專(zhuān)利名稱(chēng)：砂土基礎(chǔ)注漿施工用振動(dòng)式機(jī)具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬工程機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種在工程地基和土工構(gòu)筑物及邊 坡等砂土基礎(chǔ)中用注漿法實(shí)施基礎(chǔ)加固和建造防滲帷幕施工時(shí)使用的機(jī) 械振動(dòng)式機(jī)具。
技術(shù)背景建筑工程中的礦山建筑與采礦工程、交通隧道工程、邊坡整治工程、 城市地鐵工程、地下人防與國(guó)防工程、基坑工程、堤壩防滲加固工程及其 它地下巖土工程的粘土基礎(chǔ)大多采用注漿法實(shí)施加固處理與防滲堵水，以 確保工程顆利施工與日后安全運(yùn)營(yíng)。使用的灌注材料主要是水泥槳液或水 泥粘土漿液；注漿方法采用旋噴注槳或靜壓注槳等方法。然而,對(duì)砂土基 礎(chǔ)(包括細(xì)砂土基礎(chǔ)和粉砂土基礎(chǔ))，因其具有不可灌注性，很難用注漿 法有效實(shí)施加固處理與防滲堵水，這一直是國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的施工技術(shù)難 題，有待解決。據(jù)中國(guó)國(guó)家圖書(shū)館、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊文摘、中國(guó)科學(xué)引文數(shù) 據(jù)庫(kù)、中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)與分析數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)期刊網(wǎng)、歐州網(wǎng)站及美國(guó) 加州大學(xué)伯克利分校圖書(shū)館等國(guó)內(nèi)外數(shù)十個(gè)網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫(kù)的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)查 尋結(jié)果，國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)有與本實(shí)用新型相似的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種在工程地基和土工構(gòu)筑物及邊坡等 砂土基礎(chǔ)(包括細(xì)砂土基礎(chǔ)和粉砂土基礎(chǔ))中用注漿法施工時(shí)使用的機(jī)械 振動(dòng)式機(jī)具，能按工程技術(shù)要求完成基礎(chǔ)加固和建造防滲帷幕，解決砂土 基礎(chǔ)加固防滲的施工技術(shù)難題。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是依據(jù)土力學(xué)原理和地震引發(fā)砂土液化 機(jī)理，采取在砂土基礎(chǔ)中局部實(shí)施機(jī)械振動(dòng)，使局部范圍內(nèi)的砂土因液化 而失去強(qiáng)度，將砂土基礎(chǔ)的不可灌注性變?yōu)榭晒嘧⑿?，使?jié){液得以滲入砂
土土層中，與砂土共同固結(jié)成為具有一定強(qiáng)度與滲透系數(shù)的結(jié)石體，達(dá)到 砂土基礎(chǔ)加固與防滲的目的。為實(shí)現(xiàn)此構(gòu)想，首先對(duì)漿液在液化后的砂土 層中的擴(kuò)散規(guī)律及其影響因素進(jìn)行試驗(yàn)研究，然后通過(guò)試驗(yàn)對(duì)能使砂土液 化的振動(dòng)頻率與振幅(或功率)及機(jī)械振動(dòng)機(jī)具基本結(jié)構(gòu)形式迸行鱗選， 最終確定機(jī)械振動(dòng)機(jī)具的基本結(jié)構(gòu)為機(jī)具基本呈圓筒型，以便探入砂土 基礎(chǔ)中的注漿孔(施工時(shí)此前已鉆妥的)內(nèi)。機(jī)具中部設(shè)置振動(dòng)機(jī)構(gòu)，選 用離心塊式振動(dòng)，離心塊由地面上的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。機(jī)具下部設(shè)置可向注漿 孔內(nèi)噴出漿液的噴漿室，漿液由地面上的注漿泵通過(guò)管路供給噴漿室。機(jī) 具上部設(shè)置集水室，用于收集砂土中的水份，通過(guò)管路排往地面。機(jī)具邊 注漿邊提升邊排水，完成砂土層的注漿。地面上的機(jī)械設(shè)備，除電動(dòng)機(jī)外， 仍使用以往用于粘土基礎(chǔ)注漿加固與防滲時(shí)使用的機(jī)械設(shè)備。由于不同地 域地質(zhì)條件的砂土的粒度與含水量不同，液化所需機(jī)械振動(dòng)的頻率與振幅 (或功率)將不同，加之注槳孔的孔徑亦不同，機(jī)具的結(jié)構(gòu)參數(shù)也應(yīng)不同， 需通過(guò)試驗(yàn)和計(jì)算分別予以確定，以此制定出機(jī)具的產(chǎn)品系列。例如，試驗(yàn)表明，對(duì)常見(jiàn)的砂土基礎(chǔ)和常用的直徑150mm的注漿孔，當(dāng)機(jī)具外徑取 145鵬時(shí)，離心塊質(zhì)量應(yīng)為16 20kg,離心塊重心與回轉(zhuǎn)中心的距離應(yīng)為 30 40咖；電動(dòng)機(jī)選用功率為5.5kW、頻率為40 50Hz的調(diào)頻電動(dòng)機(jī)(附 加調(diào)頻器)。這樣，機(jī)具對(duì)砂土的激振力可達(dá)26 30kN,漿液在砂土中的 擴(kuò)散半徑可達(dá)600 700咖，結(jié)石體的抗壓強(qiáng)度可達(dá)3， 5 6MPa，結(jié)石體的 滲透系數(shù)小于3xl0 —7 cm/s。

圖1為本實(shí)用新型的軸向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)附圖圖1，本實(shí)用新型所述的機(jī)械振動(dòng)式機(jī)具，外形為下部呈圓 錐狀的圓筒體。其主要結(jié)構(gòu)包括中部設(shè)置的振動(dòng)機(jī)構(gòu)和下部設(shè)置的噴漿室及上部設(shè)置的集水室。中部設(shè)置的振動(dòng)機(jī)構(gòu)中的離心塊[3]用軸承[14]支 撐在內(nèi)筒體[4]內(nèi)，并通過(guò)橡膠聯(lián)軸器[13]和軟軸[7]由地面上的調(diào)頻電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)。下部設(shè)置的噴漿室由圓筒噴漿室[2]和圓錐噴漿室[1]組成，室壁 上皆有多個(gè)用于噴漿的圓孔；漿液通過(guò)送漿軟管[10]與送漿管[12]由地面 上的注漿泵供給。上部設(shè)置的集水室[6]是室壁上有用于收集水的多個(gè)圓 孔的圓筒體，室內(nèi)的水由排水管[11]與排水軟管[9]排往地面。內(nèi)筒體[4] 與外筒體[5]間填充可固結(jié)的玻璃鋼或?yàn)r青材料。機(jī)具用套裝在外筒體[5] 上部的套管[8]與地面連接。套管[8]和送漿軟管[10]及排水軟管[9]皆采 用橡膠材料，使機(jī)具與地面柔性連接，機(jī)具探入地下時(shí)具通順性，不受注 漿孔軸線撓度的影響。除非金屬材料外，其他零件皆采用鋼材。本實(shí)用新型的工作原理是施工使用時(shí)，將機(jī)具探入到注漿孔的底部 后，地面上的調(diào)頻電動(dòng)機(jī)與注漿泵同時(shí)開(kāi)動(dòng)，機(jī)具開(kāi)始振動(dòng)。此時(shí)，注漿 泵通過(guò)送漿軟管[10]和送漿管[12]將漿液送往噴漿室并從圓筒噴漿室[2] 和圓錐噴漿室[1]噴出，漿液首先填充了機(jī)具外筒體[5]與注漿孔孔壁間的 空隙并將機(jī)具的振動(dòng)傳給機(jī)具周?chē)纳巴潦蛊湟夯?，漿液靠注漿壓力與自 身重力滲入被液化的砂土中并將砂土中的水份擠出，使水進(jìn)入集水室[6] 并從排水管[11]與排水軟管[9]排往地面。滲入砂土中的漿液與砂土將逐 漸共同固結(jié)成為結(jié)石體。機(jī)具邊振動(dòng)邊注漿邊排水邊由地面用套管[8]提 升，直至按單個(gè)注漿孔內(nèi)砂土層的垂直厚度完成注漿。之后，將機(jī)具探入 另一個(gè)注漿孔，重復(fù)上述過(guò)程；直至按工程設(shè)計(jì)的全部注漿孔數(shù)完成注漿 施工，即完成了工程基礎(chǔ)的加固和防滲帷幕的建造。
權(quán)利要求1. 一種在工程地基和土工構(gòu)筑物及邊坡等砂土基礎(chǔ)中用注漿法實(shí)施 基礎(chǔ)加固和建造防滲帷幕施工時(shí)使用的機(jī)械振動(dòng)式機(jī)具，其特征在于其 結(jié)構(gòu)包括中部的由離心塊[3]、將離心塊[3]支撐在內(nèi)筒體[4]內(nèi)的軸承 [14]、將地面上的調(diào)頻電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳給離心塊[3]的軟軸[7]與橡膠聯(lián) 軸器[13]組成的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，下部的由室壁上皆有多個(gè)噴漿圓孔的圓筒噴漿 室[2]與圓錐噴漿室[1]組成的噴漿室，上部的能收集水的室壁上有多個(gè)圓 孔的集水室[6],之間用固結(jié)材料填充的內(nèi)筒體[4]與外筒體[5],以及向 噴漿室供給漿液的送漿橡膠軟管[10]與送漿管[12]、將集水室[6]中的水 排往地面的排水管[11]與排水橡膠軟管[9]、與地面連接的套裝在外筒體 [5]上部的橡膠套管[8]。
專(zhuān)利摘要提供一種在工程地基和土工構(gòu)筑物及邊坡等砂土基礎(chǔ)中用注漿法實(shí)施基礎(chǔ)加固和建造防滲帷幕施工時(shí)使用的機(jī)械振動(dòng)式機(jī)具。利用機(jī)械振動(dòng)液化砂土，使砂土的不可灌注變?yōu)榭晒嘧?；?shí)現(xiàn)漿液對(duì)砂土的滲入并與砂土固結(jié)為結(jié)石體。機(jī)具探入注漿孔底部后邊振動(dòng)邊注漿邊提升，沿砂土土層垂直厚度完成注漿。機(jī)具的主要結(jié)構(gòu)包括由地面調(diào)頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心塊式振動(dòng)機(jī)構(gòu)、由地面注漿泵通過(guò)管路供給漿液的多孔噴漿室、收集砂土中水分并通過(guò)管路將水排往地面的多孔集水室。
文檔編號(hào)E02D19/18GK201021495SQ20062015968
公開(kāi)日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者杜紹安 申請(qǐng)人:杜紹安