深层地基的处理方法及该方法形成的地基加固设备与流程

本发明涉及地基的处理方法，特别涉及深层地基的处理方法及该方法形成的地基加固设备。

背景技术：

我国地域广大，有各种成因的软土层，特别是沿海城市，其土质具有含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高等特点，所以在沿海城市开挖深层地基时，最应考虑的是地基的牢固度。

目前国内外地基处理的方法很多，主要的地基处理方法包括：换填法、预压法、强夯法、深层搅拌法等。这些地基处理方法的作用机理不同，且在不断发展中，每一种地基处理方法都有其各自的使用范围和一定的局限性。其中，强夯法和深层搅拌法是目前沿海地区应用相对比较广泛的地基加固方法，深层搅拌法虽然是最适合用于深层基坑，深层搅拌法加固效果较差且费用高，强夯法加固效果好且费用低，多用于浅层地基。

强夯法是一种重锤高举的夯击地基处理方法，通过提高地基密实度、降低地基压缩性，大幅度提高地基承载能力，由于造价低，速度快，被称为多快好省的地基处理方法。

目前的强夯法是利用吊机将重锤提升至高空，为保证吊机的稳定性，会在吊机悬臂处安装一个支撑架以支撑悬臂，因此若需要调整夯击点时，吊机位置调整困难，效率低，因此需要一种在保证地基牢固度的情况下又能方便对深层地基进行加固的方法。

技术实现要素：

本发明的第一个技术目的是提供一种地基加固设备，具有方便夯击深层地基的特点。

本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种地基加固设备，包括用于夯击深层地基的重锤以及用于驱动重锤起落的收卷组件，深层基坑两侧的地表面上分别安装一固定架并在地表面上安装有用于将所述固定架沿基坑边沿移动的位移组件，两个所述固定架之间横向安装有滑轨并且在所述滑轨上滑动安装有滑移块，所述滑轨上设置有带动滑移块横向滑移的驱动组件。

采用上述方案，两固定架能够在位移组件的带动下沿着基坑边沿同步来回移动，通过在两固定架之间安装一个滑轨并在滑轨上安装滑移块，滑移块又可以在驱动组件的带动下沿滑轨长度方向来回移动，从而能够将重锤以及下压块移动到地基任意一个夯击点，此方案相比较现有的强夯法而言，在保证地基牢固度的基础上还具有机动性强、效果高的特点。

优选的，所述位移组件包括滚轮、第一电机、位移架；所述滚轮位于所述固定架底部两侧，所述位移架固定安装于地表面以供所述滚轮滚动，所述第一电机安装于所述固定架底部并在其转轴上安装有第一齿轮，所述滚轮上设置有转杆并在所述转杆上设置有啮合于第一齿轮的第二齿轮。

采用上述方案，若需要移动固定架时，启动第一电机，通过第一齿轮和第二齿轮的传动作用带动滚轮转动，从而使固定架在位移架上横向移动，从而实现了固定架的横向移动，此方案结构简单且效果好，易于安装。

优选的，所述驱动组件包括第二电机、丝杆；所述丝杆沿所述滑轨长度方向穿设于所述滑移块，所述第二电机固定安装于所述滑轨上且其转轴连接于所述丝杆一端。

采用上述方案，若需要移动滑移块时，启动第二电机带动丝杆旋转并使滑移块在滑轨上横向移动，实现了滑移块的横向移动，此方案结构简单且效果好，易于安装。

优选的，所述收卷组件安装于所述滑移块底部，包括第三电机、绳索、收卷杆；所述收卷杆固定安装于所述滑移块底部，所述绳索一端缠绕于所述收卷杆，另一端与所述重锤相连，所述第三电机安装于所述滑移块底部并驱动所述收卷杆转动。

采用上述方案，通过启动第三电机，将绳索缠绕于收卷杆上，从而将重锤向上提升，若要将重锤下落时，使第三电机反转，重锤可做自由落体运动，此方案操作方便。

优选的，所述固定架上设置有供所述滑轨上下移动的升降机构，所述升降机构包括油缸、链条、连接杆、升降杆、固定杆、齿轮；所述油缸竖向固定于固定架，所述连接杆横向连接于所述油缸的活塞杆，所述齿轮套设于所述连接杆上，所述链条绕设于所述齿轮并固定连接于所述固定杆和升降杆，所述固定杆固定安装于固定架，所述升降杆活动安装于固定架，所述滑轨安装于所述升降杆。

采用上述方案，通过启动油缸使油缸内的活塞杆移动，由于链条一端连接于固定杆另一端连接至升降杆，移动时，齿轮和链条会转动从而带动升降杆上下移动，通过此方案，升降杆的移动距离是活塞杆移动距离的一半，齿轮两侧的链条受到的力为滑轨、重锤以及其他组件的一半，此方案在升降过程中更加平稳而且能够提拉更重的物品。

优选的，深层地基表面上设置有供重锤夯击的下压块，下压块的底端面积大于重锤的底端面积，下压块上设置有缓冲组件，所述缓冲组件包括安装于所述下压块上端面设置有承压块，所述承压块顶端面上设置有橡胶垫，其底端面与下压块之间周向布置有若干个弹性件。

采用上述方案，通过在深层地基表秒上设置一个下压块，下压块的设置用于方便对深层基坑底面边沿部分进行夯实；通过在下压块上设置缓冲组件，当重锤下落至承压块时，橡胶垫能起到一定的缓冲作用，既能保护下压块又能使重锤不会回弹，弹性件的设置进一步起到缓冲的作用同时又能通过弹性振荡对地基进行多次夯击。

优选的，所述承压块底面一体连接有若干个并穿设于所述弹性件的导向柱，所述导向柱可滑动穿设于所述下压块。

采用上述方案，当承压块受到压力并靠近下压块时，导向柱的设置能够起到导向的作用，使弹性件不会在被挤压过程中出现弯曲的现象，起到了保护弹性件的作用。

优选的，所述下压块顶端面上设置有若干个穿设于重锤的导向杆。

采用上述方案，当重锤下落时，导向杆的设置起到导向的作用，以免重锤因释放时因释放角度的原因导致重锤在空中出现翻转的现象。提高了夯击的稳定性。

本发明的第二个技术目的是提供一种深层地基的处理方法，具有加固深层地基的特点。

本发明的第二个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种深层地基的处理方法，包括以下几个步骤：

S1：在地表面上设定开挖边线并按边线开挖基坑；

S2：在基坑侧壁上布置网状钢筋并浇注水泥使形成一道水泥墙；

S3：重复S1、S2，使之成为深层基坑；

S4：在地基上撒上一层干燥剂；

S5：等地基干燥后，在地基上浇注一层填隙剂；

S6：在填隙剂上浇注一层通水膨胀橡胶层；

S7：在通水膨胀橡胶层上铺设碎石层；

S8：通过地基加固设备对地基进行加固。

采用上述方案，在形成深层基坑后，通过在地基上撒上一层干燥剂，除去地基中的水分，再在地基上面浇注一层填隙剂以填补地基中的缝隙，起到防水并加固地基的作用；等填隙剂凝固后，再浇注一层通水膨胀橡胶层，当仍然有水渗透填隙剂时，通水膨胀橡胶层遇到水会自然膨胀，既可以阻止水流的渗透也可以加强地基牢固度，最后在通水膨胀层上方覆盖一层碎石层并用地基加固设备对其进一步加固。

优选的，地基加固设备对地基进行加固的方法如下：

S8.1：当需要对深层基坑内的某一块区域进行夯击时，通过位移组件和驱动组件将重锤以及下压块移动至指定夯击区域；

S8.2：通过升降机构将重锤以及下压块移至离深层地基合适的高度；

S8.3:通过收卷组件驱动对重锤以及下压块进行升降并对夯击区域进行夯击。

采用上述方案，当需要对所述深层基坑内的某一块区域进行夯击时，移位组件可将固定架沿深层基坑边沿横向移动，驱动组件可将滑移块沿滑轨的长度方向移动，因此在移位组件和驱动组件的共同作用下可将重锤和下压块移至深层基坑任意位置的上方，通过升降机构将重锤和下压块调整至最佳高度，最后通过收卷组件驱动重锤起落实现对地基的夯击，此方案相比较目前的强夯法而言具有移动重锤方便、效率高的特点。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.可以将重锤快速移动至深层地基任意位置，在保证地基牢固度的情况下提高了工作效率；

2.通过设置下压块并在下压块上设置一个缓冲组件，既能保护下压块又能使重锤不会回弹，提高稳定性。

附图说明

图1为实施例1中深层基坑的结构剖视图；

图2为实施例2中地基加固设备的整体结构示意图；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为实施例2中用于展示升降机构的地基加固设备示意图；

图5为图4中B处的放大示意图；

图6为实施例2中用于另一角度展示升降机构的地基加固设备示意图；

图7为图2中C处的放大示意图；

图8为图6中D处的放大示意图。

图中：1、深层基坑；11、水泥墙；12、干燥剂；13、填隙剂；14、通水膨胀橡胶层；15、碎石层；2、固定架；21、滑轨；22、升降槽；3、位移组件；31、容纳盒；32、第一电机；33、滚轮；34、位移架；341、位移杆；3411、滚动槽；342、加固杆；35、第一齿轮；36、转杆；37、第二齿轮；4、升降机构；41、油缸；42、连接杆；43、链条；44、升降杆；45、固定杆；46、齿轮；5、驱动组件；51、滑移块；52、第二电机；53、丝杆；54、固定块；55、安装座；551、第一安装座；552、第二安装座；6、夯实组件；61、下压块；62、重锤；63、导向杆；64、缓冲组件；641、弹性件；642、导向柱；643、橡胶垫；65、收卷组件；651、第三电机；652、绳索；653、收卷杆；66、承压块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

公开一种地基加固设备，如图1、2所示，一种深层地基的处理方法形成的地基加固设备，包括两个固定架2、横向安装于两个固定架2之间的滑轨21、活动套设于滑轨21上的滑移块51，两个固定架2分别固定安装于深层基坑1两侧地表上，每个固定架2底部两侧有用于横向移动的位移组件3，每个固定架2的相对面上开设有升降槽22并在升降槽22内设置用于使滑轨21上下移动的升降机构4；滑轨21上还设置有用于控制滑移块51沿滑轨21长度方向移动的驱动组件5，滑移块51下方连接有用于夯实深层地基的夯实组件6。

如图3所示，位移组件3包括一体连接于所述固定架2侧面底部的容纳盒31、固定安装于容纳盒31内的第一电机32、位于容纳盒31两侧的滚轮33、固定安装于地表面以供滚轮33滚动的位移架34，容纳盒31远离固定架2的一侧设置有开口，第一电机32固定安装于容纳盒31内腔的底面上，第一电机32的转轴上固定连接有第一齿轮35，第一齿轮35远离第一电机32的面上设置有第一斜齿，两滚轮33之间固定连接有转杆36，转杆36穿设于容纳盒31的两侧壁并在转杆36上安装有两个轴承，两个轴承分别嵌装于容纳盒31的两个侧壁内，转杆36的上还固定连接有第二齿轮37，第二齿轮37的一面上设置有啮合于第一斜齿的第二斜齿；位移架34包括两个相互平行且供滚轮33滚动的位移杆341，两个移位杆之间一体连接有若干个加固杆342，两个位移杆341上均开设配合于滚轮33的滚动槽3411。

当第一电机32启动时，第一斜齿周向转动并带动第二斜齿周向转动，使滚轮33滚动从而实现固定架2的横向移动。

如图4、图5所示，升降机构4包括油缸41、连接杆42、链条43、升降杆44、固定杆45，所述油缸41竖向摆放且其底端固定安装于升降槽22内底面，连接杆42横向固定于油缸41的活塞杆，其两端均安装有齿轮46，链条43有两条，分别绕设于两个齿轮46，每一链条43的两端分别固定于固定杆45和升降杆44的顶端，固定杆45横向位于升降槽22的里侧端且固定于固定架2，升降杆44横向位于升降槽22的外侧端且其两端分别活动嵌入于固定架2的内壁。

当油缸41启动时，其活塞杆带动连接杆42上下移动，移动的同时齿轮46滚动并带动链条43移动，从而实现升降杆44上下移动。

如图4、图6所示，滑轨21横向固定安装于升降杆44的外侧端，驱动组件5包括第二电机52、丝杆53、固定块54，第二电机52固定安装于滑轨21的上端面，丝杆53横向固定连接于第二电机52的转轴且活动穿设于滑移块51，固定块54固定安装于滑轨21远离第二电机52的一端的上端面，其内嵌装有轴承，丝杆53的另一端固定连接于该轴承的内环。

当第二电机52启动时，带动丝杆53周向转动，从而驱动滑移块51沿滑轨21长度方向上横向移动，实现了滑移块51的横向滑移。

如图7所示，夯实组件6包括下压块61、重锤62、3根导向杆63。

下压块61呈方形，用于放置地基表面上，下压块61上设置有缓冲组件64，缓冲组件64包括承压块66、橡胶垫643、4个弹性件641，承压块66位于下压块61的上方，橡胶垫643放置于下压块61的上端面，4个弹性件641均优选为弹簧，安装于下压块61和承压块66之间，其两端固定连接于承压块66和下压块61，在承压块66底面还一体连接有4个导向柱642，4个导向柱642分别穿设于4个弹性件641，下压块61上端面开设有4个分别供4个导向柱642穿设的导向槽。

3个导向杆63竖向均穿设于承压块66且一体连接于下压块61，重锤62活动穿设于3跟导向杆63，重锤62的底面面积小于下压块61的底面面积。

如图7、图8所示，滑移块51底面一体连接有安装座55，安装座55上均设置3组收卷组件65，处于滑移块51两侧的两个收卷组件65用于提拉下压块61，处于中间的收卷组件65用于提拉重锤62。

安装座55包括3组间隔设置且竖向一体连接于滑移块51的第一安装座551和一个横向一体连接于3组第一安装座551底部的第二安装座552。

收卷组件65包括第三电机651、绳索652、收卷杆653，第三电机651安装于第二安装座552上，收卷杆653横向穿设于一组第一安装座551且一端固定连接于第三电机651的转轴，在两个第一安装座551上还均安装有套设于收卷杆653的轴承，绳索652缠绕于收卷杆653上且向下活动穿设于第一安装座551。处于中间的绳索652通过挂钩连接于重锤62、处于两侧的绳索652通过挂钩连接于下压块61。

当需要将下压块61移位时，通过启动滑移块51两侧的第三电机651使绳索652回收并卷入收卷杆653上，从而将下压块61远离于地基表面，当需要将重锤62夯击时，启动位于中间的第三电机651将重锤62沿导向杆63提拉至空中，然后再驱动第三电机651使第三点击反转，从而将重锤62快速下降。

实施例2：

如图1所示，一种深层地基的处理方法，包括以下几个步骤：

S1：在地表面上设定开挖边线并按边线开挖基坑；

S2：当基坑下挖至深度为1.5m左右时，在基坑侧壁上布置网状钢筋并在侧壁上浇注水泥以覆盖网状钢筋使之形成一道水泥墙11，水泥墙11起到防水抗渗的作用；

S3：重复S1、S2，使之成为深度大于5m的深层基坑1；

S4：在地基上撒上一层干燥剂12，干燥剂12优选为石灰粉，厚度优选为2mm，主要用于吸收地基中的水分；

S5：等地基干燥后，在地基上浇注一层填隙剂13，填隙剂13优选为裂缝灌胶，用于密封地基经过干燥后形成的裂缝；

S6：在填隙剂13上浇注一层通水膨胀橡胶层14，通水膨胀橡胶经过加热融化后浇注于地基上，待冷却凝固形成通水橡胶层，当通水膨胀橡胶遇到水时，由于橡胶具有一定的吸水性，会将水分进行吸收并使自身膨胀，既起到防水的作用又可以增加地基牢固度；

S7：在通水膨胀橡胶层14上铺设碎石层15；

S8：地基加固设备对地基进行加固。

S8具体包括如下几个步骤：

S8.1：当需要对深层基坑1内的某一块区域进行夯击时，通过启动位移组件3中的第一电机32将滑移块51沿基坑边沿移动，再通过启动驱动组件5中的第二电机52将滑移块51沿滑轨长度方向移动，使重锤62以及下压块61移动至指定夯击区域；

S8.2：通过利用升降机构4内的油缸41将重锤62以及下压块61移至离深层地基合适的高度；

S8.3:通过启动位于滑移块51两侧的两个第三电机651将下压块61平稳放置于地基上，再启动位于中间的第三电机651将重锤62提升至高空，最后将该第三电机651反转，重锤62可做自由落体运动并对夯击区域进行夯击。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。