1.软土地基管桩补强装置,包括空腔结构的管桩、锥形构造的桩尖,其特征在于,还包括钢护筒、管桩下端输送件、传力装置 、第一类管路、第二类管路、临时支撑架;
所述钢护筒,下端固定连接桩尖,上端固定连接管桩的下端面,侧面沿周向均匀分布有多个半圆孔;所述管桩下端输送件,包括杆件、连接盘;所述杆件,有多根,根数与所述钢护筒的所述半圆孔的个数相等,每根杆件与钢护筒的半圆孔一一对应,首端为尖头端,尾端有一连接圆环,靠近尾端处有中空结构的第一连接柱和第二连接柱,杆件内有互不相通的第一通道和第二通道,杆件表面有多个第一类孔口和多个第二类孔口,第一连接柱和每个第一类孔口通过第一通道相互贯通,第二连接柱和每个第二类孔口通过第二通道相互贯通;
所述连接盘,为同轴设置的边缘带有多个凹槽的大圆盘和带有外螺纹的小圆盘,内部嵌入分配管一和分配管二,所述大圆盘和所述小圆盘以及分配管一、分配管二为一体结构,所述大圆盘和所述小圆盘中央设置贯通的圆孔,所述分配管一包括一个进口一,多个出口一,所述分配管二包括一个进口二,多个出口二,所述出口一和所述出口二个数均与所述杆件个数相等,分配管一的进口一、分配管二的进口二对称设置在小圆盘的上顶面,在小圆盘的上顶面的分配管一的进口一和分配管二的进口二相应位置分别粘接有柔性材质的吻接部一和吻接部二;每个所述凹槽固定连接一根轴,每根轴与一根所述杆件的所述连接圆环间隙配合转动连接;
所述传力装置,包括桶状螺母、传力杆、拧紧件,所述桶状螺母,开口向下,内侧壁上设置有与所述小圆盘的外螺纹匹配的内螺纹,内顶面设置吻接部三和吻接部四,在外顶面上与内顶面上吻接部三和吻接部四相对应的位置固定连接中空结构的第三连接柱和第四连接柱;所述传力杆,由纵截面为等腰梯形的加强部件和内具中空通道的长管组成,加强部件固定连接在所述桶状螺母外顶面上,加强部件内有空腔、底部横截面为长方形,长方形长方向中心线与所述吻接部三、所述吻接部四的中心连线重合,所述第三连接柱和所述第四连接柱被遮罩在加强部件的空腔中,加强部件的顶部中心位置设置大通孔,长管固定连接于加强部件的顶部,加强部件的空腔通过大通孔与长管的中空通道相互贯通;所述拧紧件,截面形状为正六边形,固定连接在所述传力杆的所述长管的上顶端部,在所述长管的侧壁上靠近拧紧件的下方位置,还并排设置中空结构的第五连接柱、第六连接柱,第五连接柱、第六连接柱均为一端伸入所述长管的侧壁内,另一端伸出所述长管的侧壁外,伸出所述长管的侧壁外的另一端连接外部设备;所述外部设备包括空气压缩机、抽空装置、高压注浆机;
所述第一类管路,包括第 1‑1 段管、第 1‑2 段管,所述第二类管路包括第 2‑1 段管、第 2‑2段管,第 1‑1 段管、第 2‑1 段管均为多根,根数均与所述杆件个数相等,每根所述第一类管路的第 1‑1 段管的一端与一根所述杆件的所述第一连接柱连接,另一端与所述分配管一的一个所述出口一连接,每根所述第二类管路的第 2‑1 段管的一端与一根所述杆件的所述第二连接柱连接,另一端与所述分配管二的一个所述出口二连接;所述第一类管路的第 1‑2 段管的一端与所述桶状螺母的所述第三连接柱连接,另一端与所述第五连接柱伸入在所述长管侧壁内的一端连接,所述第二类管路的第 2‑2 段管的一端与所述桶状螺母的所述第四连接柱连接,另一端与所述第六连接柱伸入在所述长管侧壁内的一端连接;
所述临时支撑架,采用易碎材料制作,管桩下端输送件,放置在临时支撑架上。
2.根据权利要求 1 所述的软土地基管桩补强装置,其特征在于:所述杆件直径小于所述钢护筒的所述半圆孔的半径。
3.根据权利要求 1 所述的软土地基管桩补强装置,其特征在于:所述吻接部一、吻接部二、吻接部三、吻接部四的结构相同、大小相等、形状一致,均为单斜面楔形块且中心位置设置通孔,吻接部一包括单斜面楔形块一、通孔一,吻接部二包括单斜面楔形块二、通孔二,吻接部三包括单斜面楔形块三、通孔三,吻接部四包括单斜面楔形块四、通孔四,粘接时,吻接部一的单斜面楔形块一、吻接部二的单斜面楔形块二的斜面向上,斜面高度递增方向与所述小圆盘的外螺纹的旋紧方向相同,粘接时,吻接部三的单斜面楔形块三、吻接部四的单斜面楔形块四的斜面向下,吻接部一的单斜面楔形块一与吻接部三的单斜面楔形块三斜面互补、吻接部二的单斜面楔形块二与吻接部四的单斜面楔形块四斜面互补,所述吻接部一的所述通孔一、所述吻接部二的所述通孔二分别与所述分配管一的所述进口一、所述分配管二的所述进口二连接并贯通,所述吻接部三的所述通孔三、所述吻接部四的所述通孔四分别与所述第三连接柱、所述第四连接柱连接并贯通。
4.根据权利要求 1 所述的软土地基管桩补强装置,其特征在于:所述管桩下端面固定连接与钢护筒上端配合的第一圆环形钢板,所述桩尖顶部固定连接有与钢护筒下端配合的第二圆环形钢板。
5.根据权利要求 1‑4 任意一项所述的软土地基管桩补强装置的施工方法,其特征在于:步骤如下:
步骤一,装配:
1‑1 把钢护筒的下端固定连接在桩尖的顶部的第二圆环形钢板上;
1‑2 把第 1‑1 段管、第 2‑1 段管连接到管桩下端输送件的杆件、连接盘之间;
1‑3 把管桩下端输送件放置在临时支撑架上;
1‑4 把每根杆件的尖端一一对应放置于钢护筒的半圆孔内,并用低标号素混凝土封堵半圆孔,静置,待混凝土凝固;
1‑5 把钢护筒的上端与管桩的下端面的第一圆环形钢板固定连接;
步骤二,把管桩压入地基土层至设计深度;
步骤三,传力装置由管桩的上孔口伸入到管桩下端输送件位置,拧动拧紧件,使桶状螺母拧紧在小圆盘上,静压或锤击传力装置,使杆件由钢护筒的半圆孔中伸出,直到插入管桩周围的软土中;
步骤四,连接外部设备:
4‑1 所述第五连接柱伸出在所述长管侧壁外的一端、所述第六连接柱伸出在所述长管侧壁外的一端分别连接空气压缩机二个输出口,充入高压空气;
4‑2 所述第六连接柱伸出在所述长管侧壁外的一端继续充入高压空气,所述第五连接柱伸出在所述长管侧壁外的一端切换接入抽空装置,抽取水、气;
3
4‑3 重复 4‑1 至 4‑2,直至出水量少于 0.05m /h,关闭抽空装置:
4‑4 所述第六连接柱伸出在所述长管侧壁外的一端切换与高压注浆机连接,注入混凝土浆液,在规定最大注浆压力下,注浆至基本不进浆方可结束注浆;
4‑5 静置 30 分钟,拧动拧紧件,使桶状螺母拧松直至脱离小圆盘;
3
4‑6 继续注混凝土浆液 0.3m ;
4‑7 所述第五连接柱伸出在所述长管侧壁外的一端与抽空装置脱离,切换与空气压缩机一个输出口连接;所述第六连接柱伸出在所述长管侧壁外的一端与高压注浆机脱离,切换与空气压缩机另一个输出口连接,充入高压空气,清理所述第一类管路的所述第 1‑2 段管、所述第二类管路的所述第 2‑2 段管中的混凝土、泥土;
4‑8 把传力装置由管桩的上孔口取出,以备后用。