一种利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备及其施工方法，装置包括：同轴设置在连接架上的：透水外壳施工装置和劲芯内层施工装置，所述透水外壳施工装置设置在劲芯内层施工装置的外侧；所述透水外壳施工装置包括：筒状保护壳，第一高压输水管、第一泥浆排管、下料管，所述劲芯内层施工装置包括：旋转伸缩吊管、喷头接盘；利用设备对透水外壳及劲芯同时进行现浇施工形成劲芯复合排水桩，加快施工效率，能够极大的减少预制桩堆叠场地的使用，增加场地空间利用率；且使用挖孔的方式而非预制静压桩，不具有挤土效应，有利于施工的进行。进行。进行。

【技术实现步骤摘要】
一种利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备及其施工方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，具体涉及一种劲芯复合排水桩及其成桩设备和施工方法。

技术介绍

[0002]建筑碎料的回收和再利用是解决工程建筑碎料污染问题的有效方法之一，但在实际工程中对建筑碎料的应用极少。这主要是由于建筑碎料在施工现场不便操作，施工难度较大。目前市场上缺乏一种利用建筑碎料来进行实际施工的装置。
[0003]软土主要指淤泥沉积物及少许腐殖质物质所组成的土，其具有天然含水量大、压缩性高、承载能力低和抗剪强度很低的特点；因此，当建筑物使用软土作为地基土时，需要对软土地基进行处理。工程上通常采用排水固结法进行处理。排水固结法通常会用到具有一定承载能力和良好透水性的排水桩作为排水通道，可以起到加快排水固结的作用。现浇混凝土排水桩具有成桩过程不可逆的缺点，桩体出现质量缺陷时，仅能通过拔桩重做法进行修复，而拔桩重做不仅会大大增加工期，浪费大量时间进行重复工作，并且会导致影响附近地基的稳固性，从而导致增加危险发生的可能性。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种使用预制桩施工劲芯复合排水桩的设备和施工方法，利用设备对透水外壳及劲芯同时进行现浇施工形成劲芯复合排水桩，加快施工效率，能够极大的减少预制桩堆叠场地的使用，增加场地空间利用率。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备，其特征在于，包括：连接架；安装在所述连接架上，且同轴布置的透水外壳施工装置和劲芯内层施工装置，所述透水外壳施工装置设置在劲芯内层施工装置的外侧，其中，所述透水外壳施工装置包括：筒状保护壳；第一高压输水管，设置在所述筒状保护壳的外侧，且对称于所述筒状保护壳的中心设置，用于向筒状保护壳周围土体发射高压水流进行土体开挖；第一泥浆排管，设置在所述筒状保护壳的一侧，上端与泥浆临时储存仓连接，下端设置有第一泥浆抽口，第一泥浆排管的管道内部安装设置有抽泥浆泵，所述第一泥浆排管用于将开挖后土体中的泥浆抽出；下料管，设置在所述筒状保护壳的另一侧，且与所述第一泥浆排管对称设置，所述下料管的上端与建筑碎料搅拌仓连接，所述下料管用于将建筑碎料搅拌仓搅拌后的混合浆料向下输送形成桩体；
横向直线伸缩单元，对称于所述筒状保护壳中心设置，其一端与所述筒状保护壳内壁的上部固定连接，另一端与固接在连接架上的内壳固定连接，所述横向直线伸缩单元伸缩调节所述保护壳的内径大小；吸附单元，固定设置于所述横向直线伸缩单元的底部，所述吸附单元用于吸附钢管，并在安装钢管时将钢管放下；所述劲芯内层施工装置包括：旋转伸缩吊管，顶部与所述连接架固定连接，管体中心设置有可伸缩吊杆，管体外层绕可伸缩吊杆同轴设置有第二高压输水管、第二泥浆排管和混凝土输送管；喷头接盘，与所述旋转伸缩吊管的底部连接，所述喷头接盘内设置有若干管道，使所述第二高压输水管连接的第二高压水旋转喷头、与第二泥浆排管连接的第二泥浆抽口以及与混凝土输送管连接的混凝土下料口；所述透水外壳施工装置外侧设置有超声波传感器和信号处理装置，所述信号处理装置的输入端与所述超声波传感器连接，所述信号处理装置的输出端与所述抽泥浆泵、水压调节器和高压浆液泵信号连接。
[0006]作为本专利技术的一种优选实施方式：所述高压输水管其上端与外部清水池连接，下端设置有第一高压喷嘴组件，管道内部设置有水压调节器，所述第一高压输水管用于向下输水；所述第一高压喷嘴组件包括：多个高压水喷嘴，等距设置在所述下料管的下部侧面；高压水旋转喷头，设置在所述下料管的底端；所述下料管的下端设置有第二高压喷嘴组件，下料管的管道中安装有高压浆液泵。
[0007]作为本专利技术的一种优选实施方式：所述第二高压输水管绕所述可伸缩吊杆对称设置有两个，所述第二泥浆排管与第二混凝土输送管绕所述可伸缩吊杆对称设置；所述横向直线伸缩单元为液压缓冲杆，多个所述液压缓冲杆绕所述连接架的中心均匀对称分布；所述吸附单元为电磁铁，所述电磁铁绕所述劲芯内层施工装置呈圆环状均匀分布。
[0008]作为本专利技术的一种优选实施方式：所述电磁铁下方设置有钢管预留空间，用于与电磁铁共同适配不同型号尺寸的钢管。
[0009]另一方面，一种基于所述的利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备的施工方法，包括以下步骤：a)预挖定位孔：定位开挖排水桩位置，挖取成桩位置大小的定位孔；b)钢管吸附：使用吊装装置将设备吊装到预制钢管上，使其被电磁铁吸附；c)固定成桩设备：将成桩设备连同预制钢管放置到定位孔中，调整开挖角度；d)开挖土体：利用透水外壳上设置的高压水喷嘴、第一高压水旋转喷头和劲芯内层中设置的第二高压水旋转喷头喷射高压水射流对土体进行旋转开挖，并将开挖后的土体与水搅拌混合制成泥浆，由第一泥浆抽口和第二泥浆抽口将泥浆分别经由第一泥浆排管和第二泥浆排管排出至泥浆临时储存仓；
e)钢管分离：土体开挖完成后，切断电磁铁电源，同时设备缓慢提升，使预制钢管与设备分离；f)桩体浇筑：利用高压浆液喷嘴及高压浆液旋转喷头喷射建筑碎料与砂土混合浆液对透水外壳进行旋转浇筑，通过调节注浆泵来控制形成透水外壳上的排水通道，同时，利用混凝土下料口对钢管进行混凝土浇筑， 直至满足工程注浆要求，形成劲芯；g）桩体检修：在浇筑过程中利用超声波传感器对透水外壳的完整性进行检测，并将信号回传至信号处理装置，若透水外壳存在缺陷，则通过信号处理装置调节注浆泵的输出压力来对透水外壳进行修补浇筑；h）重复步骤a
‑
g完成场地内劲芯复合排水桩的施工，并在施工场地铺设砂垫层；i）回收装置：回收设备，并对设备进行清洁和养护。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式：其特征在于：所述步骤c中通过控制横向直线伸缩单元来调节开挖角度。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式：其特征在于：所述步骤d中，土体开挖方式为利用高压水喷嘴、第一高压水旋转喷头及第二高压水旋转喷头喷射高压水射流对土体进行旋转开挖；泥浆排出方式为利用外部泥浆抽口及内部泥浆抽口将泥浆分别经由泥浆排管及泥浆排管排出至泥浆临时储存仓。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式：其特征在于，所述步骤e中，通过对电磁铁断电并缓慢提升设备使预制钢管与设备分离，同时将钢管留在桩内。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式：所述步骤f中利用高压浆液喷嘴及高压浆液旋转喷头喷射建筑碎料与砂土混合浆液对透水外壳进行旋转浇筑，通过调节高压浆液泵来控制形成透水外壳上的排水通道，同时，利用混凝土下料口倾倒混凝土对劲芯进行浇筑，直至满足要求完成注浆。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式：所述步骤g中利用超声波传感器对透水外壳完整性进行检测，并将信号回传至信号处理装置，若透水外壳存在缺陷，则通过信号处理装置调节高压浆液泵的输出压力来对透水外壳进行修补浇筑。
[0015]本专利技术相比现有技术，具有以下有益效果：（1）本专利技术采用高压水射流进行土体开挖，同时，开挖装置内设泥浆排管将泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备，其特征在于，包括：连接架；安装在所述连接架上，且同轴布置的透水外壳施工装置和劲芯内层施工装置，所述透水外壳施工装置设置在劲芯内层施工装置的外侧，其中，所述透水外壳施工装置包括：筒状保护壳；第一高压输水管，设置在所述筒状保护壳的外侧，且对称于所述筒状保护壳的中心设置，用于向筒状保护壳周围土体发射高压水流进行土体开挖；第一泥浆排管，设置在所述筒状保护壳的一侧，上端与泥浆临时储存仓连接，下端设置有第一泥浆抽口，第一泥浆排管的管道内部安装设置有抽泥浆泵，所述第一泥浆排管用于将开挖后土体中的泥浆抽出；下料管，设置在所述筒状保护壳的另一侧，且与所述第一泥浆排管对称设置，所述下料管的上端与建筑碎料搅拌仓连接，所述下料管用于将建筑碎料搅拌仓搅拌后的混合浆料向下输送形成桩体；横向直线伸缩单元，对称于所述筒状保护壳中心设置，其一端与所述筒状保护壳内壁的上部固定连接，另一端与固接在连接架上的内壳固定连接，所述横向直线伸缩单元伸缩调节所述保护壳的内径大小；吸附单元，固定设置于所述横向直线伸缩单元的底部，所述吸附单元用于吸附钢管，并在安装钢管时将钢管放下；所述劲芯内层施工装置包括：旋转伸缩吊管，顶部与所述连接架固定连接，管体中心设置有可伸缩吊杆，管体外层绕可伸缩吊杆同轴设置有第二高压输水管、第二泥浆排管和混凝土输送管；喷头接盘，与所述旋转伸缩吊管的底部连接，所述喷头接盘内设置有若干管道，使所述第二高压输水管连接的第二高压水旋转喷头、与第二泥浆排管连接的第二泥浆抽口以及与混凝土输送管连接的混凝土下料口；所述透水外壳施工装置外侧设置有超声波传感器和信号处理装置，所述信号处理装置的输入端与所述超声波传感器连接，所述信号处理装置的输出端与所述抽泥浆泵、水压调节器和高压浆液泵信号连接。2.根据权利要求1所述的一种利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备，其特征在于：所述高压输水管其上端与外部清水池连接，下端设置有第一高压喷嘴组件，管道内部设置有水压调节器，所述第一高压输水管用于向下输水；所述第一高压喷嘴组件包括：多个高压水喷嘴，等距设置在所述下料管的下部侧面；高压水旋转喷头，设置在所述下料管的底端；所述下料管的下端设置有第二高压喷嘴组件，下料管的管道中安装有高压浆液泵。3.根据权利要求1所述的一种利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备，其特征在于：所述第二高压输水管绕所述可伸缩吊杆对称设置有两个，所述第二泥浆排管与第二混凝土输送管绕所述可伸缩吊杆对称设置；所述横向直线伸缩单元为液压缓冲杆，多个所述液压缓冲杆绕所述连接架的中心均匀
对称分布；所述吸附单元为电磁铁，所述电磁铁绕所述劲芯内层施工装置呈圆环状均匀分布。4.根据权利要求3所述的一种利用建筑碎料制作劲芯复合排水桩的设备，其特征在于：所述电磁铁下方设置有钢管预留空间，用于与电磁铁共同适配不同型号尺寸的钢管。5.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪源，王志华，张鑫磊，胡正阳，黄凯，高洪梅，申志福，刘璐，纪展鹏，蔡鑫涛，
申请(专利权)人：南京吉欧地下空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：