專利名稱：地基增強(qiáng)體及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)對(duì)剛挖掘好后的地基或一般的地基進(jìn)行增強(qiáng)的地基增強(qiáng)體及其施工方法。
為了防止挖掘好后的斜面崩潰、或?yàn)榱藢?duì)一般的地基增強(qiáng)，而開(kāi)發(fā)了以下的施工方法。
例如在上述斜面上開(kāi)設(shè)多個(gè)直徑5-10cm左右的小直徑的孔，向這些孔內(nèi)充填水泥漿料后插入鋼筋等使斜面得到強(qiáng)化的方法。
然而，在如上所述的傳統(tǒng)技術(shù)中，若在特別象堆土那樣的容易松弛，崩塌的地基上挖掘、或在列車行走中的鐵道附近進(jìn)行施工的場(chǎng)合，會(huì)存在如下的問(wèn)題。
1.傳統(tǒng)方法中鋼筋等的每單位長(zhǎng)度抗拉強(qiáng)度低，為此需要加長(zhǎng)每一根鋼筋的長(zhǎng)度，設(shè)置多根鋼筋等，因而不經(jīng)濟(jì)。
2.為了使鋼筋等的單位長(zhǎng)度抗拉強(qiáng)度大，有必要使加工孔的直徑變大。然而對(duì)于采用大直徑加工孔的地基增強(qiáng)方法，則易使周圍的砂土崩潰，所以，即使孔的一部分崩潰，也可能引起地面下沉，這對(duì)在鐵道附近施工特別危險(xiǎn)。
此外，由于增強(qiáng)體的最后完成形狀不確定，難于得到穩(wěn)定的抗拉強(qiáng)度。
本發(fā)明正是為了克服上述各點(diǎn)而進(jìn)行的，目的在于提供能用簡(jiǎn)單的增強(qiáng)體，經(jīng)濟(jì)且安全地進(jìn)行地基增強(qiáng)的增強(qiáng)體及其施工方法。
本發(fā)明增強(qiáng)體施工法的特點(diǎn)為使用在頂端設(shè)置凸起的棒狀體結(jié)構(gòu)的芯構(gòu)件、在中空回轉(zhuǎn)軸的周圍設(shè)挖掘攪拌用葉片，且從其頂端讓芯構(gòu)件頂端部露出的挖掘攪拌桿，按序完成挖掘攪拌桿回轉(zhuǎn)地向地中前進(jìn)，同時(shí)進(jìn)行攪拌土和固化材料的攪拌，和一面使固化材料從頂端排出，一面在留下芯構(gòu)件的情況下從地中取出中空桿，以及在地表面上直接、間接固定芯構(gòu)件露出端的工序。
本發(fā)明增強(qiáng)體施工方法的特點(diǎn)還有使用在其頂端形成螺桿的棒狀體結(jié)構(gòu)的芯構(gòu)件，在中空回轉(zhuǎn)軸的周圍設(shè)挖掘攪拌用葉片，且使芯構(gòu)件的螺桿從頂端露出的挖掘攪拌桿，按序完成挖掘回轉(zhuǎn)桿一面回轉(zhuǎn)一面向地中前進(jìn)，同時(shí)對(duì)攪拌土和固化材料進(jìn)行攪拌;和一面從頂端排出固化材料，一面從地面中取出中空桿以及在地表上直接、間接固定把芯構(gòu)件露出端工序。
本發(fā)明的增強(qiáng)體施工法特點(diǎn)還有包括使用在其頂端設(shè)置凸緣狀固定板的棒狀體構(gòu)成的芯構(gòu)件，在中空回轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)挖掘攪拌用葉片，且讓芯構(gòu)件頂端的固定板從頂端露出的挖掘攪拌桿，按序完成一面使挖掘攪拌桿回轉(zhuǎn)一面向地中前進(jìn)，同時(shí)對(duì)攪拌土和固化材料攪拌，一面從頂端排出固化材料，一面留下芯構(gòu)件，從地中取出中空桿;在地表面上直接、間接固定露出地面的芯構(gòu)件工序。
本發(fā)明的增強(qiáng)體施工法的特點(diǎn)還有使用棒狀體組芯構(gòu)件，在中空回轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)置挖掘攪拌用葉片的挖掘攪拌桿，按序完成一面使挖掘攪拌桿回轉(zhuǎn)一面向地中前進(jìn)，同時(shí)對(duì)攪拌土和固化材料攪拌;插入芯構(gòu)件，使其通過(guò)進(jìn)入地中的中空桿的中空部，將其頂端固定于基上，一面從頂端排出固化材料，在中心留下芯構(gòu)件的情況下從地中取出中空桿;以及在地表部直接、間接固定芯構(gòu)件的露出地面部工序。
本發(fā)明是由形成圓柱狀的攪拌土和固化材料的混合體和位于該混合體的中央，將其頂端插入未攪拌的地基內(nèi)的芯構(gòu)件組成的。
用本發(fā)明的增強(qiáng)體及其施工方法后的作用是1.由于在地基的一定范圍攪拌使攪拌土和固化材料攪拌混合，因此能營(yíng)造不引起周圍地基崩塌，直徑大的增強(qiáng)體。
2.在用挖掘攪拌用的中空桿營(yíng)造增強(qiáng)體時(shí)，由于將芯構(gòu)件插入增強(qiáng)體頂端部的地基內(nèi)，且通過(guò)桿的中空部，因此能使芯構(gòu)件位于增強(qiáng)體中心部。
3.由于在抽出攪拌中空桿時(shí)芯構(gòu)件的周圍被排出的固化材料包圍，故能使芯構(gòu)件和周圍的改良砂土牢固密切粘合在一起。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為對(duì)本發(fā)明增強(qiáng)體施工方法一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的圖，圖2為對(duì)本發(fā)明增強(qiáng)體施工方法一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的圖，圖3為對(duì)本發(fā)明增強(qiáng)體施工方法一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的圖，圖4為對(duì)本發(fā)明增強(qiáng)體施工方法另一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的圖，圖5為對(duì)本發(fā)明增強(qiáng)體施工方法另一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的圖，圖6為對(duì)芯構(gòu)件一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的圖，圖7為對(duì)回轉(zhuǎn)筒頂端進(jìn)行說(shuō)明的圖，圖8為對(duì)增強(qiáng)體一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
以下參照附圖對(duì)在本發(fā)明增強(qiáng)體施工中使用裝置的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
1.挖掘攪拌桿。
用于挖掘攪拌的中空桿1為在中空的回轉(zhuǎn)筒13的頂端外周設(shè)置挖掘葉片11、攪拌葉片12，或者僅設(shè)置其中一種的裝置?；剞D(zhuǎn)筒13為中空的長(zhǎng)筒體。從回轉(zhuǎn)筒13的后端使通過(guò)此回轉(zhuǎn)筒13內(nèi)部的中空部供給固化材料。在從后面插入芯構(gòu)件的一類中，通過(guò)回轉(zhuǎn)筒13插入。
在回轉(zhuǎn)筒13的頂端部開(kāi)設(shè)和中空部連通的頂端孔14。此頂端孔14的直徑大小為使后述的芯構(gòu)件2通過(guò)為宜。
在從后面插入芯構(gòu)件的型式中，讓回轉(zhuǎn)筒13的中空部的頂端部以滑動(dòng)安裝狀向頂端孔14形成錐形狀，使芯構(gòu)件2順利從頂端孔14露出。
在頂端孔14的周圍形成固化材料排出口16。
從而通過(guò)排出口16向攪拌土內(nèi)提供通過(guò)回轉(zhuǎn)筒13的中空部供給的固化材料。
2.挖掘葉片、攪拌葉片把挖掘葉片11固定在中空回轉(zhuǎn)筒13頂端部周圍，因此，能隨著回轉(zhuǎn)筒13的回轉(zhuǎn)切入地基內(nèi)，和對(duì)砂土進(jìn)行攪拌。
挖掘葉片11的翼形可采用現(xiàn)有的形狀，例如可采用沿挖掘方向傾斜的形狀，此外，也可以將此葉片分割成多個(gè)葉片。
挖掘葉片11不僅用于挖掘，且有對(duì)土和固化材料攪拌的作用。
此外，若將挖掘葉片形成傾斜，當(dāng)讓中空桿1反轉(zhuǎn)拉出時(shí)，也能起向攪拌土和固化材料的混合物施加壓力、向頂端方向按壓的反回作用。
在挖掘葉11的后面，將攪拌葉片12固定在中空回轉(zhuǎn)筒13周圍，該葉片能對(duì)土和固化材料等進(jìn)行攪拌。
攪拌葉片12由多個(gè)葉片組成，且呈向掘進(jìn)方向傾斜的形狀。
進(jìn)而，也可以在挖掘葉片11和攪拌葉片12的中間位置配置容許自由回轉(zhuǎn)的，其直徑比挖掘葉片11或攪拌葉片大的板體作為切入板。由于此切入板15未固定在回轉(zhuǎn)筒13上，隨著回轉(zhuǎn)筒13的前進(jìn)切入砂土內(nèi)而不回轉(zhuǎn)，其結(jié)果能防止攪拌土隨攪拌葉片12一起回轉(zhuǎn)。
以上分別對(duì)挖掘葉片11和攪拌葉片12作了說(shuō)明，然而其在實(shí)際的土地中的功能是整個(gè)的和難以分開(kāi)的，兩者形成一體共同進(jìn)行挖掘攪拌。
3.1關(guān)于芯構(gòu)件(其一，事先設(shè)置螺桿)此芯構(gòu)件2為在其頂端形成螺桿21的棒狀體。
芯構(gòu)件2的棒狀部分尤其希望用鋼筋、FRP、鋼管等拉伸強(qiáng)度大，且能長(zhǎng)時(shí)間維持其強(qiáng)度，難以腐蝕的材料制成。
事先，將此芯構(gòu)件2配置成通過(guò)中空回轉(zhuǎn)筒13的中空部，使其在頂端形成的螺桿21露出在回轉(zhuǎn)筒13的頂端外面。
由于將此芯構(gòu)件2連接成能承受回轉(zhuǎn)筒13的回轉(zhuǎn)力，和回轉(zhuǎn)筒13一起進(jìn)行回轉(zhuǎn)，因此，使螺桿21先于回轉(zhuǎn)筒13行進(jìn)入土地中。
3.2，芯構(gòu)件(其二，無(wú)螺桿，從后面插入)此芯構(gòu)件2為在其頂端不形成螺桿21等的棒狀體。此芯構(gòu)件2尤其希望用鋼筋、FRP以及鋼管等拉伸強(qiáng)度大、能長(zhǎng)期維持其強(qiáng)度、難于腐蝕的材料制成。
在使中空回轉(zhuǎn)筒13進(jìn)入土中后，將此芯構(gòu)件2從后面插入通過(guò)其中空部，使其頂端穿入地中，這些將在以后敘述。
3.3，芯構(gòu)件(其三，預(yù)先設(shè)置制止板)也可以在芯構(gòu)件2的頂端不設(shè)螺桿，而設(shè)置圓盤狀凸緣板作為制止板22。
此制止板22可采用具有能從外側(cè)把開(kāi)設(shè)在回轉(zhuǎn)筒13頂端的頂端孔14堵塞的尺寸和形狀，一般為比芯構(gòu)件2的直徑稍大的圓盤。
可采用焊接、粘接、壓接等進(jìn)行芯構(gòu)件2和制止板22的連接固定。
由于使此制止板22僅能從頂端孔14向外側(cè)移動(dòng)，因此，在掘進(jìn)中不會(huì)掉下。
此外，在制止板22的前方設(shè)置固定軸23。
此固定軸23為具有圓錐狀或圓筒狀構(gòu)件。固定軸23預(yù)先進(jìn)入未被攪拌的砂土內(nèi)，故拔出中空桿1時(shí)可避免使芯構(gòu)件受拉被拔出。
下面，對(duì)施工程序進(jìn)行說(shuō)明。
1.設(shè)置芯構(gòu)件。
1.1，在預(yù)先設(shè)置帶螺桿芯構(gòu)件(圖1-3)時(shí)，以芯構(gòu)件2的螺桿21從頂端伸出狀態(tài)，將回轉(zhuǎn)力、推進(jìn)力或按壓力施加在中空桿1上。
這樣，使中空桿1的挖掘葉片11一面切入地基一面前進(jìn)。此刻，使固化材料從回轉(zhuǎn)筒13頂端附近的排出口16排出。
作為固化材料，可使用水泥乳漿、砂漿、或其它的液狀、粉狀材料。
此外，由于用逆止閥17關(guān)閉排出口16，故砂土不能從外部進(jìn)入。
由于回轉(zhuǎn)筒13在回轉(zhuǎn)的同時(shí)排出，故能用攪拌葉片12使由葉片掘起的土和固化材料得到攪拌。
其結(jié)果，能使由砂土和水泥漿料等固化材料混合的直徑很大的增強(qiáng)體3在地基中形成。
當(dāng)掘至最深部，攪拌結(jié)束時(shí)可使回轉(zhuǎn)筒13停止回轉(zhuǎn)。
由于在芯構(gòu)件2的頂端設(shè)置螺桿，從而使貫穿回轉(zhuǎn)筒13的芯構(gòu)件2頂端的螺桿進(jìn)入地基內(nèi)。這樣，能將芯構(gòu)件2向改良范圍外的地基上固定。
1.2從后面插入不設(shè)螺桿的芯構(gòu)件。
在芯構(gòu)件2的頂端不形成螺桿的結(jié)構(gòu)，使進(jìn)入規(guī)定深度為止的中空桿1的回轉(zhuǎn)停止，將芯構(gòu)件2從尾端插入。
由于在中空桿1的頂端孔14上形成蓋，用芯構(gòu)件2將此蓋向外按壓。
當(dāng)芯構(gòu)件2的頂端從中空桿1的頂端露出時(shí)，給芯構(gòu)件2的尾端施加沖擊等按壓力。
這樣，能使芯構(gòu)件2穿入未被攪拌的高地而被固定。
1.3預(yù)先設(shè)置制止板的芯構(gòu)件。
在芯構(gòu)件2的頂端附近設(shè)置凸緣狀制止板的結(jié)構(gòu)，能使位于制止板22前方的固定軸23插入未被攪拌的土堆內(nèi)。其結(jié)果能使芯構(gòu)件確實(shí)固定。此刻，由于制止板22位于伸出固定軸23的后方，此制止板22將被埋入砂土內(nèi)，成為拉拔時(shí)的阻力。
2.中空桿的拉拔。
接著，使中空桿1慢慢后退，并以殘留芯構(gòu)件2狀態(tài)下向外部拉拔。這時(shí)，回轉(zhuǎn)筒13挖掘前進(jìn)時(shí)成反方向回轉(zhuǎn)，當(dāng)對(duì)回轉(zhuǎn)速度、拉拔速度適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，能在使改良的增強(qiáng)體3的砂土朝以向頂端壓入狀態(tài)拉拔中空桿1。
此外，在不是在挖掘攪拌葉片上設(shè)置傾斜的類型，也能作不逆向回轉(zhuǎn)時(shí)的拉拔，從而使必需進(jìn)行逆向回轉(zhuǎn)成為拉拔不可缺少的條件不存在。
在進(jìn)行拉拔時(shí)，由于位于回轉(zhuǎn)筒13中心位置的芯構(gòu)件2的頂端穿入未攪拌的土內(nèi)，因此，能抽出正確位于增強(qiáng)體3的中心位置的中空桿1。
3.固化材料的排出當(dāng)抽出中空桿1時(shí)，原占有回轉(zhuǎn)筒13的體積部分將成為砂土不足。如果就這樣的話，則在地中形成空洞，造成周圍的地基產(chǎn)生松弛。
因此，在將中空桿1抽出時(shí)，從其頂端附近的排出口16排出水泥漿、砂漿或其它固化材料。
這樣，固化材料就起到了補(bǔ)充后退拔出中空桿1后的砂土不足的作用。
由于排出形成該固化材料的圓柱體部分是未攪拌的，因此，在芯構(gòu)件2的周圍形成被未過(guò)多混入砂土的高質(zhì)量固化材料所包圍的中央增強(qiáng)柱31。
4.芯構(gòu)件尾端的固定。
當(dāng)抽出中空桿1時(shí)，使對(duì)周圍起增強(qiáng)作用的芯構(gòu)件2的尾端露出地表面，將其尾端固定在設(shè)置在地基面上的支承壓板、以及以后施工的混凝土壁體、或者臨時(shí)留土支承框等上面。
根據(jù)情況，也能用千斤頂把持芯構(gòu)件2的尾端，對(duì)其牽拉和施加規(guī)定的張力，使發(fā)揮固定器作用。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明施工方法，能獲得如下效果。
1.和傳統(tǒng)的固定器相比較，其直徑大，結(jié)果是能在地中營(yíng)造長(zhǎng)度短的增強(qiáng)體3。
和一面改變施工位置的多個(gè)固定器的傳統(tǒng)施工方法相比，能以高效的作業(yè)進(jìn)行廣范圍地區(qū)的地基改良。
2.可不必把必需改良的砂土完全搬到外部進(jìn)行作業(yè)。
因此，即使在靠近鐵道、道路、建筑物的場(chǎng)所進(jìn)行作業(yè)，也不會(huì)發(fā)生地基下沉的危險(xiǎn)，能進(jìn)行安全作業(yè)。
3.能營(yíng)造改良的增強(qiáng)體，其中心部分為強(qiáng)度大的固化材料的中央增強(qiáng)柱體，周圍為砂土和固化材料的混合體，因此能在地中營(yíng)造可靠性高的高質(zhì)量的增強(qiáng)體。
4.由于芯構(gòu)件的頂端穿入未攪拌的地層內(nèi)，當(dāng)中空桿后退時(shí)，能使芯構(gòu)件位于增強(qiáng)體的中心位置。
5.在抽出挖掘攪拌用的中空桿時(shí)，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整其回轉(zhuǎn)速度和抽拔速度，能以改良的增強(qiáng)體的砂土向頂端按壓的狀態(tài)拉拔中空桿，因此，即使進(jìn)行拉拔，也不會(huì)發(fā)生攪拌的砂土松弛，且能向相反方向堅(jiān)固壓入，形成牢固的增強(qiáng)體。
6.能進(jìn)行直徑大、長(zhǎng)度短、可靠性高的增強(qiáng)體施工。
從而即使在狹窄、有高度限制的土塊上也能容易地進(jìn)行施工。
權(quán)利要求
1.預(yù)先設(shè)置帶螺桿或固定板的芯構(gòu)件的增強(qiáng)體施工方法，其特征在于所述芯構(gòu)件為在其頂端設(shè)置突起的棒狀體，使用在中空回轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)挖掘攪拌葉片，且保持使上述芯構(gòu)件頂端部呈從中空軸頂端露出狀態(tài)的挖掘攪拌桿，包括使挖掘攪拌桿一面回轉(zhuǎn)一面向地中前進(jìn)，且同時(shí)對(duì)攪拌土和固化材料攪拌的工序，一面從其頂端排出固體材料，一面從地中取出中空桿將芯構(gòu)件留下，以及在地表面上直接、間接地固定芯構(gòu)件的向地表面的露出端的工序。
2.預(yù)先設(shè)置帶螺桿的芯構(gòu)件增強(qiáng)體施工方法，其特征在于使用在中空回轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)挖掘攪拌葉片，且保持使芯構(gòu)件頂端的螺桿呈露出狀態(tài)的挖掘攪拌桿，包括使挖掘回轉(zhuǎn)桿回轉(zhuǎn)地向地中前進(jìn)，且同時(shí)對(duì)攪拌土和固化材料進(jìn)行攪拌;一面從頂端排出固化材料，一面從地中取出中空桿將芯構(gòu)件留下，在地表面直接、間接固定芯構(gòu)件露出端的工序。
3.預(yù)先設(shè)置帶固定板的芯構(gòu)件的增強(qiáng)體施工方法，其特征在于芯構(gòu)件為在頂端伸出設(shè)置凸緣狀固定板的棒狀體，使用在中空回轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)挖掘攪拌用葉片，且保持使芯構(gòu)件頂端的固定板呈從中空軸頂端露出狀態(tài)的挖掘攪拌桿，包括使挖掘攪拌回轉(zhuǎn)比向地中前進(jìn)，同時(shí)對(duì)攪拌土和固化材料進(jìn)行攪拌;一面從頂端排出固化材料，一面從地中取出中空桿將芯構(gòu)件留下，在地表面上直接、間接固定芯構(gòu)件的地表面的露出端的工序。
4.從后面插入芯構(gòu)件的增強(qiáng)體施工方法，其特征在于芯構(gòu)件為棒狀體，使用在中空回轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)挖掘攪拌葉片的挖掘攪拌桿，包括使挖掘攪拌桿回轉(zhuǎn)地向地中前進(jìn)，且同時(shí)對(duì)攪拌土和固化材料進(jìn)行攪拌，插入芯構(gòu)件，使通過(guò)已進(jìn)入地中的中空桿的中空部，將其頂端固定在地基上;一面從頂端排出固化材料，一面從地中取出中空桿將芯構(gòu)件留下;把芯構(gòu)件的地表面露出端直接、間接地固定在地表面上的工序。
5.地基增強(qiáng)體，包括形成圓柱狀的攪拌土和固化材料的混合體，其特征在于還包括位于混合體的中央位置，將其頂端插入未攪拌的地基內(nèi)的芯構(gòu)件。
6.地基增強(qiáng)體，包括在地中形成圓柱狀的攪拌土和固化材料的混合體，其特征在于還包括位于此混合體的中央位置，由固化材料構(gòu)成的增強(qiáng)柱，以及位于增強(qiáng)柱的中央位置，將其頂端插入未攪拌的地基內(nèi)的芯構(gòu)件。
7.地基增強(qiáng)體，包括形成圓柱狀的攪拌土和固化材料的混合體，其特征在于還包括位于該混合體中央位置、將其頂端插入未攪拌的地基內(nèi)的鋼制芯構(gòu)件。
8.地基增強(qiáng)體，包括形成圓柱狀的攪拌土和固化材料的混合體，其特征在于還包括位于該混合體中央位置，將其頂端插入未攪拌的地基內(nèi)的纖維制芯構(gòu)件。
9.地基增強(qiáng)體，包括形成圓柱狀的攪拌土和固化材料的混合體，其特征在于還包括位于該混合體中央位置，將其頂端插入未攪拌的地基內(nèi)的FRP纖維制芯構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明地基增強(qiáng)體包括圓柱狀攪拌土和固化材料的混合體和位于混合體中央的芯構(gòu)件，該地基增強(qiáng)體施工方法分使用預(yù)先調(diào)置帶螺桿或固定板的芯構(gòu)件且從中空軸后面插入該芯構(gòu)件的挖掘攪拌桿，包括使挖掘攪拌桿回轉(zhuǎn)地進(jìn)入地中，且對(duì)攪拌土和固化材料攪拌，從頂端排出固化材料的同時(shí)取出中空桿，留下芯構(gòu)件、以及將芯構(gòu)件固定在地表面等工序，具有即使在復(fù)雜地區(qū)也易于施工，形成強(qiáng)固增強(qiáng)體等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D3/12GK1086280SQ9310965
公開(kāi)日1994年5月4日 申請(qǐng)日期1993年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月20日
發(fā)明者館山勝, 福田厚生, 吉田茂, 上周史, 田村幸彥 申請(qǐng)人:泰諾地基改良株式會(huì)社