地基加固體造成裝置及施工法的製作方法
2023-07-02 17:45:51
專利名稱：地基加固體造成裝置及施工法的製作方法
技術領域：
本發明涉及地基加固裝置及施工法，通過把硬化劑噴射注入地下，在地下造成柱狀硬化地基加固體以使地基加固。
至今有一種地基加固施工法被開發出來，它是在硬化劑灌注鑽杆把水泥乳漿等硬化劑溶液噴射注入地下的同時，一邊使硬化劑灌注鑽杆迴轉，一邊逐漸往鑽杆縱向提升硬化劑灌注鑽杆，以在地下造成柱狀硬化加固體。
這種施工法由於在透水性不好的地基等處地面會因溶液灌注地點的地基內壓上升而隆起，影響到鄰近構造物，加固體的直徑被限制得很小，因此需要平滑地進行排泥的排出。
另一方面，還要根據對象地基的深度適當調整硬化劑灌注鑽杆的長度，因此容易把硬化劑灌注鑽杆設定到所需長度也是重要的技術課題。
至今開發的裝置是在硬化劑灌注鑽杆設排泥吸引口，從此強制吸引排泥，但傳統裝置的排泥吸引口容易被大塊排泥堵住，而在排出路內塊狀排泥也會阻礙順利排出。
又因過去把硬化劑噴射於周圍，要使硬化劑灌注鑽杆在規定的迴轉角度內往復轉動，所以硬化劑灌注鑽杆不能螺旋結合，互相連結。換句話說，因硬化劑灌注鑽杆往復轉動，其轉動方向為螺紋旋緊方向時並無問題，但轉動方向為螺紋旋鬆方向時，其連結部分的螺紋會鬆開，所以鑽杆外周不能單純地螺旋結合。因此，至今，硬化劑灌注鑽杆互相連結部分設法蘭部，利用該法蘭部用螺栓、螺母在周圍方式的數處加以緊固，需要旋緊工具，連結工作相當麻煩。
另一方面，在硬化劑灌注鑽杆上有硬化劑、清水等複數軟管連接著，但使硬化劑灌注鑽杆往復轉動時並不一定要在這些連接部使用轉動接頭。然而，不使用轉動接頭時，軟管就變得雜亂無章，在往復轉動時會互相碰撞而損傷軟管，這是個缺點。
又因硬化劑灌注鑽杆內裝有複數配管，所以裝置變得很複雜，這也是個問題。
本發明是鑑於上述做成的，其目的是要提供地基加固體造成裝置及施工法，使排泥的排出順利進行，硬化劑灌注鑽杆容易連結，並使整個裝置更加簡化。
為達成上述目的的本發明的地基加固體造成裝置是對地基進行鑽孔，在用硬化劑灌注鑽杆以高壓噴射使所述地基加固的硬化劑的同時，使該硬化劑灌注鑽杆往鑽杆縱軸方向移動，以在對象地基造成地基加固體的。其特徵在於硬化劑灌注鑽杆有外管和裝於該外管內的複數配管，所述配管保持能對所述外管繞著長軸周圍相對迴轉，把該外管螺旋結合，互相連結於其端部周圍表面形成的螺紋部，而在施工時，用驅動裝置來驅動所述硬化劑灌注鑽杆，使其往所述外管螺紋旋緊的一定方向迴轉。
裝於所述外管內的配管有排泥吸引管、硬化劑供給管、噴射用水供給管、空氣供給管等。
在所述硬化劑灌注鑽杆周圍表面上沒有連通於所述排泥吸引管的排泥孔，而在所述排泥孔內則設有連通於所述噴射用水供給管並朝排泥方向噴射的排泥噴水噴嘴。所述排泥噴水噴嘴適當地採用由中心的核心噴嘴和環繞其周圍的環繞噴嘴構成的二重構造，使所述核心噴嘴連通於所述噴射用水供給管，而使所述環繞噴嘴連通於所述空氣供給管。在所述排泥孔上不設開閉蓋。
在所述硬化劑灌注鑽杆周圍表面上設有連通於所述硬化劑供給管的硬化劑噴嘴，根據情況，所述硬化劑噴嘴採用由中心的核心噴嘴和環繞其周圍的環繞噴嘴構成的二重構造，使所述核心噴嘴連通於所述硬化劑供給管，而使所述環繞噴嘴連通於所述空氣供給管。
本發明的地基加固體施工法是對地基進行鑽孔，在用硬化劑灌注鑽杆以高壓噴射所述地基加固用的硬化劑的同時，使該硬化劑灌注鑽杆向鑽杆縱軸方向移動，以在對象地基造成地基加固體的。其特徵在於硬化劑灌注鑽杆有外管和裝於該外管內的複數配管，保持所述配管使其能對所述配管在縱軸周圍相對迴轉，並將該外管螺旋結合，互相連結於其端部周圍表面上形成的螺紋部，驅動所述硬化劑灌注鑽杆使其朝所述外管螺紋旋緊的一定方向迴轉以進行施工。
施工時，從設於所述硬化劑灌注鑽杆周圍表面上的排泥孔吸引排泥，並朝排泥方向噴水。最好是在高壓空氣包住噴水的狀態下噴射。
保持內部配管使其能對外管繞著長軸周圍相對迴轉，並把外管螺旋結合，互相連接於其端部周圍表面上形成的螺紋部，以連結複數外管，使外管的連結工作輕而易舉。同時，一邊使硬化劑灌注鑽杆朝外管螺紋旋緊的一定方向迴轉，一邊進行施工，以防止施工中外管的螺紋鬆動。
朝著排泥方向噴射的排泥噴水噴嘴，能粉碎排泥並朝著排出方向助勢，以促進排泥的順利排出。通過同時噴射包住噴水的高壓空氣，增強噴水的提升力，並提高空氣提升效果，使排泥更加順利。
下面參照附圖具體地說明本發明的實施例。
圖1是本發明實施例的地基加固體造成裝置的簡圖構成圖。
圖2是其硬化劑灌注鑽杆基端轉動接頭部的剖面圖。
圖3同樣是其硬化劑灌注鑽杆中間部的剖面圖。
圖4同樣是其硬化劑灌注鑽杆前端監視器部的剖面圖。
圖5是圖3的V-V剖面圖。
圖6是圖4的VI-VI剖面圖。
圖7是其硬化劑灌注鑽杆中間部的分解剖面圖。
11硬化劑灌注鑽杆、14驅動裝置、15排泥回收裝置、16高壓硬化劑供給裝置、17高壓水供給裝置、18高壓空氣供給裝置、19轉動接頭部、20軟管群、21監視器部、22中間部、23外管、24排泥吸引路、25硬化劑供給路、26噴射用水供給路、27空氣供給路、28支持框體、29中心轉軸。30外管連結軸。32、33、34、35孔、36排泥吸引管、37硬化劑供給管、38噴射用水供給管、39空氣供給管、40排泥口、41、42、43環狀槽溝、44硬化劑供給口、45噴射用水供給口、46空氣供給口、47潤滑劑供給部、48螺紋部、49連結套管、50、51、52、53孔、54 O型環、55、56、57、58孔、59鑽孔水噴嘴、60止回閥、61鋼球、62硬化劑噴嘴、63分岐孔、64排泥孔、65排泥噴水噴嘴。
圖1中，11是硬化劑灌注鑽杆，硬化劑灌注鑽杆11用其基端(圖1上端)的吊下部12介著鋼繩13被未圖示的懸吊裝置所支持，而鑽杆中間部則被驅動裝置(鑽孔機)14所支持，硬化劑灌注鑽杆被這驅動裝置所驅動而在其縱軸周圍朝著一定方向迴轉，並沿著縱軸進退運動。15是排泥回收裝置，16是高壓硬化劑供給裝置，17是高壓水供給裝置，18是高壓空氣供給裝置，分別介著軟管群20連接於硬化劑灌注鑽杆11的轉動聯接部19。
所述硬化劑灌注鑽杆11大致呈圓柱形，由基端的轉動接頭部19、前端監視部21和位於其間的中間部22構成。所述硬化劑灌注鑽杆11，如圖所示在外管23內部沿著縱軸設有排泥吸引路24、硬化劑供給路25、噴射用水供給路26、空氣供給路總共4條通路。
在基端的轉動接頭部19上如圖2所示有中心轉軸29及外管連結軸30介著複數軸承31被形成所述吊下部12的支持框體28所支持而在縱軸周圍迴轉自如。在中心轉軸29上形成4個孔32、33、34、35，分別構成所述排泥吸引路24、硬化劑供給路25、噴射用水供給路26、空氣供給路27的一部分，在32、33、34、35各孔的前端(圖2下端)分別形成擴徑部，裝卸自如地嵌入、固定著排泥吸引管36、硬化劑供給管37、噴射用水供給管38、空氣供給管39、在圖2中，噴射用水供給管38、空氣供給管39並未示出。(參照圖5)。
另一方面，排泥吸引管36嵌入的孔32的基端在轉軸29的基端面(上端面)開口，連通於支持框體28的排泥口40。其它各孔33、34、35的基端則在迴轉中心軸29周圍表面上開口，分別介著設於與支持框體28的中心轉軸30滑接的表面上的環狀槽溝41、42、43，連通於中心轉軸29的硬化劑供給口44、噴射用水供給口45、空氣供給口46。這些的排泥孔40及各供給口44、45、46上連接著所述軟管群20(圖2未示出)，而分別連通於排泥回收裝置15、高壓硬化劑供給裝置16、高壓水供給裝置17、高壓空氣供給裝置18。
在此，根據施工工序，有時向硬化劑供給路25不供給硬化劑而供給鑽孔用的高壓水，為此，本實施例採用轉換閥(圖中未示出)，使高壓水供給裝置17連通於所述硬化劑供給口44，以取代高壓硬化劑供給裝置16。或者，另設高壓水供給裝置，以便與高壓硬化劑供給裝置16切換使用亦可。
圖2中，47是潤滑各滑接部的潤滑劑供給部。
在外管連結軸30的前端部周圍表面上刻設有螺紋部48，在此螺旋安裝在裝卸自如的外管3。外管23由容易裝卸的長度的複數部件構成，以便根據施工對象位置的深度適當地連結到需要的長度。又同樣地，排泥吸引路24、硬化劑供給路25、噴射用水供給路26、空氣供給路27也分別由長度與外管23長度相對應的複數排泥吸引管36、硬化劑供給管37、噴射用水供給管38、空氣供給管39及連結套管49構成。
換句話說，如圖3、圖5所示，外管23用刻設於其兩端周圍表面上的螺紋部48互相螺旋結合成需要長度，一端螺旋安裝於所述外管連結軸30，並對應於螺紋連結部位置，在外管23內部安裝連結套管49。在連結套管49處形成分別對應於排泥吸引管36、硬化劑供給管37、噴射用水供給管38、空氣供給管39的縱向貫通的4個孔50、51、52、53(圖3中只示出對應於排泥吸引管36、硬化劑供給管37的孔50、51)，在50、51、52、53各孔的兩端形成分別裝卸自如地嵌入、緊裝著排泥吸引管36、硬化劑供給管37、噴射用水供給管38、空氣供給管39的擴徑部。這連結套管49安裝得能對外管23在縱軸周圍相對迴轉。
這些連結工作，如圖7所示，通過把排泥吸引管36、硬化劑供給管37、噴射用水供給管38、空氣供給管39(圖7中未示出供給管38、39)分別嵌入相對應的連結套管49的孔50、51、52、53，接著使外管23相互連結的螺紋部48螺旋結合，加以旋緊來進行。在此，外管23的螺紋部48由於與所述驅動裝置14的驅動迴轉方向的關係，硬化劑灌注鑽杆11被迴轉驅動時，要選擇螺旋方向，使其與螺紋旋緊方向一致。因此，這種旋緊工作是在硬化劑灌注鑽杆11裝於驅動裝置14上的狀態下利用其驅動裝置14的驅動力輕易而迅速地進行，而且同樣地拆卸也很容易。旋緊後，36、37、38、39各管的端部都不留間隙地嵌入50、51、52、53各孔的擴徑部，以構成不漏洩的通路。36、37、38、39各管和孔50、51、52、53的接觸面還裝有O型環54。另一方面在進行此項螺紋旋緊過程中，內部的連結套管49本身不隨外管23迴轉而迴轉，所以即使裡面有複數管36、37、38、39，它們也不會扭曲。就這樣，可以根據需要把適當長度的複數管連結起來，就很容易得到所需的鑽杆長度。
在硬化劑灌注鑽杆11的前端部裝有進行硬化劑噴射等作業的所述監視器部21。監視器部21上如圖4、圖6所示形成4個孔55、56、57、58，分別構成所述排泥吸引路24、硬化劑供給路25、噴射用水供給路26、空氣供給路27的一部分，55、56、57、58各孔的基端(圖4上端)形成擴徑部，分別裝卸自如地嵌入、緊固著排泥吸引管36、硬化劑供給管37、噴射用水供給管38、空氣供給管39。
在監視器部21的前端面設有向前方噴射的鑽孔水噴嘴59，這噴嘴59有構成硬化劑供給路25之一部分的孔56連通著。在鑽孔水噴嘴59的前端部設有容許向前方噴射但卻防止由外向孔56內逆流的止回閥60。圖4中，61是堵住孔56前端的鋼球，是如後所述在施工工序中需要時從孔56的上部投入的。
硬化劑灌注鑽杆11的監視器部21周圍壁面上設有硬化劑噴嘴62朝與鑽杆縱軸成直角的方向噴射，並與連通於孔56的分岐孔連通。
監視器部21周圍壁面的硬化劑噴嘴62的基端側(上方側)設有排泥孔64，排泥孔64上部有構成排泥吸引路24之一部分的孔55連通著。在與排泥孔64下部的孔55對向處設有朝孔55內的排泥方向噴射的排泥噴嘴65。排泥噴嘴65採用由中心的核心噴嘴和環繞其周圍的環繞噴嘴構成的二重構造。如圖6所示，所述核心噴嘴上有構成噴射用水供給路26之一部分的孔57連通著，環繞噴嘴上則有構成空氣供給路27之一部分的孔58連通著。這排泥孔64上不設開閉蓋以簡化結構。
使用本裝置的地基加固體造成施工進行如下。圖8是示出本施工工序的說明圖。首先，在圖8(a)的鑽孔工序，作為鑽孔水從高壓水供給裝置17向硬化劑供給路25供給高壓水，從鑽孔水噴嘴59噴射出去。同時，使排泥回收裝置15啟動，從排泥吸引路24吸引排泥，分別供高壓水供給裝置17和高壓空氣供給裝置18向噴射用水供給路26和空氣供給路27從給高壓水和高壓空氣，從排泥噴嘴65噴射出去。然後，用驅動裝置14使硬化劑灌注鑽杆11朝前述螺紋旋緊方向迴轉，同時使其下降到地基中進行鑽孔。因驅動裝置14的迴轉方向是螺紋部48旋緊方向，所以施工中螺旋不會鬆動。
鑽孔產生的排泥(碴)從排泥孔64被吸引到排泥吸引路24，這時，排泥被排泥噴嘴65噴出的高壓噴水所粉碎，並憑其助勢朝排出方向順利排出。而排泥噴嘴65，因高壓空氣包住高壓噴水同時噴射出來，所以噴水的提升力增大，空氣提升效果也提高，以順利進行排泥。
鑽完孔後，如圖8(b)所示，在硬化劑供給路25內投入鋼球61堵住孔56的前端，關閉鑽孔水噴嘴59。這樣，使硬化劑供給路25同時用於鑽孔水和硬化劑，而且利用投入鋼球61來切換，可以大大簡化其結構及切換操作。
接著，在如圖8(C)所示的硬化劑灌注工序中，從高壓硬化劑供給裝置16向硬化劑供給路25供給高壓硬化劑，介著分岐孔63從硬化劑噴嘴62噴射出來。同時，使排泥回收裝置15啟動，從排泥吸引路24吸引排泥，並分別從高壓水供給裝置17和高壓空氣供給裝置18向噴射用水供給路26和空氣供給路27供給高壓水和高壓空氣，從排泥噴水噴嘴65噴射出來。然後，在用驅動裝置14使硬化劑灌注鑽杆11朝前述螺紋旋緊方向迴轉的同時，逐漸朝鑽杆縱軸方向提升起來。
與前述鑽孔工序一樣，與硬化劑置換的排泥從排泥孔被排泥吸引路24所吸引，但這時，對排泥噴水噴嘴65噴射出來的高壓噴水和高壓空氣進行適當調節，就可以控制排泥量，適當保持地下壓力。
在上述各工序中，即使使硬化劑灌注鑽杆11迴轉，因有轉動接頭部19，所以軟管群20也不搖動，軟管群20不致互相碰傷，也不會變得雜亂無章。
上述施工工序的說明，就硬化劑灌注鑽杆11垂直施工例加以敘述，但也可以使硬化劑灌注鑽杆11傾斜或水平進行施工。水平施工時，最好不噴射空氣，以免空氣積留於鑽孔內。
上述實施例，從硬化劑噴嘴62隻噴射硬化劑，但也可以像排泥噴水噴嘴65那樣，採用由中心的核心噴嘴和環繞其周圍的環繞噴嘴構成的二重構造，從核心噴嘴噴射硬化劑，而從環繞噴嘴則噴射空氣，用空氣包住硬化劑。用空氣包住，可以使硬化劑的到達距離進一步延長。
如上舉實施例詳加說明，按照本發明，硬化劑灌注鑽杆的外管極其容易連結，可以縮短其工作時間。又因設有排泥噴水噴嘴，可以順利進行排泥，從而灌注大容量的硬化劑，既可縮短施工時間，又可擴大造成加固體的直徑。
本發明的裝置還有一個優點，就是其整體構成可以簡化。
權利要求
1.一種地基加固體造成裝置，其特徵在於對地基進行鑽孔，一邊用硬化劑灌注鑽杆以高壓噴射加固所述地基的硬化劑，一邊使所述硬化劑灌注鑽杆往鑽杆縱軸方向移動，以在對象地基造成地基加固體，硬化劑灌注鑽杆具有外管及裝於該外管內的複數配管，所述配管對所述外管保持能繞著長軸相對迴轉，該外管在其端部周圍表面形成的螺紋部螺旋結合，互相連結在一起，而在施工時，所述硬化劑灌注鑽杆為驅動裝置所驅動而往所述外管螺紋旋緊的一定方向迴轉。
2.按照權利要求1所述的地基加固體造成裝置，其特徵在於裝於所述外管內的配管為排泥吸引管、硬化劑供給管、噴射用水供給管、空氣供給管。
3.按照權利要求2所述的地基加固體造成裝置，其特徵在於在所述硬化劑灌注鑽杆周圍表面上設有連通於所述排泥吸引管的排泥孔，而在所述排泥孔內則設有連通於所述噴射用水供給管並朝排泥方向噴射的排泥噴水噴嘴。
4.按照權利要求3所述的地基加固體造成裝置，其特徵在於所述排泥噴水噴嘴採用由中心的核心噴嘴和環繞其周圍的環繞噴嘴構成的二重構造，所述核心噴嘴連通於所述噴射用水供給管，而所述環繞噴嘴則連通於所述空氣供給管。
5.按照權利要求3或4所述的地基加固體造成裝置，其特徵在於所述排泥孔未設開閉蓋。
6.按照權利要求2到5任何一項所述的地基加固體造成裝置，其特徵在於在所述硬化劑灌注鑽杆周圍表面上設有連通於所述硬化劑供給管的硬化劑噴嘴。
7.按照權利要求6所述的地基加固體造成裝置，其特徵在於所述硬化劑噴嘴採用由中心的核心噴嘴和環繞其周圍的環繞噴嘴構成的二重構造，所述核心噴嘴連通於所述硬化劑供給管，而所述環繞噴嘴則連通於所述空氣供給管。
8.按照權利要求1到7任何一項所述的地基加固體造成裝置，其特徵在於所述硬化劑灌注鑽杆具有把所述配管引出到外部的轉動接頭部。
9.一種地基加固體造成施工法，其特徵在於對地基進行鑽孔，一邊用硬化劑灌注鑽杆以高壓噴射加固所述地基的硬化劑，一邊使所述硬化劑灌注鑽杆往鑽杆縱軸方向移動，以在對象地基造成地基加固體，硬化劑灌注鑽杆具有外管及裝於該外管內的複數配管，所述配管對所述外管保持能繞著長軸相對迴轉，該外管在其端部周圍表面形成的螺紋部螺紋結合，互相連結在一起，而使所述硬化劑灌注鑽杆往所述外管螺旋旋緊的一定方向迴轉以進行施工。
10.按照權利要求9所述的地基加固體造成施工法，其特徵在於從所述硬化劑灌注鑽杆周圍表面上所設的排泥孔吸引排泥，並往排泥方向噴水。
11.按照權利要求10所述的地基加固體造成施工法，其特徵在於所述噴水在用高壓空氣包住的狀態下進行噴射。
全文摘要
本發明的目的是提供一種地基加固體造成裝置，它能使排泥順利排出，並使硬化劑灌注鑽杆的相互連結容易進行，而且可以簡化整個裝置。硬化劑灌注鑽杆11具有外管23和裝於其內部的複數配管36、37、38、39，保持這些配管使其能對外管在縱軸周圍相對迴轉，並使外管在其端部周圍表面形成的螺紋部48螺旋結合互相連結，而在施工時，用驅動裝置14驅動硬化劑灌注鑽杆，使其朝著外管螺紋旋緊的一定方向迴轉。設有朝著排泥吸引管24的排泥方向噴射空氣包住的噴水的排泥噴水噴嘴65。
文檔編號E02D3/12GK1143701SQ95115549
公開日1997年2月26日 申請日期1995年8月21日 優先權日1995年8月21日
發明者中西涉 申請人:株式會社恩愛蒂