地基处理装置和地基处理的方法技术领域
本发明涉及湿陷性及压缩变形过大的土体地基加固处理领域，具体讲是一种地基
处理装置和地基处理的方法。
背景技术
在黄土及杂填土、粉土、粘性土等地基中，普遍存在湿陷性及压缩变形过大的危
害，需要对地基进行加固处理来提高其地基承载力。现有技术的地基加固多采用柱锤冲扩
的方式，即先钻取基础孔，再向孔中填入部分填料，然后将柱锤反复提升再落下，将基础孔
冲击扩大，再然后向扩大孔中分层填料并继续由柱锤夯实，进而形成柱锤冲扩桩。然而，上
述柱锤冲扩桩虽然在一定程度上改善了所处理加固地基层的承载性能，但由于桩体的密度
和质量均比所加固土体的大很多，所以加固后的桩土体整体易引起下卧层土体的较大沉
降。为了避免这种沉降，有人提出，在柱锤冲扩前先在基础孔孔底钻一个微型孔，再配筋并
压力注浆，以形成一根微型灌注桩，用以支撑柱锤冲扩桩底部，避免柱锤冲扩桩及其所加固
土层对下卧层土体造成新的沉降。
然而，现有技术的地基处理的方式仍然存在一个最大缺陷：即柱锤冲扩桩对土体
挤密加固作用的影响范围较小，仅仅在桩体范围上，而桩与桩之间仍然存在软弱的未加固
处理或者加固处理强度不够的区域。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能对桩与桩之间的区域进行有效加固
的地基处理装置。
本发明的一个技术解决方案是，提供一种地基处理装置，它包括一根竖向花管和
多个滑动配合在花管上的注浆盘；
花管顶端连接有一根导向杆，花管外壁设有竖向导向筋，花管上设有不同层高的
多圈注浆孔；花管上还设有不同层高的定位孔；
每个注浆盘包括一个中空的盘体和与盘体空腔连通的多根注浆导管；盘体由顶端
板、底端板和环形侧壁构成，全部注浆导管位于侧壁上，顶端板和底端板上均设有供花管穿
过的中心孔，中心孔上设有容置导向筋的缺口；
每个盘体设有至少两组定位组件，每组定位组件包括一个水平的套管、一个压簧、
一个挡片和一个用于插入花管定位孔的顶杆，套管固定在盘体的侧壁内侧，套管的开口位
于非固定端，压簧和顶杆的内端均位于套管内，压簧两端分别与套管底壁和顶杆内端固定；
每个挡片下端设有两个竖向插销，盘体底端板设有与插销一一对应的销孔，每个插销滑动
配合在对应的销孔内，每个插销的底端伸出销孔且设有一个限位弯脚；顶杆在压簧作用下
与挡片抵靠；盘体顶端板设有套环，套环上连接有牵引绳。
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能对桩与桩之间的区域进行有效加
固的利用该地基处理装置进行地基处理的方法。
本发明的一个技术解决方案是，提供一种利用该地基处理装置进行地基处理的方
法，其步骤包括：
a、先钻一个基础孔，然后在基础孔孔底钻一个微型孔，将花管插入微型孔并用粗
砂填实；
b、向基础孔内填入部分填料，再将柱锤套入导向杆和花管，然后反复升降柱锤，将
基础孔冲击扩大成扩大孔，并将扩大孔内的填料夯实成第一层密集填料层；
c、将第一层注浆盘套入花管，且使得花管的导向筋卡入中心孔的缺口内以实现注
浆盘的周向限位，手持牵引绳将注浆盘下放到第一层密集填料层，此刻，限位弯脚被该密集
填料层阻挡但注浆盘其它部分仍然在下降，这样，限位弯脚、插销和挡片就相对于顶杆产生
了相对上升位移，使得上升的挡片与顶杆错开，失去挡片阻挡的顶杆在压簧作用下顶住花
管的外壁，而挡片则被前伸的顶杆卡住无法下降；然后上提牵引绳，使得注浆盘整体上升，
连带着顶杆也抵着花管上升到第一层定位孔高度，顶杆插入定位孔，实现注浆盘高度的精
确定位；
d、继续填充填料，并由柱锤夯实成上一层的密集填料层；
e、将上一层注浆盘套入花管并由牵引绳下放到上一层的密集填料层，再上拽牵引
绳，使得该层的注浆盘在花管的上一层的定位孔定位；
f、重复步骤d～e，直至填充到地面高度；
g、重复步骤a～f，直至所有桩体都填充到地面高度；
h、拔掉每个桩体的花管上端的导向杆，再对花管灌浆，在微型孔形成灌浆微型桩，
而在每层注浆盘高度，浆液经花管的注浆孔进入注浆盘的盘体空腔，再由注浆导管进入到
扩大孔周边土体形成瘤状混凝土，且不同桩体的瘤状混凝土相互交联，对桩与桩之间的区
域进行有效加固。
本发明地基处理装置及利用该地基处理装置进行地基处理的方法与现有技术相
比，具有以下显著优点和有益效果。
首先，该技术方案通过注浆盘和注浆导管向桩体周围的土体内注浆，形成了瘤状
混凝土，而且不同桩体的瘤状混凝土还相互交联，这样，就对原本薄弱的桩与桩之间的区域
进行有效加固，显著提高了整体的地基承载力；尤其是每个注浆盘与花管之间设有精确定
位的装置，这样就确保了同一层的不同桩体的瘤状混凝土等高，便于不同桩体的瘤状混凝
土在同一层充分交联，而不会因为高度彼此错开，更进一步加强了桩与桩之间区域的地基
承载力；况且，花管上方固定了导向杆，柱锤套合在导向杆及花管上，确保柱锤每次向下锤
击的铅直度，保障了柱锤冲扩桩的填土被充分夯实，更进一步增强整体的地基承载力。
附图说明
图1是本发明地基处理装置的正视结构示意图。
图2是本发明地基处理装置加固处理之后的正视结构示意图。
图3是本发明地基处理装置的定位组件的限位弯脚不受力状态下的局部放大剖视
结构示意图。
图4是图3中从A-A方向看的局部剖视结构示意图。
图5是本发明地基处理装置的定位组件与花管定位后的局部放大剖视结构示意
图。
图6是图5中从B-B方向看的局部剖视结构示意图。
图7是本发明地基处理装置的注浆盘与花管的仰视结构示意图。
图中所示1、花管，2、注浆盘，3、导向杆，4、导向筋，5、注浆孔，6、定位孔，7、盘体，8、
注浆导管，9、中心孔，10、缺口，11、套管，12、压簧，13、挡片，14、顶杆，15、插销，16、销孔，17、
套环，18、限位弯脚，19、牵引绳，20、微型孔，21、柱锤，22、扩大孔，23、密集填料层，24、瘤状
混凝土。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本发明地基处理装置，它包括一根竖向花
管1和多个滑动配合在花管1上的注浆盘2。
花管1顶端连接有一根导向杆3，导向杆3外径与花管1外径相等，两者经螺纹接头
螺接。花管1外壁设有竖向导向筋4，花管1上设有不同层高的多圈注浆孔5，同一高度的一圈
大概有八到十个注浆孔5。花管1上还设有不同层高的定位孔6；如同一高度设有两个定位孔
6。
每个注浆盘2包括一个中空的盘体7和与盘体7空腔连通的多根水平向的注浆导管
8。盘体7由顶端板、底端板和环形侧壁构成。全部注浆导管8位于侧壁上并呈放射状沿周向
均匀分布。顶端板和底端板上均设有供花管1穿过的中心孔9，中心孔9上设有容置导向筋4
的缺口10。缺口10和导向筋4配合，使得下放注浆盘2的过程不会转动，确保后续步骤中注浆
盘2内部的顶杆14能顺利插入花管1的定位孔6。
每个盘体7设有至少两组定位组件，本实施例就是两组。每组定位组件包括一个水
平的套管11、一个压簧12、一个挡片13和一个用于插入花管1定位孔6的顶杆14。套管11固定
在盘体7的侧壁内侧，套管11的开口位于非固定端，压簧12和顶杆14的内端均位于套管11
内，压簧12两端分别与套管11底壁和顶杆14内端固定。每个挡片13下端设有两个竖向插销
15，上方的挡片13和下方的两个插销15形成了倒U形结构。盘体7底端板设有与插销15一一
对应的销孔16，每个插销15滑动配合在对应的销孔16内，每个插销15的底端伸出销孔16且
设有一个限位弯脚18。
当限位弯脚18悬空不受力的前提下，顶杆14在压簧12作用下与挡片13抵靠。盘体7
顶端板设有套环17，套环17上连接有牵引绳19。
当限位弯脚18下方与密集填料层23抵靠受力上升时，限位弯脚18最终会卡在盘体
7底端板上也就是销孔16的下开口处，此时，挡片13的高度正好高于顶杆14，实现挡片13与
顶杆14的错开。
上述的牵引绳19和套环17均是U形的联系方式，即一根牵引绳19穿过套环17而牵
引绳19首末两端均位于桩孔外，这样，需要牵引时同时拉拽首末两端，但需要拆掉牵引绳19
时，松开首端牵引末端就能很方便地使得牵引绳19与套环17脱离，便于回收牵引绳19。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，利用本发明地基处理装置进行地基处理
的方法，其步骤如下。
a、先钻一个基础孔，然后在基础孔孔底钻一个微型孔20，微型孔20孔径远远小于
基础孔孔径。将花管1插入微型孔20并用粗砂填实，使得花管1在微型孔20内插接牢固，但粗
砂颗粒度大，不会堵塞花管1的注浆孔5。
b、向基础孔内填入部分填料，再将柱锤21套入导向杆3和花管1，然后反复升降柱
锤21，将基础孔冲击扩大成扩大孔22，并将扩大孔22内的填料夯实成第一层密集填料层23。
每层密集填料层23的顶面高度无法精确把握，但大致能控制在花管1的每层的定位孔6的高
度下方10cm范围内。
c、将第一层注浆盘2套入花管1，且使得花管1的导向筋4卡入中心孔9的缺口10内
以实现注浆盘2的周向限位，手持牵引绳19将注浆盘2下放到第一层密集填料层23，此刻，限
位弯脚18被该密集填料层23阻挡但注浆盘2其它部分仍然在下降，这样，限位弯脚18、插销
15和挡片13就相对于顶杆14产生了相对上升位移，使得上升的挡片13与顶杆14错开，失去
挡片13阻挡的顶杆14在压簧12作用下顶住花管1的外壁，而挡片13则被前伸的顶杆14卡住
无法下降；然后上提牵引绳19，使得注浆盘2整体上升，连带着顶杆14也抵着花管1上升到第
一层定位孔6高度，顶杆14插入定位孔6，实现注浆盘2高度的精确定位。
d、继续填充填料，并由柱锤21夯实成上一层如第二层的密集填料层23；该层密集
填料层23的顶面高度也大致控制在同一层的定位孔6的高度下方10cm范围内。
e、将上一层如第二层的注浆盘2套入花管1并由牵引绳19下放到上一层如第二层
的密集填料层23，再上拽牵引绳19，使得该层的注浆盘2在花管1的上一层如第二层的定位
孔6精确定位。
f、重复步骤d～e，直至该扩大孔22填充到地面高度。
g、重复步骤a～f，直至所有桩体的扩大孔22都填充到地面高度。
h、拔掉每个桩体的花管1上端的导向杆3，再对各个花管1灌浆，在微型孔20形成灌
浆微型桩，而在每层注浆盘2高度，浆液经花管1的注浆孔5进入注浆盘2的盘体7空腔，再由
注浆导管8进入到扩大孔22周边土体形成瘤状混凝土24，且不同桩体的同一高度的瘤状混
凝土24相互交联，对桩与桩之间的区域进行有效加固。