[发明专利]一种软土地基处理装置及地基处理施工方法

权利要求书

1.一种软土地基处理装置，其特征在于，包括桩靴（1），所述桩靴（1）的上端面设有定位环（101），所述定位环（101）的外径小于所述桩靴（1）的外径，所述桩靴（1）上且位于所述定位环（101）的中心设有定位柱（102）；所述定位环（101）的外侧设有桩管（2），所述桩管（2）的底部抵在所述桩靴（1）；

所述定位柱（102）外侧设有套管（3），所述套管（3）的下端管壁上设置有若干个滤水孔（301），所述套管（3）的上端通过排水管连接抽水装置；

还包括注浆管（4），所述注浆管（4）的外径小于所述套管（3）内径，所述注浆管（4）上端连接注浆系统，另一端穿进所述套管（3）并抵在所述定位柱（102）上；

所述桩管（2）、所述套管（3）以及所述注浆管（4）的上端均伸出地面，且所述注浆管（4）的伸出端高于所述套管（3）；

所述定位柱（102）上端的中心固定设有橡胶堵头（103），所述橡胶堵头（103）为圆锥体且锥尖朝上，所述注浆管（4）抵在所述橡胶堵头（103）上；

还包括注浆管辅助装置（6），所述注浆管辅助装置（6）包括支架（601），所述支架（601）上转动设有双向丝杆（602），所述双向丝杆（602）的两端通过螺纹连接设置有丝杠螺母（603），所述丝杠螺母（603）的内侧设置有夹持板（604），所述支架（601）上设置有导向杆（609），所述夹持板（604）套接在所述导向杆（609）上，两个所述夹持板（604）的相对面设有V型槽（605）；

所述夹持板（604）的内侧且位于所述V型槽（605）的正上方通过弹簧（608）设置有弧形板（606），所述夹持板（604）上且与所述弧形板（606）相对应的位置通过螺纹连接设置有螺杆（607），所述螺杆（607）顶在所述弧形板（606）上。

2.根据权利要求1所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述桩管（2）为若干节钢管一通过螺纹连接而成；所述套管（3）由若干节钢管二通过螺纹连接而成，所述套管（3）的最底层的一节钢管二的外壁上均布有所述滤水孔（301）。

3.根据权利要求2所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述注浆管（4）的管壁中部周向均布有若干个注浆小孔，所述注浆管（4）上且与所述注浆小孔对应的位置套设有注浆囊袋（5），所述注浆囊袋（5）通过所述注浆小孔与所述注浆管（4）连通。

4.根据权利要求3所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述注浆管（4）上且与所述注浆小孔对应的位置套设有支撑管（501），所述支撑管（501）两端设有向内凸起的弹性片（504），所述注浆管（4）的管壁上与所述弹性片（504）对应的位置设有凹槽，所述弹性片（504）卡入所述凹槽；所述支撑管（501）中间设有与所述注浆小孔对应的通孔（502），所述注浆小孔与所述通孔（502）内设有橡胶导管（401），所述橡胶导管（401）设置在所述注浆管（4）内的一端设有外翻边，所述外翻边抵在所述注浆管（4）的内壁上；

所述注浆囊袋（5）为上下开口的橡胶套，所述橡胶套的上下端通过卡环（503）套设在所述支撑管（501）的两端。

5.根据权利要求4所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述支撑管（501）为壁厚小于1mm的钢管。

6.根据权利要求4所述的软土地基处理装置，其特征在于，所述夹持板（604）上且位于所述弧形板（606）的上方设置有固定板（610），所述固定板（610）上水平设有电机（612），所述电机（612）的驱动轴上连接有辊轮（611），所述辊轮（611）设置在所述注浆管（4）的两侧且与所述注浆管（4）的外壁接触。

7.一种利用权利要求6所述的软土地基处理装置来处理地基的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：在地层（8）上铺设褥垫层（7），并在所述褥垫层（7）上确定桩位，然后将所述桩靴（1）放置在桩位上，准备下沉；

步骤2：将带有滤水孔（301）的所述钢管二的下端卡接在所述定位柱（102）上；

步骤3：将一节钢管一卡接在所述定位环（101）上；

步骤4：将一节钢管一与所述桩靴（1）一起下沉，并留300mm露出所述褥垫层（7），便于继续安装下一节；

步骤5：通过螺纹续接钢管一和钢管二，并继续下沉，且留300mm露出所述褥垫层（7）;

步骤6：按照步骤5的方法，继续安装钢管一及钢管二，直至到达设计标高；

步骤7：向所述桩管（2）与所述套管（3）之间的间隙灌入配制好的砂，灌注砂的同时拔出所述桩管（2），使砂填满所述套管（3）与地层（8）之间的空间，直至所述桩管（2）抽出且砂灌注至所述褥垫层（7）底部，形成砂井（9）；

步骤8：按照步骤1所确定的桩位，重复所述步骤2-7，完成全部桩孔施工；

步骤9：将所述套管（3）通过排水管与抽水装置连接，抽出地下水，使地层（8）进行排水固结，直至地层（8）固结达到设计要求后，停止抽水并分离所述套管（3）与所述排水管；

步骤10：将所述支撑管（501）套设在所述注浆管（4）上，使所述弹性片（504）卡在所述凹槽内，将所述橡胶导管（401）带有翻边的一端穿入所述通孔（502）及所述注浆小孔，将所述橡胶套的上下端使用卡环（503）固定在所述支撑管（501）上下端;

步骤11：将所述注浆管（4）穿入所述套管（3），当所述注浆囊袋（5）进入所述套管（3）后，安装所述注浆管辅助装置（6），旋转双向丝杆（602）调整所述夹持板（604），使得V型槽（605）夹持所述套管（3），并调整所述螺杆（607）使得所述弧形板（606）与所述注浆管（4）之间保留一丝间隙，辅助所述注浆管（4）居中竖直穿入所述套管（3），使得所述橡胶堵头（103）的锥尖嵌入所述注浆管（4）底端；

步骤12：旋转所述双向丝杆（602），松开所述夹持板（604），分节拔出所述套管（3），保留一节所述钢管二在褥垫层（7），再次调整夹持板（604），使得V型槽（605）夹持固定住所述钢管二，并调节所述螺杆（607）使得所述弧形板（606）与所述注浆管（4）之间保留一丝间隙；

步骤13：将所述注浆管（4）与注浆系统连接，略微上提所述注浆管（4），使所述注浆管（4）的下端与所述橡胶堵头（103）之间具有间隙，此时调节所述螺杆（607），使得所述弧形板（606）夹持固定住所述注浆管（4），开始注浆，浆液通过所述注浆管（4）下端不断涌出并渗透所述砂井（9）形成复合桩基（10），直至浆液到达所述褥垫层（7）的底部停止注浆；

步骤14：微动调整所述螺杆（607），使所述弧形板（606）与所述注浆管（4）之间保留一丝间隙，按下所述注浆管（4），所述橡胶堵头（103）将嵌入所述注浆管（4）下端进行封堵，继续注浆，浆液沿所述注浆小孔充入所述注浆囊袋（5），所述注浆囊袋（5）开始膨胀并挤压所述砂井（9），在相应位置形成所述复合桩基（10）的扩大体（1001）；

步骤15：拆除注浆系统，启动所述电机（612）带动辊轮（611）转动，辅助拔出所述注浆管（4），清洗注浆系统及所述注浆管（4）；

步骤16：重复步骤9-步骤15，完成所有复合桩基（10）施工，最终所有复合桩基（10）成型至设计强度后，地基处理完毕。