一种地基加固设备及其应用制造技术

本发明专利技术属于地基处理相关技术领域，并公开了一种地基加固设备，其包括机械平台和钻杆，其中机械平台上设置有竖向支架，并可执行卷扬操作；钻杆设置于竖向支架上，它的顶部和底部分别设置有气泵和钻头；气泵用于将高压气流分别输送给钻头内部配备的气动锤和气流喷射孔，并且该气流喷射孔在钻杆下沉时用于喷射高压气流以切割破碎土体，该气动锤在钻杆提升时用于锤击加固土体。本发明专利技术还公开了上述设备在湿陷性黄土加固的应用。通过本发明专利技术，能够以结构紧凑、便于操控及更高效率的方式执行地基加固，同时可获得更高的下部土体密实度，有效提高加固效果，因而尤其适用于湿陷性黄土之类的地基加固应用场合。地基加固应用场合。地基加固应用场合。

【技术实现步骤摘要】
一种地基加固设备及其应用


[0001]本专利技术属于地基处理相关
，更具体地，涉及一种地基加固设备及其应用。

技术介绍

[0002]在各类建筑工程施工中，通常需要实行地基处理。例如，对于湿陷性黄土地基之类的应用对象而言，目前的主要处理方法包括换填法、强夯法、挤密桩法及CFG桩法等。随着行业的发展，提出了一种振杆密实法来执行湿陷性黄土地基处理。该振杆密实法施工时无需额外的填料，且施工简便，为环境友好型的地基处理方法。然而，由于湿陷性黄土地基具有低含水率、压缩性较小、强度较高的特性，往往振动杆无法沉杆；对于可实施地段，由于黄土地基土体结构破坏困难，因此施工过程中沉杆速度慢、能量扩散差，导致施工效率低下，加固效果差。
[0003]专利检索发现，CN202010470675.8公开了一种湿陷性黄土地基加固方法，该方法通过振动杆按照预设振动频率进行振动，同时开启高压气流注入使高压气流切割土体，破坏土体结构，提高沉杆效率；在振动杆下沉到达预设深度后，关闭高压气流注入，并保持振动杆的振动以密实加固黄土地基。该方案与振杆密实法相比，在一定程度上可解决执行湿陷性黄土地基加固时沉杆困难、施工中效率低等问题。
[0004]然而，进一步的研究表明，上述现有技术仍然存在以下的缺陷或不足：这类技术方案在加固土体的过程中是依靠土体的自重和振动杆的振动加固土体，即在振动杆到达预设深度后，关闭气体辅助，保持振动杆振动以加固土体。实施，由于该类技术方案未考虑施加上部荷载，加固效果有限，对于压实要求较高的场地，难以达到相应的密实度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或需求，本专利技术的目的在于提供一种地基加固设备及其应用，其中通过对整个设备的构造组成重新进行设计，同时围绕一些关键模块的具体结构和设置方式进行针对性改进，相应能够以结构紧凑、便于操控及更高效率的方式执行地基加固，同时可获得更高的下部土体密实度，有效提高加固效果，因而尤其适用于湿陷性黄土之类的地基加固应用场合。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种地基加固设备，其特征在于，该地基加固设备包括机械平台和钻杆，其中：
[0007]所述机械平台上设置有竖向支架，并可执行卷扬操作；
[0008]所述钻杆设置于所述竖向支架上，该钻杆的顶部搭载气泵，其底部安装钻头；
[0009]所述气泵经由所述钻杆内部的气流管道将高压气流输送给所述钻头处；
[0010]所述钻头内部配备有气动锤和气流喷射孔，其中该气流喷射孔在钻杆下沉时用于喷射高压气流以切割破碎土体，该气动锤在钻杆提升时用于锤击加固土体。
[0011]作为进一步优选地，所述机械平台具有动力装置，其搭载于所述机械平台上用于为整个地基加固设备提供行走动力。
[0012]作为进一步优选地，所述机械平台与所述竖向支架之间优选设置有横向连杆和卷扬单元。
[0013]作为进一步优选地，所述钻杆为中空结构，并优选通过钻杆支持结构设置于所述竖向支架上。
[0014]作为进一步优选地，所述钻杆的中上部设置有配重。
[0015]作为进一步优选地，所述气泵优选为电动气泵，并经由所述钻杆内部的气动锤气流管将高压气流输送至所述气动锤，同时经由所述钻杆内部的喷射孔气流管将高压气流输送至所述气流喷射孔。
[0016]作为进一步优选地，所述钻头为中空结构，且优选分为上下两个格室；其中上格室内安装所述气动锤，下格室的底板均匀布设多个所述气流喷射孔。
[0017]作为进一步优选地，所述上格室与所述下格室之间、所述下格室的底板上均优选设置有加筋肋板。
[0018]作为进一步优选地，所述钻头优选呈圆柱体形状，所述气流喷射孔优选呈方形，所述下格室的底板优选呈圆形平面形状。
[0019]作为进一步优选地，所述气流喷射孔优选配备有开合挡板，其中当喷射高压气流时该开合挡板被吹开，而当停止喷射高压气流时该开合挡板复位闭合。
[0020]按照本专利技术的另一方面，还提供了上述设备在湿陷性黄土加固的应用。
[0021]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下技术优点：
[0022](1)本专利技术通过对整个设备的构造组成重新进行设计，能够在桩机配合下，在钻杆下沉过程中，利用高压气体切割、破碎土体，使土体重新排列；而在钻杆提升过程中，充分利用气动锤击的方式加固重新排列的土体，将下方土体压实，不需要泥浆泵、泥浆池、泥浆搅拌设备等，并且显著提升了土体密实度；
[0023](2)本专利技术还通过对一些关键组件如钻头、钻杆的具体结构以及它们的组合设置方式作出了进一步针对性改进，较多的工程实际测试表明，其能够有效解决现有设备普遍存在的缺乏上部荷载作用、密实效果一般等问题，并且仅依靠气动锤产生的机械冲击力，即可高效将下部土体密实，整个操作更为流畅便利，极大地提高了工作效率；
[0024](3)本专利技术还对一些关键组件如钻头、气流喷射孔及下格室底板的具体结构特征作出了进一步针对性改进，这些具体结构形式能够更好地符合本地基加固设备在现场实际使用时对土体破碎及压实等操作的工作机理，相应可确保土体破碎和土体压实两种操作之间更好地相互配合，进而更高质量完成了整个地基加固工艺；
[0025](4)本专利技术的地基加固设备整体结构紧凑、便于操控、无振动噪声污染，环境适应性强，不再需要水及水泥、石灰等结合料，是一种经济、环保和高质量的地基加固设备，因而尤其适用于湿陷性黄土之类对象的地基加固应用场合。
附图说明
[0026]图1是按照本专利技术的地基加固设备的整体结构剖视图；
[0027]图2是按照本专利技术的一个优选实施例，用于更具体地显示钻头的结构剖视图；
[0028]图3是按照本专利技术的一个优选实施例，用于更具体地显示钻头的结构仰视图；
[0029]图4是按照本专利技术的一个优选实施例，用于更具体地显示气流喷射孔的结构示意图。
[0030]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0031]1‑
机械平台，2
‑
动力装置，3
‑
横向连杆，4
‑
卷扬单元，5
‑
竖向支架
[0032]6‑
钻杆支持结构，7
‑
气泵，8
‑
配重，9
‑
钻杆，10
‑
钻头，11
‑
喷射孔气流管
[0033]12
‑
气动锤气流管，13
‑
气动锤，14
‑
上格室，15
‑
气动锤锤头，16
‑
下格室
[0034]17
‑
加筋肋板，18
‑
气流喷射孔，19
‑
弹簧，20
‑
开合挡板。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地基加固设备，其特征在于，该地基加固设备包括机械平台(1)和钻杆(9)，其中：所述机械平台(1)上设置有竖向支架(5)，并可执行卷扬操作；所述钻杆(9)设置于所述竖向支架(5)上，该钻杆(9)的顶部搭载气泵(7)，其底部安装钻头(10)；所述气泵(7)经由所述钻杆(9)内部的气流管道将高压气流输送给所述钻头(10)处；所述钻头(10)内部配备有气动锤(13)和气流喷射孔(18)，其中该气流喷射孔(18)在钻杆下沉时用于喷射高压气流以切割破碎土体，该气动锤(13)在钻杆提升时用于锤击加固土体。2.如权利要求1所述的一种地基加固设备，其特征在于，所述机械平台(1)具有动力装置(2)，其搭载于所述机械平台(1)上用于为整个地基加固设备提供行走动力。3.如权利要求1或2所述的一种地基加固设备，其特征在于，所述钻杆(9)为中空结构，并优选通过钻杆支持结构(6)设置于所述竖向支架(5)上。4.如权利要求1
‑
3任意一项所述的一种地基加固设备，其特征在于，所述钻杆(9)的中上部设置有配重(8)。5.如权利要求1
‑
4任意一项所述的一种地基加固设备，其特征在于，所述气泵(7)优选为电动气泵，并经由所述钻杆(9)内部的气动...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭绍影，张守超，邢亮，肖金凤，吴永胜，高正祥，董宇林，
申请(专利权)人：中铁第五勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：