[发明专利]富高承载力自膨胀挤密桩加固软土路基施工装置及方法

说明书

本申请涉及一种富高承载力自膨胀挤密桩加固软土路基施工装置及方法，其包括第一机架、滑移连接于第一机架上的钢管以及滑移连接于钢管内壁的桩杆，所述桩杆沿钢管的长度方向往返滑移，所述第一机架上设置有带动钢管移动的第一驱动机构以及带动桩杆沿钢管的长度方向往返移动的第二驱动机构；所述桩杆远离第一驱动机构的一端周壁嵌设有用于排放吸水填料的排料机构；所述桩杆远离第二驱动机构的一端周壁凸出设置有导向块，所述排料机构位于导向块靠近第一驱动机构的一侧。本申请具有降低挤密桩机在将桩杆从桩孔内拔出时消耗的能源的效果。

技术领域

本申请涉及路基施工的领域，尤其是涉及一种富高承载力自膨胀挤密桩加固软土路基施工装置及方法。

背景技术

公路结构由三部分组成，分别为路面、路基和地基，其中路基的稳定性对于高速公路的正常运营起着相当重要的作用；若在修建公路必须经过土质为软土层的区域时，需对软土层进行地基处理，从而避免后期地基产生沉降或沉降过大等现象。

在软土层的区域内修建地基时，通常会采用挤密桩的施工方式来改善软土层的原本性质，从而实现对地基的加固；挤密桩是将带有管塞、活门或锥头的钢管压入或打入土中成孔并使土层挤密，然后往孔内投入灰土、砂石等填料形成的桩。

针对上述中的相关技术，发明人认为：在桩杆压入土层内部成孔后，由于软土层的地质特性，土壤中水分含量较高，导致土层的流动性较大，将桩杆从桩孔内拔出时，桩孔的内壁对拉应力较大，从而导致挤密桩机在将桩杆从桩孔内拔出时消耗的能源增加。

发明内容

为了降低挤密桩机在将桩杆从桩孔内拔出时消耗的能源，本申请提供一种富高承载力自膨胀挤密桩加固软土路基施工装置及方法。

第一方面，本申请提供一种富高承载力自膨胀挤密桩加固软土路基施工装置，采用如下的技术方案：

一种富高承载力自膨胀挤密桩加固软土路基施工装置及方法，包括第一机架、滑移连接于第一机架上的钢管以及滑移连接于钢管内壁的桩杆，所述桩杆沿钢管的长度方向往返滑移，所述第一机架上设置有带动钢管移动的第一驱动机构以及带动桩杆沿钢管的长度方向往返移动的第二驱动机构；所述桩杆远离第一驱动机构的一端周壁嵌设有用于排放吸水填料的排料机构；所述桩杆远离第二驱动机构的一端周壁凸出设置有导向块，所述排料机构位于导向块靠近第一驱动机构的一侧。

通过采用上述技术方案，夯击地面成孔时，通过第二驱动机构带动桩杆在钢管内部向远离地面的方向移动，桩杆受自重下落至地面后成孔；由于桩杆在夯击地面时，桩杆收到压应力和拉应力的交替作用，拉应力呈橄榄型分布，桩底土越软，拉应力越大；桩周土强度越高，桩身拉应力越小；桩杆沉入地面内部时，排料机构向刚刚成型的孔壁排放吸水填料，迫使软土层内靠近桩孔附近的水分被大量吸收，实现对软土层的土壤改善，提高桩杆附近土壤的强度；从而减少对桩杆周壁的拉应力，从而降低挤密桩机在将桩杆从桩孔内拔出时消耗的能源；同时还可以提高孔壁的稳定性；设置导向块凸出于桩杆周壁，迫使排料机构和孔壁之间具有一定的间距，有利于排料组件将吸水填料排放至孔壁上。

可选的，所述排料机构包括嵌设于桩杆内的出料管和设置于出料管一端的喷头，所述出料管远离喷头的一端贯穿桩杆并连接有柱塞泵，所述柱塞泵的输入端连接有供料机构。

通过采用上述技术方案，当需要对刚刚成型的孔壁排放吸水填料时，启动柱塞泵将供料机构内已完成搅拌的吸水填料吸入出料管内，最后由喷头喷出至孔壁浸入土壤，将桩杆附近的土壤强度加强。

可选的，所述桩杆靠近导向块的一端侧壁内凹设置有可供喷头安装的环形槽，所述环形槽内设置有覆盖喷头的环形网板。

通过采用上述技术方案，开设环形槽安装喷头，避免喷头凸出桩杆周壁，安装环形网板覆盖喷头，减少桩身沉入地面后，挤入环形槽内的土壤，且当开启柱塞泵后，由于喷头喷出的吸水填料具有水压，且由于具有导向块，迫使桩杆的周壁与成型的孔壁之间具有一定的间距，便于将堵塞于环形网板里面的土壤冲出，从而实现吸水填料对土壤的浸入。