振冲碎石桩机的水气联动防沉沙装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及基础工程建设领域，特别涉及一种振冲碎石粧机的水气联动防沉沙装置，用于防止进入导杆内的沙子沉积。
【背景技术】
[0002]在软土地基基础加固处理工程中，振冲碎石粧工艺以施工质量效果突出、施工工艺简单、施工成本低、填筑材料来源广泛等优势而获得广泛应用。尤其在地震常发区，振冲碎石粧加固工艺以抗液化及形成的复合地基具有突出的抗震性能而成为设计师首选的工
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[0003]从本质上看，振冲法是在砂、碎石、土层中使用较高压力的水，有时还要加入卵石或碎石进行置换，因此，孔内一直处于一种泥浆状态。在20米以内浅层振冲条件下，使用单根导杆(吊管)即可达到工程目的；对于30-40米级较深振冲而言，使用大型设备，单根加长导杆也可以达到工程目的，只是工程成本大为增加；当孔深50米以上时，如果继续使用单根导杆，不仅工程成本难以承受，而且安全隐患急剧增加，振冲技术已经无法继续下去了。为此，本申请人开发了一种伸缩式导杆，以便在超过40米深的地层进行振冲碎石粧施工操作。
[0004]但是，由于伸缩式导杆是由多节导杆构成，并且在碎石、砂、泥浆混合的环境中及下部连接大型振动设备状态下工作，因此，一旦泥浆及其中的砂石进入内外导杆的间隙之中，使伸缩式导杆受卡，则振冲器就会埋入孔内，使振冲碎石粧施工失败，并造成巨大损失。
【发明内容】
[0005]本实用新型为解决上述问题，提供一种振冲碎石粧机的水气联动防沉沙装置，以防止砂石卡在伸缩式导杆的间隙中，并防止进入导杆内的沙子沉积在伸缩式导杆内，以免伸缩式导杆受卡而导致的振冲器埋入孔内的事故发生。
[0006]本实用新型的一种振冲碎石粧机的水气联动防沉沙装置包括:
[0007]用于引导振冲器向地下振冲的伸缩式导杆；
[0008]安置于所述伸缩式导杆内并自上而下延伸到其下端的注水管；
[0009]连接所述注水管的水泵，用于在所述伸缩式导杆伸展或收缩期间，经由所述注水管向伸缩式导杆供应使其管内水压动平衡的清水；
[0010]安置于所述伸缩式导杆内并自上而下延伸到其下端的注气管；
[0011]连接所述注气管的气泵，用于在所述伸缩式导杆伸展或收缩期间，经由所述注气管向所述伸缩式导杆内供应用来将进入管内的沙子自下而上吹出到管外的气体。
[0012]优选地，所述伸缩式导杆由内向外依次套接的多层套管构成，所述多层套管包括一个顶层套管、一个或多个中间套管和一个底层套管。
[0013]优选地，所述顶层套管的上方安装有连通所述顶层套管空腔并具有出水口的集水槽。
[0014]优选地，所述注水管的出口安装到所述伸缩式导杆的底层套管的下端，以便引入的部分清水自下而上流动到集水槽的同时，使另一部分清水从套管间隙流到管外。
[0015]优选地，所述注气管的出口安装到所述伸缩式导杆的底层套管的下端，以便引入的气体自下而上流动到集水槽。
[0016]优选地，所述顶层套管和与其相邻的中间套管设有用来滑动连接的第一滑动副，以及用来在伸展后将两者卡接在一起的第一卡接副；以及所述底层套管和与其相邻的中间套管设有用来滑动连接的第二滑动副，以及用来在伸展后将两者卡接在一起的第二卡接副。
[0017]优选地，所述第一滑动副包括:设置在所述顶层套管内壁的至少一个第一键槽；设置在所述中间套管外壁的至少一个第一平键；其中，所述第一平键与所述第一键槽配合；其中，所述第一键槽与所述第一平键分别沿所述顶层套管和中间套管的轴向延伸。
[0018]优选地，所述第一卡接副包括:环设在所述顶层套管内壁底端且沿其径向朝中心方向凸出的第一承托耳；环设在所述中间套管外壁顶端且沿其径向朝外凸出的第一卡接台；其中，所述第一卡接台搭接在所述第一承托耳上。
[0019]优选地，所述伸缩式导杆连接一个用于将伸展的多个套管收拢的托盘。
[0020]优选地，所述托盘包括:用于连接所述导杆中的底层套管的圆筒；设置在圆筒外壁且沿其径向朝外伸出的承托装置；其中，在所述承托装置上设有沿其径向依次排布的多个阶梯台，其每个阶梯台用于承托所述导杆中一个相应的套管。
[0021]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0022]I)通过在粧孔中伸长或缩短多层套管的长度，调节振冲器下放或上提位置，使得进行振冲碎石操作的振冲器可以到达90米的深度，解决了本领域对深软土地基基础进行加固的难题；
[0023]2)通过使伸缩式导杆内的水压动平衡，可以阻止粧孔中的泥土、砂石等混合物进入到伸缩式导杆内部，从而保证伸缩式导杆可以自由伸缩，从而确保振冲碎石操作的可靠进行；
[0024]3)通过向伸缩式导杆注气，将少量的进入伸缩式导杆内的沙子吹出，从而避免管内沉沙。
[0025]下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
【附图说明】
[0026]图1是具有本实用新型多卷盘同步自动进给系统的振冲碎石粧机的结构示意图；
[0027]图2是图1所示的左侧视图；
[0028]图3是图本实用新型的多卷盘同步自动进给系统的结构示意图；
[0029]图4是振冲碎石粧机的钻杆系统的结构示意图；
[0030]图5是图4所示的N-N向剖视图；
[0031]图6是振冲碎石粧机导杆托盘组件的结构示意图；
[0032]图7是图6所示的右侧视图；
[0033]图8是伸缩式导杆的结构示意图；
[0034]图9是顶层套管与中间套管滑动连接的横截面剖示图；
[0035]图10是底层套管与中间套管滑动连接的横截面剖示图；
[0036]图11是中间套管中第二套管的结构示意图；
[0037]图12是图8所示A部分放大图；
[0038]图13是导杆托盘组件第一实施例的托盘的结构示意图；
[0039]图14是导杆托盘组件第二实施例的托盘的结构示意图；
[0040]图15是本实用新型振冲器的结构示意图；
[0041]图16是本实用新型的减震器组件的结构示意图；
[0042]图17是本实用新型水气联动沉沙阻止方法的示意图。
【具体实施方式】
[0043]如图1、图2所示，为本实用新型提供的振冲碎石粧机的结构示意图，由图可知，振冲碎石粧机包括:起重机系统400、自动进给系统300、钻杆系统100及振冲器系统200，自动进给系统的电缆卷扬装置302、水管卷扬装置304、气管卷扬装置301和钢丝绳卷扬装置303为同步进给，其中，钻杆系统中导杆101的轴向长度可调，以便改变振冲器系统相对地面的下放位置；其中，自动进给系统安装于起重机系统400中起重机401的后部，用作起重机的配重。
[0044]具体的，如图1-图3所示，自动进给系统中的电缆卷扬装置302、水管卷扬装置301和气管卷扬装置304分别具有用于与振冲器系统相连以使振冲器实现振冲碎石粧施工功能的电缆321、第一水管311和第一气管341。此外，水管卷扬装置还具有用于使振冲器在振冲碎石粧施工操作中实现水压动态平衡的第二水管312 ;气管卷扬装置还具有用于使振冲器在振冲碎石粧施工操作中实现气压动态平衡的第二气管342。
[0045]而钻杆系统100具有沿其轴向伸长或缩短的伸缩式导杆101，该伸缩式导杆具有由内向外依次套接的多层套管；其中，钢丝绳331连接多层套管中的底层套管5，以便下放或提拉底层套管，使多层套管的长度伸长或缩短；其中，第二水管312和第二气管342分别连接多层套管中的底层套管5的顶端(如图4、图5所示)；而第一水管311、第一气管341、电缆321由上至下穿过伸缩式导杆中的各层套管，并与振冲器相连。
[0046]本实用新型的自动进给系统中，其水管卷扬装置301和气管卷扬装置304除了具有用于使振冲器实现振冲碎石粧施工功能的第一水管311和第一气管341之外，还分别具有用于使振冲碎石粧机的振冲器实现水压动态平衡的第二水管312和实现气压动态平衡的第二气管342，并且，其钢丝绳卷扬装置303的钢丝绳331、第二水管、第二气管分别固定在底层套管5的顶端。当自动进给系统中的钢丝绳对底层套管起提拉或下放作用时，第二水管、第二气管可随着同步提拉或下放，从而使伸缩式导杆改变长度。
[0047]由于伸缩式导杆的多层套管全部伸出时，伸缩式导杆的总长度可达到90米，因此本实用新型的振冲碎石粧机可以对深度大于40米的地层进行振冲碎石粧施工操作。而在振冲器进行振冲碎石粧施工操作的过程中，由于伸缩式导杆是在碎石、砂、泥浆三者混合的状态下工作，因此，碎石、砂、泥浆的混合物很容易进入到伸缩式导杆的多层套管之间的间隙中，使伸缩式导杆的多层或几层套管被卡住，从而使振冲器系统200的振冲器230埋入孔内，使振冲碎石粧施工失败，并造成巨大损失。
[0048]为了避免伸缩式导杆的多层套管被卡住，本实用新型的自动进给系统中，将第二水管和第二气管连接到伸缩式导杆的底层套管的底端，从底层套管向上送水和送气，使得经由第二水管和第二气管输送的水和气，从底层套管向上流动，直至到达伸缩式导杆的顶层套管上端，然后再经由位于顶层套管之上的集水槽150(如图1所示)排出。集水槽上设置有用于供伸缩式导杆内多余的水向外流出的出口。在振冲碎石粧施工操作中，由于第二水管源源不断的从底层套管开始向上方的中间套管、顶层套管输送水，并且集水槽位于地面之上，使得伸缩式导杆内的水头水位始终高于位于地面之下的粧孔中