湿陷性黄土路基施工填筑压实设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种湿陷性黄土路基施工填筑压实设备及方法，所述压实设备包括重锤，所述重锤的底面为半球面，还包括设置在重锤上的吊耳，所述重锤在竖直放置时，所述重锤的重心位于过所述半球面球心的竖线上，所述吊耳位于过所述半球面球心的竖线上。所述压实方法基于所述压实设备。采用本方案提供的设备及方法，不仅可有效对湿陷性黄土进行承载力强化处理，同时便于实现集中位置承载力强化、稳定位置承载力强化和路基整体均匀化承载力强化。载力强化和路基整体均匀化承载力强化。载力强化和路基整体均匀化承载力强化。

【技术实现步骤摘要】
湿陷性黄土路基施工填筑压实设备及方法


[0001]本专利技术涉及路基施工
，特别是涉及一种湿陷性黄土路基施工填筑压实设备及方法。

技术介绍

[0002]湿陷性黄土是指在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土，属于特殊土。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区。湿陷性黄土对路基施工的难度和质量均具有显著影响，如：必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，湿陷性黄土地基施工应该考虑避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。
[0003]在具体施工中，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。
[0004]随着施工技术的发展，现有技术中，采用：土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等均可有效对湿陷性黄土地基进行湿陷性消除处理，同时考虑到工程造价、施工难度等，近年来，强夯法以其处理地基施工简便、速度快、效果好、造价低等优点，在全国湿陷性黄土地区得到广泛应用和推广。
[0005]强夯法的一般采用数吨或数十吨的重锤，有几米或几十米的高处自由落下，对湿陷性黄土进行动力夯击，使湿陷性黄土产生强制压密而减少其压缩性、提高强度。故，重锤为强夯法施工中的关键部件。
[0006]对湿陷性黄土路基施工技术做进一步探索，无疑会进一步推动我国工程施工技术的发展。

技术实现思路

[0007]针对上述提出的对湿陷性黄土路基施工技术做进一步探索，无疑会进一步推动我国工程施工技术的发展的技术问题，本专利技术提供了一种湿陷性黄土路基施工填筑压实设备及方法，采用本方案提供的设备及方法，不仅可有效对湿陷性黄土进行承载力强化处理，同时便于实现集中位置承载力强化、稳定位置承载力强化和路基整体均匀化承载力强化。
[0008]本专利技术提供的湿陷性黄土路基施工填筑压实设备及方法通过以下技术要点来解决问题，湿陷性黄土路基施工填筑压实设备，包括重锤，所述重锤的底面为半球面，还包括设置在重锤上的吊耳，所述重锤在竖直放置时，所述重锤的重心位于过所述半球面球心的竖线上，所述吊耳位于过所述半球面球心的竖线上。
[0009]现有技术中，利用重锤实现湿陷性黄土路基强化处理一般通过卷扬机完成重锤起吊后释放重锤，以上重锤自由落体至湿陷性黄土路基施表面完成路基强化夯实。
[0010]由于在进行强化夯实时，特别是初次夯实，重锤下陷深度大，且在地表局部强度不均时，非常容易造成重锤受到地面各局部不均匀的反作用力而歪斜，此情况下在重锤的整个覆盖面上，各局部的夯实情况不均，且由于重锤不受控制的歪斜，造成夯实重点区域不可
控；被作用的路基局部也存在下方黄土朝四周大量基础，造成在完成路基整体夯实后，在先与重锤作用的局部位置强度不如在后与重锤作用的局部位置强度的问题，这使得路基存在不均匀的整体承载力强化。
[0011]本方案中，所述重锤通过与安装于吊架上的卷扬设备通过钢丝绳相连，所述吊架固定于如为履带式汽车的移动设备上，得到满足基本夯实功能的压实设备。具体的，本方案中，将重锤的底面设置为半球面，同时限定为重锤重心与所述竖线、吊耳位置与所述竖线的关系，使得本重锤通过吊耳与钢丝绳相连后，以上半球面为重锤的底面，且重锤底面的底端为所述半球面的中部，这样，在卷扬设备释放重锤后，重锤自由落下后所述半球面的中部位置为重锤上的最低位置，通过半球面的中部首先与路基接触，使得本重锤的压实重点区域始终位于与所述中部匹配的位置；同时在由所述中部向外侧延伸的方向上，重锤对路基的夯实强度逐渐减弱，故在重锤嵌入地基的过程中，所述中部位置对应的路基局部、中部外周位置对应的路基局部同步夯实，且越靠近重锤外部对地基的夯实强度越弱，故采用本方案，利用以上同步夯实且夯实强度具有逐渐检索的特性，使得被夯实局部整体朝向外部的黄图挤出量变小，这样，完成路基整体夯实后，可使得路基整体的承载力更为均匀；相较于底面为平面的重锤，当出现周向方向上路基强度分布不均时，即使重锤发生歪斜，具体夯实重点区域根据歪斜量，由半球面的中部逐渐向外变化，区别于传统底面为平面的重锤，直接变化为中点夯实区域位于重锤的外沿位置，本方案可使得夯实重点区域更为稳定或可控。
[0012]更进一步的技术方案为：
[0013]作为一种结构简单的重锤实施方式，设置为：所述重锤为实心半球体。
[0014]作为一种能够根据具体需要，能够合理调整重锤配重，且重心位置和起吊点位置易于控制，能够合理调整单次夯实区域大小的技术方案，设置为：所述重锤包括呈球壳状，用于提供所述半球面的座体；
[0015]所述重锤还包括与所述座体可拆卸连接的配重体，所述配重体为柱状结构；
[0016]所述半球面的球心位于所述配重体的轴线上；
[0017]所述吊耳设置在配重体的顶部。本方案中，当需要改变配重体的配重，通过更换座体和配重块中的至少一者即可达到相应目的，当需要调整单次夯实区域大小时，通过更换座体即可达到相应目的。
[0018]作为一种连接可靠，且考虑重锤本身较重，减小实现相应可拆卸连接的连接件的受力的技术方案，设置为：所述座体的球形腔中还固定有呈筒状的安装筒，所述半球面的球心位于所述安装筒的轴线上；
[0019]所述配重体的底端嵌入所述安装筒中；
[0020]所述安装筒的顶端及配重体的中部均设置有连接法兰，所述安装筒与配重体通过与所述连接法兰匹配的连接螺栓形成螺栓连接关系。本方案中，通过安装筒的内壁约束配重体下端外壁，即可优化相应连接螺栓在重锤工作过程中所受到的冲击，可用于如延长相应连接螺纹的疲劳寿命。采用连接法兰并配合连接螺栓实现座体与配重块连接的方案，还可在连接螺纹疲劳破坏的情况下，通过如切割连接螺栓，实现配重体与座体的分离且尽可能不影响配重体与座体各自本身。优选的，为完全避免如上提出的对配重体与座体各自本身产生影响，设置为：以上连接螺栓采用均对穿两连接法兰，在两连接法兰的两向背侧上利用螺栓端头与螺帽相配合实现夹紧、在两连接法兰的两向背侧上利用相应螺帽相配合实现
夹紧的螺栓连接方式。即：并不在连接法兰上设置内螺纹。
[0021]为实现连接螺栓的防松和保护连接螺纹，设置为：所述连接螺栓上还套设有弹簧垫片。
[0022]为使得座体在一定厚度的情况下具有更好的刚度，设置为：还包括固定于座体内壁上的多根筋条，所述筋条均为：一端与安装筒的外壁焊接连接、另一端延伸至座体的上沿位置。
[0023]为方便将座体由路基上提起，设置为：所述座体上还设置有多个均贯通座体内、外侧的贯穿孔。以上贯穿孔在重锤提起时，作为重锤底面与路基表面之间空间与外界的均压孔。
[0024]为提升夯实效率、避免如路基表面积水不便于沉降判断和不便于施工等，设置为：还包括用于向湿陷性黄土内部注水的注水管，所述注水管的下端为尖端，还包括设置在注水管下侧、位于所述尖端的上方、相对于注水管的外壁外凸、沿着注水管周向方向延伸的挡环；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.湿陷性黄土路基施工填筑压实设备，包括重锤，其特征在于，所述重锤的底面为半球面，还包括设置在重锤上的吊耳(4)，所述重锤在竖直放置时，所述重锤的重心位于过所述半球面球心的竖线上，所述吊耳(4)位于过所述半球面球心的竖线上。2.根据权利要求1所述的湿陷性黄土路基施工填筑压实设备，其特征在于，所述重锤为实心半球体。3.根据权利要求1所述的湿陷性黄土路基施工填筑压实设备，其特征在于，所述重锤包括呈球壳状，用于提供所述半球面的座体(1)；所述重锤还包括与所述座体(1)可拆卸连接的配重体(3)，所述配重体(3)为柱状结构；所述半球面的球心位于所述配重体(3)的轴线上；所述吊耳(4)设置在配重体(3)的顶部。4.根据权利要求3所述的湿陷性黄土路基施工填筑压实设备，其特征在于，所述座体(1)的球形腔中还固定有呈筒状的安装筒(7)，所述半球面的球心位于所述安装筒(7)的轴线上；所述配重体(3)的底端嵌入所述安装筒(7)中；所述安装筒(7)的顶端及配重体(3)的中部均设置有连接法兰(2)，所述安装筒(7)与配重体(3)通过与所述连接法兰(2)匹配的连接螺栓形成螺栓连接关系。5.根据权利要求4所述的湿陷性黄土路基施工填筑压实设备，其特征在于，所述连接螺栓上还套设有弹簧垫片。6.根据权利要求4所述的湿陷性黄土路基施工填筑压实设备，其特征在于，还包括固定于座体(1)内壁上...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭斌，宫志明，巩建波，丁文举，黄钰钦，胡佳富，
申请(专利权)人：中信国安建工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：