专利名称：用于建造压紧的石柱的装置及使用该装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于建造一压紧的石柱的装置，特别是指一种具有改良的长形中空管的装置，以及一种使用该装置的方法，用来建造一压紧的石柱。
背景技术：
石柱(stone columns)是用来增加土壤的承载能力、剪切强度、及固结速率，减少整地，以及增加土壤的液化阻力。主要的设计原理在于处理石柱及周围的土壤，以作为一种复合的地基。对于石柱的建造，一般是使用喷水或喷气的圆柱形的振动探针(vibrating probes)进入地中以形成洞穴，当该探针移出地表时,所述的这些洞穴则再回·填碎石或压碎的岩石。与振动移位法(vibro-displacement method)相较,振动置换法(vibro-replacement method)有较小的移位,并且对周围的土地有较小的振动干扰。然而，由于安装过程会产生泥浆，此方法仍会对环境造成冲击。因此，目前需要发展一种用于建造石柱的方法，以克服前述的振动干扰及环境冲击。美国专利4397588号曾揭示一种方法，该方法是在土壤中建造一压紧的石柱或碎石柱。其中，该专利的供给装置设置于探针(probe)的顶端，该方法需要有一部起重机以供给砂石(aggregates)进入该探针的内部。此种由顶端供给砂石的方式，将使砂石可能自顶端掉落，而危及到现场的工作人员。因此，目前有需要发展一种装置，用来压紧土壤；目前有需要发展一种方法，其不需由顶端供给砂石。美国专利6655876B2号曾揭示一种改良的方法，该方法是在土壤中建造一压紧的碎石柱或石柱。该揭示的技术可使操作人员连续地监测流入该石柱的材料，因此，可以最有时间效率的方式，而保证一个连续的石柱的形成过程。长期下，使用目视监测是相当昂贵的。除此之外，于该揭示的技术中，材料容器是安装于探针组合件的顶端，材料的填充是在地面以上完成，该材料容器需被提升至该探针组合件的顶端，因此，此技术可能不安全。倘若有东西自该材料容器掉落，或当该材料容器没固定妥当而掉落至地面时，可能会造成伤害或意外事件。因此，现有的技术存在一种需要，即是提供一种较安全及改良的装置，以及使用该装置的方法，用来建造一压紧的石柱。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种较安全及改良的装置，以及使用该装置的方法，用来建造一压紧的石柱。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种用于建造一压紧的石柱的装置，其特征在于，其包括一长形中空管，具有多数个开口，所述的这些开口是沿着该长形中空管的长度方向间隔布置；一供给装置，包括一容器及一分配装置，该容器是用来储存砂石，该分配装置是经由所述的这些开口而将所述的这些砂石供给至该长形中空管；以及一千斤顶装置，连结至该长形中空管，用来下降或缩回该长形中空管。每一开口凭借一铰链而连结至一封盖，用来控制该长形中空管的每一开口的开启及关闭。所述的这些开口的间隔是2. 8米。该供给装置更包括有一称重装置，用来测量所述的这些砂石的重量。该装置更包括一支撑框。该千斤顶装置是使用液压的操作方式而下降及缩回该长形中空管。·为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种用于建造一压紧的石柱的方法，其特征在于，其包括下列的步骤(A)将一具有多数开口的长形中空管下降而进入地中的第一预定深度位置，以在地中形成一个洞；(B)凭借一供给装置的分配装置的定位，使得一预定重量的砂石供给至最靠进地面的一开口；(C)缩回该长形中空管至第二预定深度的位置，其中，所述的这些砂石是自该长形中空管的下端而排放至该地中的洞；以及(D)往下投入该长形中空管，以压紧所述的这些砂石；其中，步骤⑶、步骤(C)以及步骤⑶是被重复地执行，直到该地中的洞填满压紧的砂石，以形成该压紧的石柱。该长形中空管的下降及缩回，是使用液压的操作方式而完成。该供给装置的分配装置的定位而进入该长形中空管的一开口是使用液压的操作方式而完成。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是本发明提供一种用于建造一压紧的石柱的装置，该装置是较安全的，且该装置不需要由地面以上供给材料。本发明提供一种方法，该方法是使用前述的用于建造一压紧的石柱的装置，该装置是较安全的，且该装置不需要由地面以上供给材料。本发明提供一种用于建造石柱的方法，该方法可克服振动干扰及其他的环境冲击。
图I是长形中空管的剖面图；图2是显示供给装置及分配装置的图形，所述的这些装置位于缩回的位置；图3是显示该分配装置的图形，该分配装置是延伸而进入该长形中空管的其中一开口 ；图4是显示该供给装置的图形，其中，该供给装置位于水平的位置，以便储存砂石；图5是显示支持装置及千斤顶装置的图形；图6是显示该支持装置的图形；
图7是夹取室的上视图；图8a是显示该千斤顶装置的图形，该千斤顶装置位于缩回的位置；图Sb是显示该千斤顶装置的图形，该千斤顶装置位于延伸的位置；图9a是显示排放装置的图形，该排放装置具有一孔；图9b是显示排放装置的图形，该排放装置具有多数孔；图9c是显示排放装置的图形，该排放装置具有颚状夹头。附图标记说明100-长形中空管；101-下端；102-上端；103-开口 ； 104-封盖；105-铰链；200_供给装置；201-容器；202-分配装置；203_称重装置；204a_第一缸；204b-第二缸；205a-第一轴；205b_第二轴；300_支持装置；301_手臂；400_千斤顶装置；401_夹取室；402_夹子；403_千斤顶缸；404_千斤顶轴；500_支撑框；600_排放装置； 601-孔；602_孔；603_颚状夹头。
具体实施例方式虽然本发明揭示许多详细的实施例，这些实施例仅作为本发明的范例，本发明的实施例可有各种型式。因此，本发明所揭示的特定的结构及功能并不在于限制本发明的范围，而仅是作为申请专利范围的基础。应当了解本说明书的图示及详细说明并不在于限制本发明为所揭示的特殊形式，相反地，在本发明的范围内，如申请专利范围所定义者，本发明包括所有的修正、同等品及替代品。在本说明书中，“可(may) ”是一种允许的意义(即“可能性”的意思)，而非一种命令的意义(即必须的意义)。同样地,“include”,“including”及“includes”均是包括的意思。除非另有说明，“一(a或an) ”是代表“至少一个(at leastone) “多数个(plurality) ”是代表一个或多个(one or more)。对于技术用词的缩写，这些缩写是指该技术领域内所通用的。为了便于参考，图示中相同或相似的特征将以相同的图号表示。本发明的详细说明将参考图I至图9c。本发明是有关一种用于建造一压紧的石柱的装置及使用该装置的方法。该装置的特征在于—长形中空管100，该长形中空管具有多数个开口 103，所述的这些开口是沿着该长形中空管100的长度方向间隔布置；一供给装置200，包括一容器201及一分配装置202，该容器201是用来储存砂石(aggregates),该分配装置202是经由所述的这些多数开口 103而供给砂石至该长形中空管100 ;以及一千斤顶装置400，其连结于该长形中空管100，用来下降及缩回该长形中空管100。在本发明的装置的一较佳的实施例中，每一开口 103凭借一铰链105而连结于一封盖104，用来控制该长形中空管100的每一开口 103的开启或关闭(请参考图I及图3)。在本发明的装置的一较佳的实施例中，所述的这些开口 103的间隔是2. 8米。在本发明的装置的一较佳的实施例中，该供给装置200更包括有一称重装置203，用来测量所述的这些砂石的重量。在本发明的装置的一较佳的实施例中，该装置更包括一支撑架500(请参考图5)。在一较佳的实施例中，该千斤顶装置400是使用液压的操作方式，用来下降或缩回该长形中空管100。在一较佳的实施例中，该长形中空管100更包括一下端101及一上端102。在一较佳的实施例中，一排放装置600连结于该长形中空管100的下端101，用来排放所述的这些砂石至地中的洞。请参考图9a，该排放装置600可具有一孔601，使得所述的这些砂石可自该长形中空管100而排放至地中的洞。请参考图％，该排放装置600可具有多数孔602，用来排放所述的这些砂石。在另一较佳的实施例中，该排放装置600可具有一对颚状夹头603，该对颚状夹头可打开及关闭，用来排放所述的这些砂石(请参考图9c)。所述的这些开口 103可为任何的尺寸及形状，例如矩形、椭圆形、或正方形等，以容纳该分配装置202。所述的这些开口 103可以任何的方式排列，使得所述的这些砂石可通过所述的这些开口。在一较佳的实施例中，所述的这些开口 103是沿着该长形中空管100的垂直轴而排列(请参考图I)。
该供给装置200可包括第一缸204a，其连结至该支撑架500，用来提升及下降该容器201。该第一缸204a连结于第一轴205a,该第一轴205a可伸长或缩回，以控制该容器201的移动。在一较佳的实施例中，该第一轴205a容纳于该第一缸204a中，该第一轴205a可缩回以提升该容器201至一位置，使其与地面形成46°的夹角，以输送所述的这些砂石进入该分配装置202 (请参考图2)。在一较佳的实施例中，该第一轴205a可自该第一缸204a的缩回位置而向外延伸以下降该容器201，直到该容器201成为水平的位置(请参考图4)，该第一轴205a的延伸及缩回是使用液压的操作方式而完成。该容器201可为任何尺寸及形状，只要可储存砂石即可。在一较佳的实施例中，该容器201是水桶的形状，用来储存砂石(请参考图2)。该称重装置203可附着于该供给装置200的任何部位，例如该容器201的顶端(请参考图2)，用来测量储存于该该容器201的砂石的重量。例如该称重装置203可为一秤盘或任何测量重量的仪器。该称重装置203最好包括有一显示面板，用来显示该容器201中的砂石的重量。在一较佳的实施例中，该分配装置202是使用液压的操作方式而连结至该容器201。该供给装置200的分配装置202连结于第二缸204b，该第二缸204b包括第二轴205b，该第二轴205b可缩回并且延伸。该第二轴205b可延伸该分配装置202，使其进入最靠近地面的一开口 103 (请参考图2及图3)。当完成供给砂石于该长形中空管100后，该第二轴205b可缩回该分配装置202，使其由延伸的位置移至缩回的位置而离开该长形中空管100。该第二缸204b的第二轴205b是使用液压的操作方式而缩回及延伸该分配装置202。该分配装置202可为任何尺寸及形状，并且可容纳于该长形中空管100的开口 103中。在一较佳的实施例中，该千斤顶装置400包括多数个千斤顶缸403，该千斤顶装置400连结至一夹取室(gripping chamber) 401 (请参考图5及图7)。在一较佳的实施例中，该夹取室401包括多数个夹子402，当所述的这些千斤顶缸403下降及缩回该长形中空管100时，所述的这些夹子402可夹取该长形中空管100 (请参考图7)。所述的这些夹子402是使用液压的操作方式而夹取及松释该长形中空管100。在一较佳的实施例中，每一千斤顶缸403包括一千斤顶轴404，用来下降及缩回该长形中空管100，以在地中产生一洞，并且将地中的砂石压紧(请参考图5)。在一较佳的实施例中，该千斤顶装置400是使用液压的操作方式。该千斤顶装置400也可为现有的装置，例如起重机或打桩机，以下降或缩回该长形中空管100。图8a是显示该千斤顶装置400位于一缩回的位置，其中，该千斤顶轴404是自地面缩回该夹取室401。因此，该夹取室401的夹子402可夹取该长形中空管100，该长形中空管100可随同该夹取室401而缩回以离开地面。图8b是显示该千斤顶装置400位于一延伸的位置,其中，该千斤顶轴404的延伸可将该夹取室401下降至地面。因此，该夹取室401的夹子402可夹取该长形中空管100，该长形中空管100可随同该夹取室401而下降至地面。在一较佳的实施例中，本发明的用来建造压紧的石柱的装置更包括一支持装置300，该支持装置300连结至该支撑框500，用来支持该长形中空管100，并使该长形中空管100直立(请参考图5)。在一较佳的实施例中，该支持装置300具有多数个手臂301，用来支撑该长形中空管100 (请参考图6)。在一较佳的实施例中，当该夹取室401的夹子402于操作中释放该长形中空管100时，该支持装置300可夹持该长形中空管100。在一较佳的实施例中，该支持装置300是使用液压的操作方式以夹持及释放该长形中空管100。
在另一的实施例中，该支持装置300可为一现有的装置，例如起重机或可支撑该长形中空管100的任何机器，在此实施例中，该起重机可执行如同该支持装置300及该千斤顶装置400的功能。在一较佳的实施例中，该支撑框500是建造于一固定的位置，最好在地面。在一较佳的实施例中，该连结至支撑框500的供给装置200是固定于地面的一位置。本发明也提供一方法，用来建造压紧的石柱，该方法是使用本发明的装置，其特征是在于下列步骤(A)将一具有多数开口 103的长形中空管100下降而进入地中的第一预定深度位置，以在地中形成一个洞；(B)凭借一供给装置200的分配装置202的定位，使得一预定重量的砂石供给至最靠进地面的一开口 103 ；(C)缩回该长形中空管100至第二预定深度的位置，其中，所述的这些砂石是自该长形中空管100的下端101而排放至该地中的洞；以及(D)往下投入该长形中空管100，以压紧所述的这些砂石；其中，该步骤⑶、步骤(C)以及步骤⑶是被重复地执行，直到该地中的洞填满压紧的砂石，以形成该压紧的石柱。在本发明的方法的一较佳的实施例中，该长形中空管100的下降及缩回，是使用液压的操作方式而完成。在本发明的方法的一较佳的实施例中，该分配装置202的定位而进入该长形中空管100的一开口 103中，是使用液压的操作方式而完成。在本发明的方法的一较佳的实施例中，该容器201或该分配装置202或两者是安置于地面上。在本发明的方法的一较佳的实施例中，该长形中空管100的下端101包括一排放
>J-U ρ α装直。在一较佳的实施例中，该第一预定深度是20米。虽然本发明是参照特定的实施例而描述，所述的这些实施例如附图所示，很显然地，在本说明书及后附的申请专利范围的发明范围内，熟悉该技术的人士可作多项变更及修正。
权利要求
1.一种用于建造一压紧的石柱的装置，其特征在于，其包括 一长形中空管(100)，具有多数个开口(103)，所述的这些开口是沿着该长形中空管(100)的长度方向间隔布置； 一供给装置(200)，包括一容器(201)及一分配装置(202)，该容器(201)是用来储存砂石，该分配装置(202)是经由所述的这些开口(103)而将所述的这些砂石供给至该长形中空管(100);以及 一千斤顶装置(400)，连结至该长形中空管(100)，用来下降或缩回该长形中空管(100)。
2.根据权利要求I所述的一种用于建造一压紧的石柱的装置，其特征在于，每一开口(103)凭借一铰链(105)而连结至一封盖(104)，用来控制该长形中空管(100)的每一开口(103)的开启及关闭。
3.根据权利要求I所述的一种用于建造一压紧的石柱的装置，其特征在于，所述的这些开口 (103)的间隔是2. 8米。
4.根据权利要求I所述的一种用于建造一压紧的石柱的装置，其特征在于，该供给装置(200)更包括有一称重装置(203)，用来测量所述的这些砂石的重量。
5.根据权利要求I所述的一种用于建造一压紧的石柱的装置，其特征在于，该装置更包括一支撑框(500)。
6.根据权利要求I所述的一种用于建造一压紧的石柱的装置，其特征在于，该千斤顶装置(400)是使用液压的操作方式而下降及缩回该长形中空管(100)。
7.一种用于建造一压紧的石柱的方法，其特征在于，其包括下列的步骤 (A)将一具有多数开口(103)的长形中空管(100)下降而进入地中的第一预定深度位置，以在地中形成一个洞； (B)凭借一供给装置(200)的分配装置(202)的定位，使得一预定重量的砂石供给至最靠进地面的一开口(103)； (C)缩回该长形中空管(100)至第二预定深度的位置，其中，所述的这些砂石是自该长形中空管(100)的下端(101)而排放至该地中的洞；以及 (D)往下投入该长形中空管(100)，以压紧所述的这些砂石； 其中，步骤(B)、步骤(C)以及步骤(D)是被重复地执行，直到该地中的洞填满压紧的砂石，以形成该压紧的石柱。
8.根据权利要求7所述的一种用于建造一压紧的石柱的方法，其特征在于，该长形中空管(100)的下降及缩回，是使用液压的操作方式而完成。
9.根据权利要求7所述的一种用于建造一压紧的石柱的方法，其特征在于，该供给装置(200)的分配装置(202)的定位而进入该长形中空管(100)的一开口(103)是使用液压的操作方式而完成。
全文摘要
本发明是一种用于建造一压紧的石柱的装置，包括一长形中空管(100)，具有多数个开口(103)；一供给装置(200)，包括一容器(201)及一分配装置(202)；以及一千斤顶装置(400)，连结于该长形中空管(100)。本发明也有关一种用于建造一压紧的石柱的方法，其特征在于下列步骤将一具有多数开口(103)的长形中空管(100)下降而进入地中的第一预定深度位置，以在地中形成一个洞；凭借一供给装置(200)的分配装置(202)的定位，使得一预定重量的砂石供给至最靠进地面的一开口(103)；缩回该长形中空管(100)至第二预定深度的位置，其中，所述的这些砂石是自该长形中空管(100)的下端(101)而排放至该地中的洞；以及往下投入该长形中空管(100)，以压紧所述的这些砂石，其中，该方法是被重复地执行，直到该地中的洞填满压紧的砂石，以形成该压紧的石柱。
文档编号E02D3/08GK102864772SQ201110222200
公开日2013年1月9日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年7月8日
发明者丁增发, 沈凤仙, 林华意, 杨逸文, 林启华 申请人:地基工程私人有限公司