的外径小于所述圆柱的外径，所述桩靴上且位于所述定位环的中心设有定位柱；所述定位环的外侧设有桩管，所述桩管的底部抵在所述桩靴；所述定位柱外侧设有套管，所述套管的下端管壁上设置有若干个滤水孔，所述套管的上端通过排水管连接抽水装置；还包括注浆管，所述注浆管的管外径小于所述套管内径，所述注浆管上端连接注浆系统，另一端穿进所述套管并抵在所述定位柱上；所述桩管、所述套管以及所述注浆管的上端均伸出地面，且所述注浆管的伸出端高于所述套管。所述桩靴和所述桩管下沉形成桩孔，拔出所述桩管同时在所述套管和所述桩管之间填砂，形成砂井，所述套管上端连接抽水装置，地层的水从所述滤水孔渗入并被抽出，对地层进行排水固结，排水固结过程完成后插入所述注浆管，拔出所述套管，注浆后浆液与所述砂井形成复合桩基。为了方便施工，进一步，所述桩管为若干节钢管一通过螺纹连接而成；所述套管由若干节钢管二通过螺纹连接而成，所述套管的最底层的一节钢管二的外壁上均布有不大于1.5mm的滤水孔。进一步，所述注浆管的管壁中部周向均布有若干个内径不小于3mm的注浆小孔，所述注浆管上且与所述注浆小孔对应的位置套设有注浆囊袋，所述注浆囊袋通过所述注浆小孔与所述注浆管连通。所述注浆囊袋内注入浆液会膨胀，进而挤压所述砂井，在所述复合桩基上形成扩大体，能够改善复合桩基的受力情况，提高所述复合桩基的稳定性和强度。考虑到所述注浆囊袋是安装在所述注浆管上的，不能影响所述注浆管的抽离，进一步，所述注浆管上且与所述注浆小孔对应的位置套设有支撑管，所述支撑管两端设有向内凸起的弹性片，所述注浆管的管壁上且在相对于所述弹性片的位置设有凹槽，所述弹性片卡入所述凹槽；所述支撑管中间设有与所述注浆小孔对应的通孔，所述注浆小孔与所述通孔内设有橡胶导管，所述橡胶导管设置在所述注浆管内的一端设有外翻边，所述外翻边抵在所述注浆管的内壁上；所述注浆囊袋为上下开口的橡胶套，所述橡胶套的上下端通过卡环套设在所述支撑管的两端。所述弹性片卡入所述凹槽，防止所述支撑管脱落或转动；所述橡胶导管伸出所述支撑管的一端长度约为2-3mm，最终所述扩大体形成后，由于所述支撑管与所述注浆管是通过所述弹性片卡接，所述注浆管抽离时会将所述弹性片顶出，所述支撑管不会被所述注浆管带出，同时所述橡胶导管将被所述注浆管带出，所述注浆管能够顺利抽出。进一步，当需要在所述复合桩基上形成多个所述扩大体时，进一步，在所述注浆管上间隔设置若干组所述注浆小孔，并分别套设所述支撑管以及所述注浆囊袋。但是当需要在所述复合桩基上形成一个较大的所述扩大体时，此时随着所述注浆囊袋及所述支撑管的尺寸增大而重量增加，所述弹簧片的卡接力度可能不足会导致所述支撑管脱落，故此情况在施工时，在所述注浆管上且位于所述支撑管的上方焊接若干弹性爪，所述弹性爪下端夹紧设置在所述注浆囊袋外侧，确保所述注浆管插入时所述支撑管不脱落，当扩大体形成时，会将所述弹性爪撑起，进而所述注浆管能够顺利抽出。进一步，所述支撑管为壁厚小于1mm的钢管。当所述注浆管下压，下端口封堵后，浆液会被注入所述注浆囊袋内，为了更好的封堵所述注浆管的下端出口，进一步，所述定位柱上端的中心固定设有橡胶堵头，所述橡胶堵头为圆锥体且锥尖朝上。所述注浆管下压时，所述橡胶堵头可以嵌入所述注浆管的下端口。进一步，所述桩靴由混凝土预制而成。考虑到，所述注浆管插入至所述桩靴时，如果偏心，会造成所述注浆管的下端口无法被完全封堵，而导致所述注浆囊袋膨胀度不足，还会导致所述注浆囊袋位置偏心，进而导致所述注浆囊袋膨胀时，周围的所述砂井受力不均匀，降低所述扩大体的成型质量。进一步，地层上设置一个注浆管辅助装置，所述注浆管辅助装置包括支架，所述支架上转动设有双向丝杆，所述双向丝杆的两端通过螺纹连接设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母的内侧设置有夹持板，所述支架上设置有导向杆，所述夹持板套接在所述导向杆上，两个所述夹持板的相对面设有V型槽；所述夹持板的内侧且位于所述V形槽的正上方通过弹簧设置有弧形板，所述夹持板上且与所述弧形板相对应的位置通过螺纹连接设置有螺杆，所述螺杆顶在所述弧形板上。转动所述双向丝杆能够使所述V形槽用来夹持所述套管，调节所述螺杆能够调整所述弧形板与所述注浆管的间距；所述注浆管辅助装置可以协助所述注浆管插入时可以不偏心，并且注浆时，所述夹持板还可以确保所述注浆管的稳定性；当注浆完毕后，向上抽离所述注浆管时会比较费力，进一步，所述夹持板上且位于所述弧形板的上方设置有固定板，所述固定板上水平设有电机，所述电机的驱动轴上连接有辊轮，所述辊轮设置在所述注浆管的两侧且与所述导向杆平行。所述辊轮抵在所述注浆管的外壁，两电机轴的旋转速度相同，旋转方向相反，所述辊轮可以带动所述注浆管向上运动，不仅可以提高所述注浆管抽离的效率，还能使得抽离过程更加稳定。一种利用上述的软土地基处理装置来处理地基的施工方法，包括以下步骤：步骤1：在地层上铺设褥垫层，并在所述褥垫层上确定桩位，然后将所述桩靴放置在桩位上，准备下沉；步骤2：将带有滤水孔的所述钢管二的下端卡接在所述定位柱上；步骤3：将一节钢管一卡接在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软土地基处理装置，其特征在于，包括桩靴（1），所述桩靴（1）的上端面设有定位环（101），所述定位环（101）的外径小于所述桩靴（1）的外径，所述桩靴（1）上且位于所述定位环（101）的中心设有定位柱（102）；所述定位环（101）的外侧设有桩管（2），所述桩管（2）的底部抵在所述桩靴（1）；/n所述定位柱（102）外侧设有套管（3），所述套管（3）的下端管壁上设置有若干个滤水孔（301），所述套管（3）的上端通过排水管连接抽水装置；/n还包括注浆管（4），所述注浆管（4）的外径小于所述套管（3）内径，所述注浆管（4）上端连接注浆系统，另一端穿进所述套管（3）并抵在所述定位柱（102）上；/n所述桩管（2）、所述套管（3）以及所述注浆管（4）的上端均伸出地面，且所述注浆管（4）的伸出端高于所述套管（3）。/n

【技术特征摘要】
1.一种软土地基处理装置，其特征在于，包括桩靴（1），所述桩靴（1）的上端面设有定位环（101），所述定位环（101）的外径小于所述桩靴（1）的外径，所述桩靴（1）上且位于所述定位环（101）的中心设有定位柱（102）；所述定位环（101）的外侧设有桩管（2），所述桩管（2）的底部抵在所述桩靴（1）；
所述定位柱（102）外侧设有套管（3），所述套管（3）的下端管壁上设置有若干个滤水孔（301），所述套管（3）的上端通过排水管连接抽水装置；
还包括注浆管（4），所述注浆管（4）的外径小于所述套管（3）内径，所述注浆管（4）上端连接注浆系统，另一端穿进所述套管（3）并抵在所述定位柱（102）上；
所述桩管（2）、所述套管（3）以及所述注浆管（4）的上端均伸出地面，且所述注浆管（4）的伸出端高于所述套管（3）。


2.根据权利要求1所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述桩管（2）为若干节钢管一通过螺纹连接而成；所述套管（3）由若干节钢管二通过螺纹连接而成，所述套管（3）的最底层的一节钢管二的外壁上均布有所述滤水孔（301）。


3.根据权利要求2所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述注浆管（4）的管壁中部周向均布有若干个注浆小孔，所述注浆管（4）上且与所述注浆小孔对应的位置套设有注浆囊袋（5），所述注浆囊袋（5）通过所述注浆小孔与所述注浆管（4）连通。


4.根据权利要求3所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述注浆管（4）上且与所述注浆小孔对应的位置套设有支撑管（501），所述支撑管（501）两端设有向内凸起的弹性片（504），所述注浆管（4）的管壁上与所述弹性片（504）对应的位置设有凹槽，所述弹性片（504）卡入所述凹槽；所述支撑管（501）中间设有与所述注浆小孔对应的通孔（502），所述注浆小孔与所述通孔（502）内设有橡胶导管（401），所述橡胶导管（401）设置在所述注浆管（4）内的一端设有外翻边，所述外翻边抵在所述注浆管（4）的内壁上；
所述注浆囊袋（5）为上下开口的橡胶套，所述橡胶套的上下端通过卡环（503）套设在所述支撑管（501）的两端。


5.根据权利要求3所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述支撑管（501）为壁厚小于1mm的钢管。


6.根据权利要求1所述的软土地基处理装置，其特征在于，根据权利要求1所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述定位柱（102）上端的中心固定设有橡胶堵头（103），所述橡胶堵头（103）为圆锥体且锥尖朝上，所述注浆管（4）抵在所述橡胶堵头（103）上。


7.根据权利要求1-6任意一项所述的软土地基处理装置，其特征在于，还包括注浆管辅助装置（6），所述注浆管辅助装置（6）包括支架（601），所述支架（601）上转动设有双向丝杆（602），所述双向丝杆（602）的两端通过螺纹连接设置有丝杠螺母（603），所述丝杠螺母（603）的内侧设置有夹持板（604），所述支架（601）上设置有导向杆（609），所述夹持板（604）套接在所述导向杆（609）上，两个所述夹持板（604）的相对面设有V型槽（605）；
所述夹持板（604）的内侧且位于所述V形槽（605）的正上方通过弹簧（608）设置有弧形板（606），所述夹持板（604）上且与所述弧形板（606）相对应的位置通过螺纹连接设置有螺杆（607），所述螺杆（607）顶在所述弧形板（606）上。


8.根据权利要求1-7任意一项所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述夹持板（604）上且位于所述弧形板（606）的上方设置有固定板（610），所述固定板（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先观，鲁凯，崔言继，陈颖，赵维刚，邢朝伟，杨守兴，张树明，张宝峰，党瑞，王晓宾，许利彤，王闵闵，李应心，张广达，
申请(专利权)人：中建八局第一建设有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37