[实用新型]一种用于制作模型筋箍碎石桩的振动沉管装置

说明书

本实用新型公开了一种用于制作模型筋箍碎石桩的振动沉管装置，包括激振装置、桩套管、槽形门及可旋转带螺纹式桩尖。所述桩套管顶部与激振装置采用法兰连接，在桩套管的桩管底部内圆面上焊一加厚圆圈，加厚圆圈上部倾斜下部带螺纹；所述槽形门通过轴承与桩套管连接，槽形门打开可放入绑扎好的土工格栅套筒，关闭时能够保持桩套管的完整外形；所述可旋转带螺纹式桩尖包括T型拉杆与螺纹桩尖，其螺纹能与桩套管内部加厚圆圈下部螺纹吻合。本实用新型装置易于操作、可靠性高，且能模拟实际工况中筋箍碎石桩多种加固效用，填补筋箍碎石桩复合地基模型试验中模型桩制备的空白，其使用方法简单合理，具有广泛的实用性。

技术领域

本实用新型属于地基处理领域，具体涉及一种采用筋箍碎石桩加固地基模型试验的振动沉管装置。

背景技术

碎石桩技术因具有取材便利、施工简单、造价低廉，且具有良好的加密（置换）、排水固结和桩体减震作用等效用而广泛应用加固软弱土地基。但由于碎石桩属于散体材料桩，需要桩周土提供侧向约束力才能形成桩体。竖向荷载作用下，当桩周土体强度较低而不能提供足够的侧向约束力时，桩顶附近一定深度范围内（2～3倍桩径）会发生侧向鼓胀而丧失作用，承载力大大降低，加固效果往往不能达到预期要求。近年来有学者提出在碎石桩桩顶一定深度范围内用土工格栅套筒进行包裹，形成筋箍碎石桩，获得了一定研究成果并在实践中得到应用。

专利201210339833.1公布了一种加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工用桩管，其主要特征是在振动拔管过程中当桩管底端距离筋箍碎石桩预定加固顶标高约2.0m左右时，从桩管侧面设置的槽形门放入土工格栅套筒。该发明显著提高碎石桩桩身承载力，减小桩顶沉降，但用于模型试验中无法对桩端土体进行有效加密。

专利201410159854.4公布了一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管及工艺，其主要利用套筒连接上下桩管，从上部入手处灌入碎石，振动提拔桩管，形成加筋碎石桩。该发明避免人工爬管的危险，有效限制桩顶附近的鼓胀变形，提高承载力，但上下管连接采用锁定套筒，会出现连接处碎石桩强度不一致，出现桩管倾斜、断桩现象。

专利201620714129.3公布了一种用于制作模型碎石桩的振动沉管装置，其主要是通过在桩套管底部内圆圈上焊一个加厚圆圈，同时设置两个对称凹槽，通过凹槽卡住可旋转桩尖，来进行振动沉管碎石桩的成型。该新型成桩装置，准确的模拟了对桩间土体的加密，但在沉管过程中，当振动到预定高度后，旋转T型拉杆时，会出现无法将卡扣对准凹槽的情况，从而无法准确提拔旋转式桩尖。

目前工程实践中碎石桩的成桩方法主要有振动水冲法和振动沉管法。因在加固软黏土地基时，振动水冲法会形成塌孔、缩颈、断桩等现象，故采用振动沉管法更加便于施工。

在筋箍碎石桩复合地基模型试验中，筋箍碎石桩能否模拟实际工程中的加固效用对研究其作用机理具有显著的影响。目前，尚没有一种成熟的施工工艺能够借鉴。因此，亟待研制一种可以模拟实际工况，同时便于模型试验操作的振动沉管装置及使用方法。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种易于操作、可靠性高，且能模拟实际工况中筋箍碎石桩多种加固效用的振动沉管装置及使用方法，填补筋箍碎石桩复合地基模型试验中模型桩制备的空白。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于制作模型筋箍碎石桩的振动沉管装置，包括激振装置、桩套管、槽形门及可旋转带螺纹式桩尖，所述激振装置包括平板振动器与焊接钢管，所述平板振动器与焊接钢管焊接连接；所述桩套管顶部与焊接钢管采用法兰连接，所述法兰采用螺栓固定，在桩套管的桩管底部内圆面上焊一加厚圆圈，加厚圆圈上部倾斜下部带螺纹。

激振装置与桩套管的连接采用法兰连接，具有无需焊接，操作方便，成本低，效率高的特点。

所述槽形门通过轴承与桩套管连接，槽形门打开可放入绑扎好的土工格栅套筒，关闭时能够保持桩的完整外形。