长螺旋桩加固软弱土层路基的桩间土清理装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种长螺旋桩加固软弱土层路基的桩间土清理装置，解决了桩间土清理工作量大和现浇桩帽形状尺寸控制困难的问题。先组装桩间土清理装置，然后使用该装置进行桩间土机械化清理工作；在减速器（5）的向下伸出的垂直输出轴（7）上连接有丝杠（8），在丝杠（8）上螺接有丝杠螺母（9），在丝杠螺母（9）上焊接有锥形架（10），在锥形架（10）的底端焊接连接有套筒（13），在套筒（13）的外侧壁上焊接螺旋状切削刀片（11），在套筒（13）的外侧壁上等间隔弧度地焊接有五片螺旋状切削刀片（11），丝杠螺母（9）、锥形架（10）、套筒（13）和螺旋状切削刀片（11）组成环形切割土体刀盘。具有施工效率高和成本低的特点。

主设计要求

1.一种长螺旋桩加固软弱土层路基的桩间土清理装置，包括移动小型装载机（1），在移动小型装载机（1）的前端侧面上固定设置有水平U型支撑架（2），在水平U型支撑架（2）的前端固定安装有减速器（5），减速器（5）的输入轴是沿左右水平方向设置的，减速器（5）的输出轴是沿上下垂直方向向下伸出设置的，在水平U型支撑架（2）后端固定安装驱动电机（3），将驱动电机（3）的输出轴通过连轴器（4）与减速器（5）的水平输入轴（6）连接在一起，其特征在于，在减速器（5）的向下伸出的垂直输出轴（7）上连接有丝杠（8），在丝杠（8）上螺接有丝杠螺母（9），在丝杠螺母（9）上焊接有锥形架（10），在锥形架（10）的底端焊接连接有套筒（13），在套筒（13）的外侧壁上焊接螺旋状切削刀片（11），在套筒（13）的外侧壁上等间隔弧度地焊接有五片螺旋状切削刀片（11），丝杠螺母（9）、锥形架（10）、套筒（13）和螺旋状切削刀片（11）组成环形切割土体刀盘。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种长螺旋桩加固软弱土层路基的桩间土清理装置，其特征在于，由丝杠螺母（9）、锥形架（10）、套筒（13）和螺旋状切削刀片（11）组成的环形切割土体刀盘是设置在桩头（12）的正上方，桩头（12）的中心轴线与套筒（13）的中心轴线是重合在一起的。

设计说明书

技术领域

本发明涉及一种对软弱土层路基进行加固的混凝土长螺旋桩的桩间土清理装置，特别涉及一种在软土地基中进行地基土层加固时，施工混凝土长螺旋桩（CFG桩）过程中，对桩头之间的桩间土进行清理的装置及清理方法。

背景技术

在路基施工中，经常会遇到软弱土层地基，对这样的土层路基须进行加固处理；最为常见的加固方式是：在软土路基的土层中布设混凝土长螺旋桩（CFG桩），对土层进行加固；混凝土长螺旋桩（CFG桩）由桩身和桩帽组成，桩帽设置在桩身的顶端，桩帽直径大于桩身的直径，在桩帽中设置有钢筋骨架，桩帽的施作方法为：在桩身混凝土终凝后，将桩头周围的土体挖开，形成一个凿桩头的环形作业空间，施工人员进入到环形作业空间中，对桩头进行凿除处理；在桩头凿除后所形成的空间内安装桩帽的钢筋骨架，然后，在桩身顶端的桩帽钢筋骨架内灌入高于桩身混凝土标号的混凝土，形成桩帽，桩帽的设置提高了桩体间的复合承载力；当软土路基面积较大时，在软土路基上一般施作很多个长螺旋桩（CFG桩），通过人工挖除每个桩头周围土体的工作量特别大，影响到了施工进度；此外，由于人工开挖出的环向作业空间的形状不规则，深度也不一致，导致在此空间内形成桩帽的尺寸不一致，导致各桩体的复合承载力不均匀，影响到了软土路基整体加固处理的效果。

发明内容

本发明提供了一种软弱土层路基的长螺旋桩加固处理的桩间土机械清理方法，解决了桩间土人工清理工作量大和现浇桩帽形状尺寸控制困难的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思：本发明通过发明一种机械化的环向切割清理桩间土的自动清理装置，机械化切除桩头顶部周围土体，自动化程度高，桩头环向作业空间成型好，为浇筑成型高质量的桩帽提供了可靠的先决条件。

一种长螺旋桩加固处理软弱土层路基的桩间土清理方法，其特征在于，先在现场组装桩间土清理装置，然后使用该装置进行桩间土机械化清理工作；

现场组装桩间土清理装置的步骤如下：

第一步、根据长螺旋桩的桩头的直径，加工制作出直径比桩头的直径大2厘米的套筒，在套筒的外侧壁上焊接螺旋状切削刀片，在套筒的外侧壁上等间隔弧度地焊接有五片螺旋状切削刀片，形成环形切割土体刀盘；在套筒的顶端焊接连接环形切割刀盘的锥形架，在锥形架的顶端焊接有丝杠螺母，丝杠螺母的上下垂直中心轴线是与套筒的上下垂直中心轴线重合在一起的，在丝杠螺母中螺接有丝杠；

第二步、在小型装载机1的前端固定焊接水平U型支撑架，在水平U型支撑架与小型装载机的前端侧面之间，焊接水平U型支撑架的三角形吊架，在水平U型支撑架的前端固定安装减速器，减速器的输入轴是沿左右水平方向设置的，减速器的输出轴是沿上下垂直方向向下伸出设置的，在水平U型支撑架后端固定安装驱动电机，将驱动电机的输出轴通过连轴器与减速器的水平输入轴连接在一起，将减速器的向下伸出的垂直输出轴通过另一连轴器与丝杠的顶端固定连接在一起，将整个环形切割刀盘装置悬吊在小型装载机的前端侧面上的水平U型支撑架上；

桩间土清理操作步骤如下：

第三步、移动小型装载机，使套筒设置在被清土的桩头的正上方，使被清土的桩头的中心轴线与套筒的中心轴线重合在一起；

第四步、启动驱动电机，使驱动电机输出轴带动丝杠顺时针旋转，丝杠螺母沿着丝杠向下旋转移动，套筒旋转套接在桩头上，在套筒的外侧壁上等间隔弧度地焊接的五片螺旋状切削刀片，将桩头周围的土体刨出，形成桩头外环向作业空间，当套筒的顶端面与桩头的顶端面平齐时，切断驱动电机的电源；

第五步、反向接通驱动电机的控制电源，使驱动电机输出轴带动丝杠逆时针旋转，丝杠螺母沿着丝杠向上旋转移动，丝杠螺母带动套筒边旋转边向上移动，当套筒的底端面上升到桩头的顶端面上方后，切断驱动电机的电源；

第六步、移动小型装载机，使套筒设置在下一个被清土的桩头的正上方，并使被清土的下一个桩头的中心轴线与套筒的中心轴线重合在一起，重复第四步和第五步的步骤，完成下一个桩头周围的桩间土清理。

套筒的高度与长螺旋桩的桩帽的设计高度是相同的。

一种加固软弱土层路基的长螺旋桩的桩间土清理装置，包括移动小型装载机，在移动小型装载机的前端侧面上固定设置有水平U型支撑架，在水平U型支撑架的前端固定安装有减速器，减速器的输入轴是沿左右水平方向设置的，减速器的输出轴是沿上下垂直方向向下伸出设置的，在水平U型支撑架后端固定安装驱动电机，将驱动电机的输出轴通过连轴器与减速器的水平输入轴连接在一起，在减速器的向下伸出的垂直输出轴上连接有丝杠，在丝杠上螺接有丝杠螺母，在丝杠螺母上焊接有锥形架，在锥形架的底端焊接连接有套筒，在套筒的外侧壁上焊接螺旋状切削刀片，在套筒的外侧壁上等间隔弧度地焊接有五片螺旋状切削刀片，丝杠螺母、锥形架、套筒和螺旋状切削刀片组成环形切割土体刀盘。

由丝杠螺母、锥形架、套筒和螺旋状切削刀片组成的环形切割土体刀盘是设置在桩头的正上方，桩头的中心轴线与套筒的中心轴线是重合在一起的。

本发明克服了人工凿除桩头顶面桩间土时人工劳动强度高和工作效率低的缺陷；可高效地完成桩头的环向作业空间的开挖，具有操作灵活，定位准确，截切面完整，施工效率高和综合施工成本低的特点。

附图说明

图1是本发明的清理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种长螺旋桩加固处理软弱土层路基的桩间土清理方法，其特征在于，先在现场组装桩间土清理装置，然后使用该装置进行桩间土机械化清理工作。

现场组装桩间土清理装置的步骤如下：

第一步、根据长螺旋桩的桩头12的直径，加工制作出直径比桩头12的直径大2厘米的套筒13，在套筒13的外侧壁上焊接螺旋状切削刀片11，在套筒13的外侧壁上等间隔弧度地焊接有五片螺旋状切削刀片11，形成环形切割土体刀盘；在套筒13的顶端焊接连接环形切割刀盘的锥形架10，在锥形架10的顶端焊接有丝杠螺母9，丝杠螺母9的上下垂直中心轴线是与套筒13的上下垂直中心轴线重合在一起的，在丝杠螺母9中螺接有丝杠8；

第二步、在小型装载机1的前端固定焊接水平U型支撑架2，在水平U型支撑架2与小型装载机1的前端侧面之间，焊接水平U型支撑架2的三角形吊架14，在水平U型支撑架2的前端固定安装减速器5，减速器5的输入轴是沿左右水平方向设置的，减速器5的输出轴是沿上下垂直方向向下伸出设置的，在水平U型支撑架2后端固定安装驱动电机3，将驱动电机3的输出轴通过连轴器4与减速器5的水平输入轴6连接在一起，将减速器5的向下伸出的垂直输出轴7通过另一连轴器与丝杠8的顶端固定连接在一起，将整个环形切割刀盘装置悬吊在小型装载机1的前端侧面上的水平U型支撑架2上；

桩间土清理操作步骤如下：

第三步、移动小型装载机1，使套筒13设置在被清土的桩头12的正上方，使被清土的桩头12的中心轴线与套筒13的中心轴线重合在一起；

第四步、启动驱动电机3，使驱动电机输出轴带动丝杠8顺时针旋转，丝杠螺母9沿着丝杠8向下旋转移动，套筒13旋转套接在桩头12上，在套筒13的外侧壁上等间隔弧度地焊接的五片螺旋状切削刀片11，将桩头12周围的土体刨出，形成桩头外环向作业空间，当套筒13的顶端面与桩头12的顶端面平齐时，切断驱动电机3的电源；

第五步、反向接通驱动电机3的控制电源，使驱动电机输出轴带动丝杠8逆时针旋转，丝杠螺母9沿着丝杠8向上旋转移动，丝杠螺母9带动套筒13边旋转边向上移动，当套筒13的底端面上升到桩头12的顶端面上方后，切断驱动电机的电源；

第六步、移动小型装载机1，使套筒13设置在下一个被清土的桩头12的正上方，并使被清土的下一个桩头12的中心轴线与套筒13的中心轴线重合在一起，重复第四步和第五步的步骤，完成下一个桩头周围的桩间土清理。

套筒13的高度与长螺旋桩的桩帽的设计高度是相同的。

一种加固软弱土层路基的长螺旋桩的桩间土清理装置，包括移动小型装载机1，在移动小型装载机1的前端侧面上固定设置有水平U型支撑架2，在水平U型支撑架2的前端固定安装有减速器5，减速器5的输入轴是沿左右水平方向设置的，减速器5的输出轴是沿上下垂直方向向下伸出设置的，在水平U型支撑架2后端固定安装驱动电机3，将驱动电机3的输出轴通过连轴器4与减速器5的水平输入轴6连接在一起，在减速器5的向下伸出的垂直输出轴7上连接有丝杠8，在丝杠8上螺接有丝杠螺母9，在丝杠螺母9上焊接有锥形架10，在锥形架10的底端焊接连接有套筒13，在套筒13的外侧壁上焊接螺旋状切削刀片11，在套筒13的外侧壁上等间隔弧度地焊接有五片螺旋状切削刀片11，丝杠螺母9、锥形架10、套筒13和螺旋状切削刀片11组成环形切割土体刀盘。

由丝杠螺母9、锥形架10、套筒13和螺旋状切削刀片11组成的环形切割土体刀盘是设置在桩头12的正上方，桩头12的中心轴线与套筒13的中心轴线是重合在一起的。

设计图

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主设计要求

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