【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及房屋建筑基础工程地基处理施工领域，具体涉及一种高性能土挤密桩挤密装备，主要运用于厚度较大的湿陷性黄土或杂填土地基。
技术介绍
1、土挤密桩(简称土桩)是建筑工程领域一种常用的地基处理技术，通常应用于处理厚度较大的湿陷性黄土或杂填土地基，其原理为通过成孔过程中横向挤压作用，使桩孔内的土被挤向周围，进而使桩间土也得以挤密，然后将备好的灰土或素土(黏性土)分层填入桩孔内，并分层捣实至设计标高，其中用灰土分层夯实的桩体，称为灰土挤密桩；用素土分层夯实的桩体，称为素土挤密桩。二者分别与挤密的桩间土组成复合地基，共同承受基础上部荷载，其主要施工流程如图1所示：
2、现有土挤密桩在夯实的过程中，大都采用柱形重力夯锤，施工过程中，采用吊车通过钢丝绳将柱形夯锤提升至高空后松开钢丝绳，柱形夯锤在重力作用下落入桩孔中，将其重力势能转化为冲击能，挤压孔内倒入的灰土或素土(黏性土)，分层捣实至设计标高，采用该柱形夯锤夯实过程中存在以下问题；
3、(1)常规的柱形夯锤在重力作用下夯实填土时，其挤压力主要作用于竖向，桩内的土大多被向下挤压，其横向挤压作用有限，很难将桩孔内的土被挤向周围，进而使桩间土也得以挤密，对于整片地基的处理作用不够明显；
4、(2)由于工程需要，在采用土挤密桩进行地基处理时，要求桩孔内土的挤密系数和桩孔间的挤密系数均要达到设计要求，因此采用常规柱形夯锤施工时只能通过增加夯击次数来保证施工质量，施工效率低。
技术实现思路
1、针对现有技术存在
2、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
3、一种高性能土挤密桩挤密装备，包括成孔桩管和锥形锤头；其特征在于：还包括连接在成孔桩管和锥形锤头之间的密封筒，竖直固定布设在成孔桩管的轴线处、穿过密封筒轴线处、且底端固定在锥形锤头圆面中心处的导向桅杆，滑动套在导向桅杆上的重型锤块，套在导向桅杆上、且位于重型锤块和锥形锤头之间的弹簧，布设在密封筒外围的弧形挤孔板，以及连接在弧形挤孔板和重型锤块之间的撑杆组件；若干个弧形挤孔板的内壁面半径与密封筒的外壁面半径相同，撑杆组件穿过弧形密封筒与弧形挤孔板的内壁面相连；在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板的外壁面不超出成孔桩管的外壁面。
4、按上述技术方案，在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板之间彼此相连构成圆环状结构；弧形挤孔板的高度小于密封筒的高度。
5、按上述技术方案，在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板之间彼此相连构成圆环状结构；弧形挤孔板的高度小于密封筒的高度。
6、按上述技术方案，撑杆组件包括平行布设的多根水平杆、连接在水平杆之间的连接杆、以及连接在连接杆和重型锤块之间的撑杆，在密封筒上依据每块弧形挤孔板的布设位置设有多个与水平杆尺寸相匹配的通孔，水平杆的一端穿过通孔与弧形挤孔板内壁固定连接，水平杆的另一端通过连接杆连成一个整体；撑杆倾斜布设，两端分别铰接在连接杆和重型锤块上，且撑杆的较低端位于连接杆上。
7、按上述技术方案，导向桅杆采用横截面为圆形的结构，重型锤块采用圆柱型块状物，并在重型锤块上设有竖直布设的通孔，通孔的尺寸与导向桅杆的尺寸相匹配，且通孔的轴线与重型桅杆的轴线重合。
8、按上述技术方案，在导向桅杆上设置辅助动力单元，辅助动力单元固定在重型锤块上方的导向桅杆上；辅助动力单元内设有牵引绳，牵引绳的一端与重型锤块相连，牵引绳的另一端固定在辅助动力单元内。
9、按上述技术方案，在导向桅杆上套设有调节套筒，调节套筒位于锥形锤头和重型锤块之间，调节套筒的底部抵靠在锥形锤头的上表面；调节套筒的上部设有水平的弹簧支座，弹簧的底端抵靠在弹簧支座上；设有多种长度的调节套筒，根据弧形挤孔板需要推出的距离旋转相应长度的调节套筒。
10、按上述技术方案，密封筒与成孔桩管设计为一体件，导向桅杆的上部和成孔桩管上部内部通过连杆固定连接；锥形锤头和导向桅杆底端以可拆卸的连接方式连接。
11、按上述技术方案，在锥形锥头的顶面轴心处设有螺纹孔，在导向桅杆的底端设有相匹配的外螺纹，二者通过螺纹实现可拆卸的连接。
12、按上述技术方案，采用四个弧形挤孔板，每个弧形挤孔板对应四分之一圆。
13、本专利技术具有以下有益效果：
14、1、当成孔桩管被外部装置吊起后自由落体锤击桩孔，位于导向桅杆上的重型锤块随着下落速度逐渐增大；随后锥形锤头锤击在桩孔底部(此时导向桅杆静止)，重型锤块在导向桅杆上开始向下滑动挤压弹簧，从而将重型锤块的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能，并且在此过程中，随着重型锤块在导向桅杆上的下行，通过撑杆组件将所有弧形挤孔板向外推。在重型锤块下行速度趋于零后，此时弹簧的弹性大于重型锤块的重力，重型锤块被顶起，被外推的弧形挤孔板通过撑杆组件被收回。如此往复，重型锤块在导向桅杆上上下滑动逐渐趋于静止；在此过程中，弧形挤孔板在撑杆组件的作用下，多次横向挤压位于弧形板外部的土层，从而有效实现对桩内填土和桩间土的横向挤压，使桩间土的挤密系数也能满足设计要求；基于上述结构，在减少夯击次数同时，起到提高施工效率和施工质量的目的。
15、2、在导向桅杆上增设置辅助动力单元，，在辅助动力单元不起作用时，牵引绳的长度要足够长，保证重型锤块在下落过程中，牵引绳不对重型锤块起到限制作用；在需要辅助动力单元起作用时，牵引绳将重型锤块牵引至一定高度，随后释放重型锤块，重复重型锤块上述过程中驱动弧形挤孔板外推的作业过程。增加在一次锥形锤头下落的过程中，环形挤孔板压实孔内填土的次数
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1.一种高性能土挤密桩挤密装备，包括成孔桩管和锥形锤头；其特征在于：还包括连接在成孔桩管和锥形锤头之间的密封筒，竖直固定布设在成孔桩管的轴线处、穿过密封筒轴线处、且底端固定在锥形锤头圆面中心处的导向桅杆，滑动套在导向桅杆上的重型锤块，套在导向桅杆上、且位于重型锤块和锥形锤头之间的弹簧，布设在密封筒外围的弧形挤孔板，以及连接在弧形挤孔板和重型锤块之间的撑杆组件；若干个弧形挤孔板的内壁面半径与密封筒的外壁面半径相同，撑杆组件穿过弧形密封筒与弧形挤孔板的内壁面相连；在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板的外壁面不超出成孔桩管的外壁面。
2.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板之间彼此相连构成圆环状结构；弧形挤孔板的高度小于密封筒的高度。
3.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板之间存在间隙。
4.根据权利要求1-3任一所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：撑杆组件包括平行布设的多根水平杆、连接在水平杆之间的连接杆、以及连接在连接杆和
5.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：导向桅杆采用横截面为圆形的结构，重型锤块采用圆柱型块状物，并在重型锤块上设有竖直布设的通孔，通孔的尺寸与导向桅杆的尺寸相匹配，且通孔的轴线与重型桅杆的轴线重合。
6.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：在导向桅杆上设置辅助动力单元，辅助动力单元固定在重型锤块上方的导向桅杆上；辅助动力单元内设有牵引绳，牵引绳的一端与重型锤块相连，牵引绳的另一端固定在辅助动力单元内。
7.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：在导向桅杆上套设有调节套筒，调节套筒位于锥形锤头和重型锤块之间，调节套筒的底部抵靠在锥形锤头的上表面；调节套筒的上部设有水平的弹簧支座，弹簧的底端抵靠在弹簧支座上；设有多种长度的调节套筒，根据弧形挤孔板需要推出的距离旋转相应长度的调节套筒。
8.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：密封筒与成孔桩管设计为一体件，导向桅杆的上部和成孔桩管上部内部通过连杆固定连接；锥形锤头和导向桅杆底端以可拆卸的连接方式连接。
9.根据权利要求8所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：在锥形锥头的顶面轴心处设有螺纹孔，在导向桅杆的底端设有相匹配的外螺纹，二者通过螺纹实现可拆卸的连接。
10.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：采用四个弧形挤孔板，每个弧形挤孔板对应四分之一圆。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能土挤密桩挤密装备，包括成孔桩管和锥形锤头；其特征在于：还包括连接在成孔桩管和锥形锤头之间的密封筒，竖直固定布设在成孔桩管的轴线处、穿过密封筒轴线处、且底端固定在锥形锤头圆面中心处的导向桅杆，滑动套在导向桅杆上的重型锤块，套在导向桅杆上、且位于重型锤块和锥形锤头之间的弹簧，布设在密封筒外围的弧形挤孔板，以及连接在弧形挤孔板和重型锤块之间的撑杆组件；若干个弧形挤孔板的内壁面半径与密封筒的外壁面半径相同，撑杆组件穿过弧形密封筒与弧形挤孔板的内壁面相连；在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板的外壁面不超出成孔桩管的外壁面。
2.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板之间彼此相连构成圆环状结构；弧形挤孔板的高度小于密封筒的高度。
3.根据权利要求1所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：在弧形挤孔板与密封筒贴合时，弧形挤孔板之间存在间隙。
4.根据权利要求1-3任一所述的高性能土挤密桩挤密装备，其特征在于：撑杆组件包括平行布设的多根水平杆、连接在水平杆之间的连接杆、以及连接在连接杆和重型锤块之间的撑杆，在密封筒上依据每块弧形挤孔板的布设位置设有多个与水平杆尺寸相匹配的通孔，水平杆的一端穿过通孔与弧形挤孔板内壁固定连接，水平杆的另一端通过连接杆连成一个整体；撑杆倾斜布设，两端分别铰接在连接杆和重型锤块上，且撑杆的较低端位于连接杆上。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：周舰，王博，张飞，韩东，景鹏超，慕冬冬，王生玺，
申请(专利权)人：中建三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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