CN110820789A - 一种灰土挤密桩同步注水增湿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涉及土木工程地基处理设备技术领域，具体是一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，解决了背景技术中的技术问题。该发明包括顶节桩管、底部桩尖和数根标准节桩管，顶节桩管、标准节桩管和底部桩尖从上至下同轴设置且依次连接，顶节桩管和标准节桩管的中心轴上均设置有注水管，底部桩尖包括筒状上部和倒锥体形尖端，底部桩尖的中心轴上设置有注水管，倒锥体形尖端的侧壁上沿周向均布有数个出水孔，出水孔与所述底部桩尖中的注水管底端相连通。本发明能在打孔的过程中实现同步注水，不会出现注水太少也不会浪费水资源，达到了桩孔表层和深层均匀增湿的效果，能缩短工期，成孔挤密效果好；达到了处理深度翻倍的突破。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程地基处理设备技术领域，具体是一种灰土挤密桩同步注水增湿装置。
背景技术
湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水浸湿后，在附加压力或自重压力的影响下，引起较大的湿陷变形。故这样的土质必须经过处理之后才能作为建筑物的地基。
灰土挤密桩是一种有效便捷的处理湿陷性黄土地基的方法。其原理是利用形成桩孔时的侧向挤压作用挤密桩间土，然后将桩孔用素土或灰土分层夯填密实。传统灰土挤密桩处理深度一般为5-15米的厚度，但已经是湿陷性黄土各种处理方法中、处理深度较大的工艺。若在含水量较低的黄土中成桩，由于土体坚硬，成孔极为困难，且含水量较低，不易达到最大干密度，对土体的挤密效果也不明显。目前采用预浸水法，水从表层到深层，往往会浸湿不均匀，成孔挤密效果不好。
但传统预浸水法用水量大、工期长，一般情况下，一个场地从预浸水起至下沉稳定以及土的含水量达到一定要求所需的时间，至少需要一年左右，很大程度上延长工期，提高造价。不能适应当前大量工程建设对于投资回报期的短工期要求。
发明内容
本发明旨在解决背景技术中的技术问题。为此，本发明提出一种灰土挤密桩同步注水增湿装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，包括顶节桩管、底部桩尖和数根标准节桩管，所述顶节桩管、所述标准节桩管和所述底部桩尖从上至下同轴设置且依次连接，所述顶节桩管和标准节桩管的中心轴上均设置有注水管，所述顶节桩管顶部的注水管端部伸至外部；所述底部桩尖包括筒状上部和倒锥体形尖端，所述底部桩尖的中心轴上设置有注水管，所述倒锥体形尖端的侧壁上沿周向均布有数个出水孔，所述出水孔与所述底部桩尖中的注水管底端相连通；当所述顶节桩管和标准节桩管相连接后，所述顶节桩管中的注水管底端与标准节桩管内部的注水管顶端之间相连通；当所述标准节桩管和底部桩尖相连接后，所述标准节桩管中的注水管底端与所述底部桩尖中的注水管顶端之间相连通。
实际操作中，将所述顶节桩管、数根标准节桩管和底部桩尖从上至下依次组装连接，组装好之后相当与传统灰土挤密桩的机管部分，桩机组装就位，所述顶节桩管、数根标准节桩管和底部桩尖内部的注水管相连通，所述顶节桩管外部的注水管与外部的进水管水表、水泵相连，之后试水试压，开机试打，边注水边成孔至设计桩深，打孔过程中根据水表检控每次打孔出水量。其中每次打孔出水量按工艺要求控制。
优选的，所述顶节桩管与标准节桩管之间、上下相邻两个标准节桩管之间、标准节桩管和底部桩尖之间均压制有相互配合的凹部和凸部，所述凹部的内壁和所述凸部的外壁上均设置有螺纹，所述顶节桩管与标准节桩管之间、相邻两个标准节桩管之间、标准节桩管和底部桩尖之间均通过凹部和凸部螺纹连接。比如所述顶节桩管的底部一体成型压制有向内的凹部，所述标准节桩管顶部和底部上分别一体成型压制有向外的凸部和向内的凹部，所述底部桩尖的顶部一体成型压制有向外的凸部，这样的设置是为了在组装连接时更加容易操作，而且注水管设置顶节桩管、标准节桩管和底部桩尖中，那么所述凹部、凸部能起到连接并支撑相应注水管的作用。
优选的，所述顶节桩管与标准节桩管之间以及相邻两个标准节桩管之间的所述凸部的高度大于所述凹部的高度；当凸部和凹部螺纹紧固之后，所述顶节桩管与标准节桩管之间以及上下相邻两个标准节桩管之间留设有缝隙，所述缝隙中相对设置有两个半圆形缓冲垫，两个半圆形缓冲垫之间通过螺栓组件紧固连接。所述顶节桩管与标准节桩管之间以及相邻两个标准节桩管之间的所述凸部的高度大于所述凹部的高度这是为了拆卸时省时省力，因为所述标准节桩管之间、标准节桩管和底部桩尖的外径较粗，拆卸工具抓抱时不好操作；本发明中凸部高出凹部的部分较细，拆卸工具直接抓抱凸部进行拆卸较好操作。而且所述顶节桩管与标准节桩管之间以及上下相邻两个标准节桩管之间留设有缝隙，在所述缝隙中设置两个半圆形缓冲垫，两个半圆形缓冲垫相对围成环形，而且两个半圆形缓冲垫之间通过螺栓组件紧固连接，方便拆卸；两个半圆形缓冲垫支撑至所述顶节桩管与标准节桩管之间以及上下相邻两个标准节桩管之间使得整个灰土挤密桩同步注水增湿装置在工作过程中受力均匀，减小振动带来的影响。
优选的，所述顶节桩管与标准节桩管的外径相等，所述底部桩尖的筒状上部的外径大于所述顶节桩管与标准节桩管的外径。湿陷性黄土因注水后可能发生局部湿陷、缩径，筒状上部外径设置较大，能够在成孔提桩管过程中，再次保证孔径。
优选的，所述底部桩尖的筒状上部的侧壁与顶部之间设置为圆角。在打入土中后出土时，将底部桩尖的筒状上部的侧壁与顶部之间设置为圆角能减小摩擦，便于出土且方便土滑落。
优选的，所述倒锥体形尖端的侧壁上沿周向设有开口朝外的环形凹槽，所述出水孔均布至环形凹槽的上壁处。这样能防止打桩过程中，所述倒锥体形尖端上的出水孔被泥堵塞。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，能在打孔的过程中实现同步注水，注水量能够根据地质条件和工艺要求人为控制，不会出现注水太少也不会浪费水资源，达到了桩孔表层和深层均匀增湿的效果，成孔挤密效果好，缩短了工期；通过所述同步注水增湿装置使灰土挤密桩具有边成孔、边注水的短工期优势，而且达到了处理深度翻倍的突破。
附图说明
图1是本发明的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置的整体结构示意图；
图2是本发明所述顶节桩管的结构示意图；
图3是本发明所述标准节桩管的结构示意图；
图4是本发明所述底部桩尖的结构示意图；
图5是本发明所述底部桩尖沿出水孔的横截面示意图；
图6是本发明所述半圆形缓冲垫的结构示意图；
图7是本发明所述底部桩尖的另一种结构示意图。
图中：1-顶节桩管；2-底部桩尖；3-标准节桩管；4-注水管；5-筒状上部；6-倒锥体形尖端；7-出水孔；8-凹部；9-凸部；10-半圆形缓冲垫；11-环形凹槽。
具体实施方式
参照图1至图2，对本发明的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置进行详细说明。
一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，如图1所示，包括顶节桩管1、底部桩尖2和数根标准节桩管3，所述顶节桩管1、所述标准节桩管3和所述底部桩尖2从上至下同轴设置且依次连接，如图1、图2和图3所示，所述顶节桩管1和标准节桩管3的中心轴上均设置有注水管4，如图1和图2所示，所述顶节桩管1顶部的注水管4端部伸至外部；如图4所示，所述底部桩尖2包括筒状上部5和倒锥体形尖端6，所述底部桩尖2的中心轴上设置有注水管4，所述倒锥体形尖端6的侧壁上沿周向均布有数个出水孔7，所述出水孔7与所述底部桩尖2中的注水管4底端相连通，其中倒锥体形尖端6沿出水孔7处的横截面图为图5所示；当所述顶节桩管1和标准节桩管3相连接后，所述顶节桩管1中的注水管4底端与标准节桩管3内部的注水管4顶端之间相连通；当所述标准节桩管3和底部桩尖2相连接后，所述标准节桩管3中的注水管4底端与所述底部桩尖2中的注水管4顶端之间相连通。所述底部桩尖2的筒状上部5和倒锥体形尖端6一体成型，
实际操作中，将顶节桩管1和标准节桩管3制成3m长，底部桩尖2设置为1.5m长，注水管4的管径为10 mm，所述标准节桩管3的数量根据施工需求确定，所述底部桩尖2上的出水孔7一般设置为六到八个，直径一般为10mm，将所述顶节桩管1、数根标准节桩管3和底部桩尖2从上至下依次组装连接，组装好之后相当与传统灰土挤密桩的机管部分，桩机组装就位，所述顶节桩管1、数根标准节桩管3和底部桩尖2内部的注水管4相连通，所述顶节桩管1外部的注水管4与外部的进水管水表、水泵相连，之后试水试压，开机试打，边注水边成孔至设计桩深，打孔过程中根据水表检控每次打孔出水量。其中每次打孔出水量按工艺要求控制。
进一步的，作为本发明所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置的具体实施方式，如图2、3、4所示，所述顶节桩管1与标准节桩管3之间、上下相邻两个标准节桩管3之间、标准节桩管3和底部桩尖2之间均压制有相互配合的凹部8和凸部9，所述凹部8的内壁和所述凸部9的外壁上均设置有螺纹，所述顶节桩管1与标准节桩管3之间、相邻两个标准节桩管3之间、标准节桩管3和底部桩尖2之间均通过凹部8和凸部9螺纹连接。比如所述顶节桩管1的底部一体成型压制有向内的凹部8，所述标准节桩管3顶部和底部上分别一体成型压制有向外的凸部9和向内的凹部8，所述底部桩尖2的顶部一体成型压制有向外的凸部9，这样的设置是为了在组装连接时更加容易操作，而且注水管4设置顶节桩管1、标准节桩管3和底部桩尖2中，那么所述凹部8、凸部9能起到连接并支撑相应注水管4的作用。
进一步的，作为本发明所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置的具体实施方式，如图1所示，所述顶节桩管1与标准节桩管3之间以及相邻两个标准节桩管3之间的所述凸部9的高度大于所述凹部8的高度；当凸部9和凹部8螺纹紧固之后，所述顶节桩管1与标准节桩管3之间以及上下相邻两个标准节桩管3之间留设有缝隙，具体操作时缝隙的高度设为5cm，所述缝隙中相对设置有两个半圆形缓冲垫10，两个半圆形缓冲垫10具体如图6所示，两个半圆形缓冲垫10之间通过螺栓组件紧固连接。所述顶节桩管1与标准节桩管3之间以及相邻两个标准节桩管3之间的所述凸部9的高度大于所述凹部8的高度这是为了拆卸时省时省力，因为所述标准节桩管3之间、标准节桩管3和底部桩尖2的外径较粗，拆卸工具抓抱时不好操作；本发明中凸部9高出凹部8的部分较细，拆卸工具直接抓抱凸部9进行拆卸较好操作，而且拆卸工具。而且所述顶节桩管1与标准节桩管3之间以及上下相邻两个标准节桩管3之间留设有缝隙，在所述缝隙中设置两个半圆形缓冲垫10，两个半圆形缓冲垫10相对围成环形，而且两个半圆形缓冲垫10之间通过螺栓组件紧固连接，方便拆卸；两个半圆形缓冲垫10支撑至所述顶节桩管1与标准节桩管3之间以及上下相邻两个标准节桩管3之间使得整个灰土挤密桩同步注水增湿装置在工作过程中受力均匀，减小振动带来的影响。所述半圆形缓冲垫10由硬橡胶制成，
进一步的，作为本发明所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置的具体实施方式，如图1所示，所述顶节桩管1与标准节桩管3的外径相等，所述底部桩尖2的筒状上部5的外径大于所述顶节桩管1与标准节桩管3的外径。湿陷性黄土因注水后可能发生局部湿陷、缩径，筒状上部5外径设置较大，可在成孔提桩管过程中，再次保证孔径。
进一步的，作为本发明所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置的具体实施方式，如图1和图4所示，所述底部桩尖2的筒状上部5的侧壁与顶部之间设置为圆角。在打入土中后出土时，将底部桩尖2的筒状上部5的侧壁与顶部之间设置为圆角能减小摩擦，便于出土且方便土滑落。
进一步的，作为本发明所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置的具体实施方式，如图7所示，所述倒锥体形尖端6的侧壁上沿周向设有开口朝外的环形凹槽11，所述出水孔7均布至环形凹槽11的上壁处。这样能防止打桩过程中，所述倒锥体形尖端6上的出水孔7被泥堵塞。
以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，其特征在于：包括顶节桩管（1）、底部桩尖（2）和数根标准节桩管（3），所述顶节桩管（1）、所述标准节桩管（3）和所述底部桩尖（2）从上至下同轴设置且依次连接，所述顶节桩管（1）和标准节桩管（3）的中心轴上均设置有注水管（4），所述顶节桩管（1）顶部的注水管（4）端部伸至外部；所述底部桩尖（2）包括筒状上部（5）和倒锥体形尖端（6），所述底部桩尖（2）的中心轴上设置有注水管（4），所述倒锥体形尖端（6）的侧壁上沿周向均布有数个出水孔（7），所述出水孔（7）与所述底部桩尖（2）中的注水管（4）底端相连通；当所述顶节桩管（1）和标准节桩管（3）相连接后，所述顶节桩管（1）中的注水管（4）底端与标准节桩管（3）内部的注水管（4）顶端之间相连通；当相邻两个和标准节桩管（3）相连接后，所述顶节桩管（1）中的注水管（4）底端与标准节桩管（3）内部的注水管（4）顶端之间相连通；当所述标准节桩管（3）和底部桩尖（2）相连接后，所述标准节桩管（3）中的注水管（4）底端与所述底部桩尖（2）中的注水管（4）顶端之间相连通。
2.根据权利要求1所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，其特征在于：所述顶节桩管（1）与标准节桩管（3）之间、上下相邻两个标准节桩管（3）之间、标准节桩管（3）和底部桩尖（2）之间均压制有相互配合的凹部（8）和凸部（9），所述凹部（8）的内壁和所述凸部（9）的外壁上均设置有螺纹，所述顶节桩管（1）与标准节桩管（3）之间、相邻两个标准节桩管（3）之间、标准节桩管（3）和底部桩尖（2）之间均通过凹部（8）和凸部（9）螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，其特征在于：所述顶节桩管（1）与标准节桩管（3）之间以及相邻两个标准节桩管（3）之间的所述凸部（9）的高度大于所述凹部（8）的高度；当凸部（9）和凹部（8）螺纹紧固之后，所述顶节桩管（1）与标准节桩管（3）之间以及上下相邻两个标准节桩管（3）之间留设有缝隙，所述缝隙中相对设置有两个半圆形缓冲垫（10），两个半圆形缓冲垫（10）之间通过螺栓组件紧固连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，其特征在于：所述顶节桩管（1）与标准节桩管（3）的外径相等，所述底部桩尖（2）的筒状上部（5）的外径大于所述顶节桩管（1）与标准节桩管（3）的外径。
5.根据权利要求4所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，其特征在于：所述底部桩尖（2）的筒状上部（5）的侧壁与顶部之间设置为圆角。
6.根据权利要求5所述的一种灰土挤密桩同步注水增湿装置，其特征在于：所述倒锥体形尖端（6）的侧壁上沿周向设有开口朝外的环形凹槽（11），所述出水孔（7）均布至环形凹槽（11）的上壁处。
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