一种高效处理流态泥浆的软土地基加固装置及其施工方法

1.本发明涉及地基处理技术领域，特别是涉及一种高效处理流态泥浆的软土地基加固装置及其施工方法。


背景技术：

2.近年来，滨海临江地区软土地基施工过程中会产生大量废弃流态泥浆，因此，实现废弃流态泥浆的绿色化处理和高效的资源化利用，并高效的处理软土地基，是亟待解决的问题。
3.目前处理软土地基的主要技术有桩基法、排水固接法、换土法等，但这些方法工期较长且不够经济，不能快速高效的解决流态泥浆的资源化利用问题。
4.现有专利中公开一种申请号为cn201821885575.6的一种自动开闭活瓣桩尖，包括桩尖管身、左侧叶瓣、右侧叶瓣以及两块刃脚；两块所述刃脚分别连接在所述桩尖管身的外表面相对两侧,且两块所述刃脚的下端均超出所述桩尖管身的下端,两块所述刃脚的超出所述桩尖管身的下端的部分之间连接有支撑轴,所述左侧叶瓣和所述右侧叶瓣分别铰接在所述支撑轴上；所述桩尖管身下端朝下时,所述左侧叶瓣和所述右侧叶瓣可在自重作用下自由下落转动至打开所述桩尖管身的下端管口,所述左侧叶瓣和所述右侧叶瓣也可在地表土反作用力下自动转动至形成一块板而关闭所述桩尖管身的下端管口。但此专利构造复杂，不方便制备，施工时操作要求高，不够快捷高效。
5.因此，亟需一种新型的高效处理流态泥浆的软土地基加固装置及其施工方法来解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种高效处理流态泥浆的软土地基加固装置及其施工方法，以解决现有技术存在的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种高效处理流态泥浆的软土地基加固装置，包括套管，所述套管的顶部设有套管盖，所述套管内设有连接机构，所述套管的底部固接有锥形头，所述锥形头包括若干与所述套管铰接的活瓣，任意两个相邻所述活瓣之间滑动连接。
8.优选的，所述活瓣与所述套管外壁之间通过连接座铰接。
9.优选的，所述活瓣的一侧设有凹槽，所述活瓣远离所述凹槽的一侧设有凸起，相邻的所述凹槽与所述凸起相适配。
10.优选的，所述套管盖与所述套管可拆卸连接，所述套管盖的直径大于所述套管的直径。
11.优选的，所述连接机构包括对称设置在所述套管内的圆环，两个所述圆环分别设置在所述套管内的顶部和底部，所述圆环外部周向的等间隔固接有若干连接钢筋，所述连接钢筋远离圆环的一侧与所述套管的内壁固接，两个所述圆环之间固接支撑件。
12.优选的，所述支撑件包括等间隔抵接在两个所述圆环之间的若干加筋材料。
13.一种高效处理流态泥浆的软土地基加固装置的施工方法，包括以下步骤：
14.a、预制处理装置，施工前在工厂中将处理装置进行组装；
15.b、处理装置施工，将处理装置通过外部设备打入土中并注入泥浆；
16.c、拔出处理装置，泥浆成型后将处理装置拔出。
17.优选的，步骤c中拔出处理装置的方法为振动拔桩法。
18.本发明公开了以下技术效果：活瓣依次相互滑动连接，形成螺旋活瓣式锥形头，套管盖紧密包裹套管，将套管预先插入软土中，避免直接插入预制构件带来的挤土效应；通过向套管中灌入流态泥浆预制构件，实现高效和绿色处理软土地基的方法，同时套管又可以重复利用，具有实用性和经济性的双重优势，套管内的连接机构能够增加装置的强度，在套管插入软土中时，活瓣之间相互挤压，即保证了锥形头的密封性，又保证了锥形头的强度，在拔出套管时，锥形头外侧力减小，内侧力增大，使得螺旋活瓣可以快速张开，进而提高了拔出的效率。
19.将锥形头设置为螺旋活瓣式，制备简易，预先插入土中可避免挤土效应，密封性好，拔出时可快速张开，便于施工；采用装配式装置，装置内现浇泥浆形成固化体，装置与固化体的组合能够大比例消纳泥浆、大比例代替砂石等高性能建材，经济且高效的处理软土地基，本装置的施工方法简单，装置只需在工厂预制，施工现场只需将装置打入土中灌注泥浆即可，无需钻孔。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明高效处理流态泥浆的软土地基加固装置的结构示意图；
22.图2为套管内的俯视图；
23.图3为锥形头的结构示意图；
24.图4为凹槽与凸起的连接结构示意图；
25.其中，1、套管盖；2、圆环；3、连接钢筋；4、加筋材料；5、套管；6、锥形头；7、连接座；8、凹槽；9、凸起。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
28.参照图1-4，本发明提供一种高效处理流态泥浆的软土地基加固装置，包括套管5，
套管5的顶部设有套管盖1，套管5内设有连接机构，套管5的底部固接有锥形头6，锥形头6包括若干与套管5铰接的活瓣，任意两个相邻活瓣之间滑动连接。
29.活瓣优选为4片，4片活瓣依次相互滑动连接，形成螺旋活瓣式锥形头6，套管盖1紧密包裹套管5，将套管5预先插入软土中，避免直接插入预制构件带来的挤土效应；通过向套管5中灌入流态浆液预制构件，实现高效和绿色处理软土地基的方法，同时套管5又可以重复利用，具有实用性和经济性的双重优势，套管5内的连接机构能够增加装置的强度，在套管5插入软土中时，活瓣之间相互挤压，即保证了锥形头6的密封性，又保证了锥形头6的强度，在拔出套管5时，锥形头6外侧力减小，内侧力增大，使得螺旋活瓣可以快速张开，进而提高了拔出的效率。
30.进一步优化方案，活瓣与套管5外壁之间通过连接座7铰接。
31.进一步优化方案，活瓣的一侧设有凹槽8，活瓣远离凹槽8的一侧设有凸起9，相邻的凹槽8与凸起9相适配。
32.4片活瓣皆为曲面且内有凹槽8和凸起9，4片活瓣可依次将凸起9插入前一片活瓣的凹槽8中，形成螺旋活瓣式锥形头6。
33.进一步优化方案，套管盖1与套管5可拆卸连接，套管盖1的直径大于套管5的直径。使套管盖1与套管5紧密贴合。
34.进一步优化方案，连接机构包括对称设置在套管5内的圆环2，两个圆环2分别设置在套管5内的顶部和底部，圆环2外部周向的等间隔固接有若干连接钢筋3，连接钢筋3远离圆环2的一侧与套管5的内壁固接，两个圆环2之间固接支撑件。
35.进一步优化方案，支撑件包括等间隔抵接在两个圆环2之间的若干加筋材料4。
36.上下圆环2通过铁丝与加筋材料4连接，上下圆环2尺寸相同，并且在竖直方向上相对应；加入加筋材料4可以更好地增加套管5的强度，且加筋材料4具有造价低、轻便快捷的优点，圆环2主要起固定加筋材料4的作用，圆环2与加筋材料4的组合制备简易，在泥浆浇筑成型后形成了固化体内置加筋材料4的组合，可以更好的提升固化体的强度及地基承载力。
37.一种高效处理流态泥浆的软土地基加固装置的施工方法，包括以下步骤：
38.a、预制处理装置，施工前在工厂中将处理装置进行组装；先在工厂预制锥形头6、套管5、套管盖1及圆环2，将锥形头6、套管5及圆环2，并将上述零件进行连接，然后将加筋材料4与上下圆环2绑定，最后将套管盖1盖上；
39.b、处理装置施工，将套管5吊起并通过打桩机打入土中，套管5下压时锥形头6受外侧力可以螺旋的更加紧密，打桩完毕后打开套管盖1，浇筑泥浆；
40.c、拔出处理装置，泥浆成型后将处理装置拔出，泥浆成型后对套管5进行拔出，拔桩采用振动拔桩法，拔桩时螺旋锥形头6受力松开，使装置顺利拔出。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。