石灰桩成桩装置、石灰桩成桩方法及物料输送机构与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是涉及一种石灰桩成桩装置、石灰桩成桩方法及物料输送机构。

背景技术：

石灰桩利用生石灰遇水膨胀挤密硬化周围土质的特性，实现软土的改良。传统的石灰桩成桩方法通常通过桩机头将沉管插入土壤中，再将混合好的石灰注入沉管内，从而形成石灰桩。然而，传统的成桩方法在拔管或者桩身夯实过程中，形成的石灰桩会随着沉管提升而向上移动，当石灰桩随着沉管一起向上移动时，沉管周边的泥土会回填至桩孔中，导致石灰桩无法在指定位置上成桩，从而导致形成的石灰桩极其不稳定。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种石灰桩成桩装置、石灰桩成桩方法及物料输送机构，能够形成稳定的石灰桩。

其技术方案如下：

一种石灰桩成桩装置，包括：沉管，所述沉管的管口处设有第一密封盖；物料仓，所述物料仓上设有投料口、出料口及通气口，所述投料口处可打开式设有第二密封盖；输料软管，所述输料软管装设在所述沉管的侧面上，且所述沉管通过所述输料软管与所述出料口连通设置；及气体压缩机，所述气体压缩机的输出端与所述通气口连通设置。

上述的石灰桩成桩装置，将混合好的物料从投料口处投入至物料仓内，通过第一密封盖与第二密封盖，分别封住沉管的管口与物料仓的投料口，使得沉管与物料仓均处于密封状态；接着，通过气体压缩机，将压缩气体从通气口处输入物料仓中，再通过压缩气体将物料通过输料软管压入沉管中；进入沉管中的物料在压缩气体的作用下进入桩孔内。由于沉管内在气体压缩机的作用下维持一定压力，因此，进入桩孔内的物料一直受到一定压力，使得物料能够稳定压在桩孔内，有效避免物料在拔管或桩身夯实过程中，随着沉管一起向上移动，如此，通过该石灰桩成桩装置，使得物料能够在指定位置上形成稳定桩基。同时，由于沉管内在气体压缩机的作用下，始终保持一定压力，因此，位于沉管内的物料会被挤压成团，使得物料之间的密实度得到有效提高，从而使得物料能够形成结构更加稳定的石灰桩，避免形成的石灰桩出现软芯现象。

在其中一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括驱动件及与所述驱动件的输出端传动连接的传送件，所述传送件位于所述物料仓内，且所述传送件的传送端位于所述出料口处。

在其中一个实施例中，所述传送件为螺旋轴，所述螺旋轴可转动装设在物料仓内，且所述螺旋轴一端穿过所述物料仓与驱动件传动连接。

在其中一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括减速机，所述驱动件的输出端通过所述减速机与所述传送件连接。

在其中一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括导入斗，所述导入斗装设在所述沉管的侧面上，且所述导入斗与所述沉管连通设置，所述导入斗的导入口与所述输料软管连通设置，所述导入口处设有第三密封盖。

在其中一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括投料斗，所述投料斗位于所述物料仓的所述投料口处，所述第二密封盖盖设在所述投料斗上。

在其中一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括所述物料仓包括第一侧面、第二侧面、第三侧面及第四侧面，所述第一侧面与所述第二侧面相对设置，所述第三侧面与所述第四侧面相对设置，所述第一侧面与所述第二侧面之间的距离从所述物料仓上靠近所述投料口的一端至所述物料仓上远离所述投料口的一端逐渐减小，所述出料口设置在所述第三侧面上，所述通气口设置在所述第四侧面上。

一种石灰桩成桩方法，包括如下步骤：将混合好的物料，注入沉管中，并对所述沉管的管口进行密封；通过气体压缩机，将所述物料从所述沉管中压入桩孔内，并维持所述沉管中的压力为第一预设压力值；对所述沉管进行沉桩操作，将所述沉管到达设计标高；所述沉管的端部到达设计标高后，通过所述气体压缩机，维持所述沉管中的压力为第二预设压力值，并对所述沉管进行拔管操作。

上述的石灰桩成桩方法，将混合好的物料，注入沉管中，并对沉管进行密封处理，以便通过压缩气体将物料压入桩孔内；接着，通过气体压缩机，保持沉管内的压力为第一预设压力值，使得位于沉管内的物料会被挤压成团，提高物料之间的密实度，从而使得物料能够形成结构更加稳定的石灰桩，避免形成的石灰桩出现软芯现象；物料压入桩孔内后，对沉管进行沉桩操作，使得物料位于预设位置，从而完成石灰桩的建桩作业。当沉管到达设计标高后，通过气体压缩机，维持沉管内的压力为第二预设压力值，这样，通过压缩的气体，将物料紧紧压在桩孔内，避免沉管在拔管过程中将物料从桩孔内带出而导致石灰桩结构极其不稳定。如此，通过该石灰桩成桩方法，使得物料稳定在桩孔中，从而使得形成的石灰桩更加稳定、安全。

在其中一个实施例中，所述步骤之前还包括：对沉管进行沉桩操作，使得所述沉管的端部位于地下水位上方。

在其中一个实施例中，所述步骤之后还包括：当所述沉管提升预设距离时，对所述沉管进行沉桩操作。

一种物料输送机构，包括：物料仓，所述物料仓上设有投料口、出料口及通气口，所述投料口处可打开式设有第二密封盖，所述出料口用于通过输料软管与沉管的侧面连通设置，所述通气口用于与气体压缩机连通设置。

上述的物料输送机构，将混合好的物料从投料口处投入至物料仓内，通过第二密封盖，封住物料仓的投料口，使得物料仓均处于密封状态；接着，通过气体压缩机，将压缩气体从通气口处输入物料仓中，再通过压缩气体将物料通过输料软管压入沉管中；进入沉管中的物料在压缩气体的作用下进入桩孔内。由于沉管内在气体压缩机的作用下维持一定压力，因此，进入桩孔内的物料一直受到一定压力，使得物料能够稳定压在桩孔内，有效避免物料在拔管或桩身夯实过程中，随着沉管一起向上移动，如此，通过该石灰桩成桩装置，使得物料能够在指定位置上形成稳定桩基。同时，由于沉管内在气体压缩机的作用下，始终保持一定压力，因此，位于沉管内的物料会被挤压成团，使得物料之间的密实度得到有效提高，从而使得物料能够形成结构更加稳定的石灰桩，避免形成的石灰桩出现软芯现象。

在其中一个实施例中，物料输送机构还包括驱动件及与所述驱动件的输出端传动连接的传送件，所述传送件位于所述物料仓内，且所述传送件的传送端位于所述出料口处。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的石灰桩成桩装置结构示意图；

图2为本发明一实施例所述的物料输送机构结构一视角图；

图3为本发明一实施例所述的物料输送机构结构另一视角图；

图4为本发明一实施例所述的石灰桩成桩方法流程示意图；

图5为本发明另一实施例所述的石灰桩成桩方法流程示意图。

附图标记说明：

100、物料输送机构，110、物料仓，111、投料口，112、出料口，113、通气口，114、第一侧面，115、第二侧面，116、第三侧面，117、第四侧面，120、第二密封盖，130、投料斗，140、传送件，150、驱动件，151、减速机，152、设备罩，160、输送车，200、沉管，210、第一密封盖，220、导入斗，230、第三密封盖，300、输料软管，400、气体压缩机，500、桩机头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

在一个实施例中，请参考图1，一种石灰桩成桩装置，包括：沉管200、物料仓110、输料软管300及气体压缩机400。沉管200的管口处设有第一密封盖210。物料仓110上设有投料口111、出料口112及通气口113。投料口111处可打开式设有第二密封盖120。输料软管300装设在沉管200的侧面上，且沉管200通过输料软管300与出料口112连通设置。气体压缩机400的输出端与通气口113连通设置。

上述的石灰桩成桩装置，将混合好的物料从投料口111处投入至物料仓110内，通过第一密封盖210与第二密封盖120，分别封住沉管200的管口与物料仓110的投料口111，使得沉管200与物料仓110均处于密封状态；接着，通过气体压缩机400，将压缩气体从通气口113处输入物料仓110中，再通过压缩气体将物料通过输料软管300压入沉管200中；进入沉管200中的物料在压缩气体的作用下进入桩孔内。由于沉管200内在气体压缩机400的作用下维持一定压力，因此，进入桩孔内的物料一直受到一定压力，使得物料能够稳定压在桩孔内，有效避免物料在拔管或桩身夯实过程中，随着沉管200一起向上移动，如此，通过该石灰桩成桩装置，使得物料能够在指定位置上形成稳定桩基。同时，由于沉管200内在气体压缩机400的作用下，始终保持一定压力，因此，位于沉管200内的物料会被挤压成团，使得物料之间的密实度得到有效提高，从而使得物料能够形成结构更加稳定的石灰桩，避免形成的石灰桩出现软芯现象。此外，本实施例通过第一密封盖210与第二密封盖120，使得沉管200与物料仓110均处于密封状态，这样，在成桩过程中，物料均在密闭的空间内作业，有效解决了施工扬尘大的问题，实现了环保、清洁施工。其中，物料包括生石灰与粉煤灰；气体压缩机400可为氮气压缩机、氦气压缩机、空气压缩机或者其他压缩机，具体在本实施例中，气体压缩机400为空气压缩机，空气压缩机的理论排风量为7m³/h至10m³/h，工作压力0.8mpa～1.2mpa，最大耗风量12m³/min。

进一步地，石灰桩成桩装置还包括驱动件150及与驱动件150的输出端传动连接的传送件140。传送件140位于物料仓110内，且传送件140的传送端位于出料口112处。由此可知，当物料从投料口111处投入物料仓110中后，物料除了通过压缩气体挤压进入输料软管300中外，还可以通过驱动件150驱使传送件140传动进行传送，尤其对于大颗粒物料而言，通过传送件140，能够使物料更顺利进入输料软管300中，避免气体压缩机400需要消耗更多能源。

可选地，驱动件150为气缸、液压缸、油缸、电缸、电机或者其他驱动设备。当驱动件150为气缸、液压缸、油缸或者电缸时，传送件140则为推杆结构，通过驱动件150驱动该推杆结构在物料仓110内来回移动，从而推动物料向出料口112处移动；当驱动件150为电机时，传送件140为输送带或者螺旋轴。

进一步地，传送件140为螺旋轴。螺旋轴可转动装设在物料仓110内，且螺旋轴一端穿过物料仓110与驱动件150传动连接。由此可知，通过驱动件150驱使螺旋轴转动，带动物料向出料口112处移动，从而完成物料的输送。同时，在物料输送过程中，也可以通过正反转螺旋轴，将物料来回搅拌，使得物料充分混合，有利于形成的石灰桩结构更加稳定。此外，通过螺旋轴输送物料，能够打碎成团的物料，有效避免物料成团而堵住出料口112，如此，有利于物料仓110持续、稳定向沉管200输送物料。

更进一步地，石灰桩成桩装置还包括减速机151。驱动件150的输出端通过减速机151与传送件140连接。如此，通过减速机151，使得驱动件150能够输出更大扭矩力，以便传送件140更好地输送物料。

在一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括设备罩152。设备罩152罩设在驱动件150上，全面对驱动件150进行防护，避免灰尘进入驱动件150中导致驱动件150无法正常工作。

在一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括导入斗220。导入斗220装设在沉管200的侧面上，且导入斗220与沉管200连通设置，导入斗220的导入口与输料软管300连通设置，导入口处设有第三密封盖230。由此可知，输料软管300与沉管200的侧面连通方式为：将输入软管伸至导入口中，再通过第三密封盖230，将输料软管300与导入斗220之间的缝隙密封，这样，保证了输料软管300与导入口顺利对接。具体在本实施例中，导入斗220的底部为倾斜面，如此，当物料从输料软管300中进入导入斗220中时，通过该倾斜面，保证进入的物料完全且顺利滑入沉管200中，避免物料残余在导入斗220内而堵塞导入斗220。

在一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括投料斗130。投料斗130位于物料仓110的投料口111处。第二密封盖120盖设在投料斗130上。本实施例在物料仓110上设有投料斗130，避免在投料过程中，物料从物料仓110中溢出或者撒出，如此，保证物料能够全部顺利进入物料仓110中。同时，在物料仓110上设有投料斗130，以便物料能够在投料斗130中提前混合，使得物料形成的石灰桩结构性能更强。

在一个实施例中，请参考图1与图3，石灰桩成桩装置还包括物料仓110包括第一侧面114、第二侧面115、第三侧面116及第四侧面117。第一侧面114与第二侧面115相对设置。第三侧面116与第四侧面117相对设置。第一侧面114与第二侧面115之间的距离从物料仓110上靠近投料口111的一端至物料仓110上远离投料口111的一端逐渐减小。出料口112设置在第三侧面116上。通气口113设置在第四侧面117上。由此可知，气体压缩机400与输料软管300均位于物料仓110的相对两侧，这样，使得气体压缩机400能够直接将物料压入输料软管300中，从而有利于提高物料输送效率。同时，第一侧面114与第二侧面115之间的距离逐渐减小，如此，物料仓110的底部呈或者近似呈v形结构，使得物料能够沿着第一侧面114与第二侧面115稳定滑入物料仓110底部，有利于物料的输送更加稳定进行。此外，本实施例将物料仓110的底部设计成v形结构，使得物料仓110的空间越靠近底部则越小，从而使得物料仓110内的压缩气体越靠近底部，其流速越快、冲力越大；当物料堆积放置时，越靠近底部的物料所承受的压力则越大，因此，推动该部分物料则需要更大的推力，如此，本实施例将物料仓110的底部设计成v形结构，使得物料仓110内的压缩气体流速合理分布，更加有效、完全地将物料推动至输料软管300中。

在一个实施例中，石灰桩成桩装置还包括输送车160，物料仓110与驱动件150均装设在输送车160上，如此，便于石灰成桩装置的搬运。

在一个实施例中，请参考图1与图4，一种石灰桩成桩方法，包括如下步骤：

s10、将混合好的物料，注入沉管200中，并对沉管200的管口进行密封；

s20、通过气体压缩机400，将物料从沉管200中压入桩孔内，并维持沉管200中的压力为第一预设压力值；

s30、对沉管200进行沉桩操作，将沉管200到达设计标高；

s40、沉管200的端部到达设计标高后，通过气体压缩机400，维持沉管200中的压力为第二预设压力值，并对沉管200进行拔管操作。

上述的石灰桩成桩方法，将混合好的物料，注入沉管200中，并对沉管200进行密封处理，以便通过压缩气体将物料压入桩孔内；接着，通过气体压缩机400，保持沉管200内的压力为第一预设压力值，使得位于沉管200内的物料会被挤压成团，提高物料之间的密实度，从而使得物料能够形成结构更加稳定的石灰桩，避免形成的石灰桩出现软芯现象；物料压入桩孔内后，对沉管200进行沉桩操作，使得物料位于预设位置，从而完成石灰桩的建桩作业。当沉管200到达设计标高后，通过气体压缩机400，维持沉管200内的压力为第二预设压力值，这样，通过压缩的气体，将物料紧紧压在桩孔内，避免沉管200在拔管过程中将物料从桩孔内带出而导致石灰桩结构极其不稳定。如此，通过该石灰桩成桩方法，使得物料稳定在桩孔中，从而使得形成的石灰桩更加稳定、安全。其中，物料包括生石灰与粉煤灰；第一预设压力值可根据实际施工要求与实际能耗要求具体设计。第二预设压力值可根据实际施工的深度具体设计，第二预设压力值可为0.7mpa～1.2mpa，具体在本实施例中，第二预设压力值为1.0mpa。

可选地，将混合好的物料，注入沉管200中的实现方式可通过人工投放；或者可通过机械自动投放；又或者，通过机械与气体压缩机400共同将物料投放在沉管200中。同时，本实施例的沉桩操作可为打入桩、振动沉桩、静力压装、射水沉桩、钻孔埋桩或者其他沉桩方式。

具体地，将混合好的物料，注入沉管200中的步骤包括：通过输料软管300，将物料仓110与沉管200连通，再将混合好的物料投入物料仓110中，并对物料仓110进行密封；接着启动驱动件150与气体压缩机400，使得物料通过输料软管300进入沉管200中。如此，不仅使得物料稳定、持续进入沉管200中，而且还有效解决施工扬尘大的问题，有利于石灰桩清洁施工。

进一步地，请参考图1与图5，步骤之前还包括：对沉管200进行沉桩操作，使得沉管200的端部位于地下水位上方s50。由此可知，在物料进入沉管200中之前，先通过桩机头500将沉管200压入土地一段距离，以便沉管200稳定固定在土地上。同时，本实施例的沉管200的端部需要位于地下水上方，其目的在于，避免进入的物料直接与地下水接触而提前反应，导致物料无法顺利进入桩孔中。如此，通过该步骤，使得形成的石灰桩更加稳定、安全。其中，沉管200的端部与地下水位之间的距离可根据实际施工情况具体而定。

在一个实施例中，步骤之后还包括：当沉管200提升预设距离时，对沉管200进行沉桩操作s60。如此，当沉管200提升一段距离时，将沉管200再次沉桩操作，使得形成的石灰桩得到有效夯实，从而使得石灰桩更加稳定、安全。

在一个实施例中，请参考图1、图2及图3，一种物料输送机构100，包括物料仓110。物料仓110上设有投料口111、出料口112及通气口113。投料口111处可打开式设有第二密封盖120。出料口112用于通过输料软管300与沉管200的侧面连通设置。通气口113用于与气体压缩机400连通设置。

上述的物料输送机构100，将混合好的物料从投料口111处投入至物料仓110内，通过第二密封盖120，封住物料仓110的投料口111，使得物料仓110均处于密封状态；接着，通过气体压缩机400，将压缩气体从通气口113处输入物料仓110中，再通过压缩气体将物料通过输料软管300压入沉管200中；进入沉管200中的物料在压缩气体的作用下进入桩孔内。由于沉管200内在气体压缩机400的作用下维持一定压力，因此，进入桩孔内的物料一直受到一定压力，使得物料能够稳定压在桩孔内，有效避免物料在拔管或桩身夯实过程中，随着沉管200一起向上移动，如此，通过该石灰桩成桩装置，使得物料能够在指定位置上形成稳定桩基。同时，由于沉管200内在气体压缩机400的作用下，始终保持一定压力，因此，位于沉管200内的物料会被挤压成团，使得物料之间的密实度得到有效提高，从而使得物料能够形成结构更加稳定的石灰桩，避免形成的石灰桩出现软芯现象。其中，物料包括生石灰与粉煤灰；气体压缩机400可为氮气压缩机、氦气压缩机、空气压缩机或者其他压缩机，具体在本实施例中，气体压缩机400为空气压缩机，空气压缩机的理论排风量为7m³/h至10m³/h，工作压力0.8mpa～1.2mpa，最大耗风量12m³/min。

进一步地，物料输送机构100还包括驱动件150及与驱动件150的输出端传动连接的传送件140，传送件140位于物料仓110内，且传送件140的传送端位于出料口112处。

由此可知，当物料从投料口111处投入物料仓110中后，物料除了通过压缩气体挤压进入输料软管300中外，还可以通过驱动件150驱使传送件140传动进行传送，尤其对于大颗粒物料而言，通过传送件140，能够使物料更顺利进入输料软管300中，避免气体压缩机400需要消耗更多能源。

可选地，驱动件150为气缸、液压缸、油缸、电缸、电机或者其他驱动设备。当驱动件150为气缸、液压缸、油缸或者电缸时，传送件140则为推杆结构，通过驱动件150驱动该推杆结构在物料仓110内来回移动，从而推动物料向出料口112处移动；当驱动件150为电机时，传送件140为输送带或者螺旋轴。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。