本申请涉及地基处理技术领域，具体地，涉及一种振动杆，适用于通过振动密实法加固的非液化土地基。
背景技术：
现有十字形振动杆为振动密实设备，主要用于对液化土地基进行处理，在振动密实法施工过程中将振动锤产生的能量传递至加固土体中。但是，用现有十字形振动杆处理非液化土地基时，存在无法通过添加外加介质对地基土进行加固和不适用于在施工困难条件下需要加外加介质保证施工的地层的问题。
技术实现要素：
本申请实施例中提供了一种振动杆，该振动杆通过增设的介质通道和喷口能够向被加固土体施加介质，使振动杆不仅适用于液化土地基，而且还适用于非液化土地基。
根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种振动杆，包括振动杆本体，所述振动杆本体的内部设置有沿其轴向贯穿的介质通道，并在所述振动杆本体的端头部设置有与所述介质通道连通的喷口。
优选地，所述振动杆本体包括可拆卸连接的振杆和振杆端头，其中：
所述振杆设置有沿其轴向贯穿的第一介质通道；
所述振杆端头设置有沿其轴向贯穿的第二介质通道；
所述喷口设置于所述振杆端头背离所述振杆的端部、且与所述第二介质通道连通；
所述第一介质通道和所述第二介质通道连通形成所述介质通道。
优选地，还包括用于将所述振杆和所述振杆端头固定连接在一起的夹板和紧固件。
优选地，所述振杆端头的横截面形状为米字形。
优选地，所述振杆端头设置有沿周向均匀分布的八个端头振动翼；
沿所述振动杆的轴向，在每个端头振动翼背离所述振杆端头轴心的外侧面均匀分布有多个第一锯齿形凸起。
优选地，所述振杆的横截面形状为十字形，所述振杆设置有沿周向均匀分布的四个振杆振动翼；
沿所述振动杆的轴向，在每个振杆振动翼背离所述振杆轴心的外侧面均匀分布有多个第二锯齿形凸起。
优选地，在每个所述振杆振动翼上均设置有贯穿其厚度的通孔；
沿所述振动杆的轴向，所述通孔与所述第二锯齿形凸起依次交替设置。
优选地，在每个所述振杆振动翼的一侧表面均设置有多个第三锯齿形凸起，多个所述第三锯齿形凸起沿所述振动杆的轴向均匀分布。
优选地，所述振杆的一端部设置有外螺纹，所述振杆端头的顶部设置有内螺纹，所述振杆的外螺纹与所述振杆端头的内螺纹螺纹连接；或者，所述振杆的一端部设置有内螺纹，所述振杆端头的顶部设置有外螺纹，所述振杆的内螺纹与所述振杆端头的外螺纹螺纹连接。
优选地，在所述振杆与所述振杆端头之间设置有密封结构。
采用本申请实施例中提供的振动杆，具有以下有益效果：
第一，由于该振动杆的内部设置有沿其轴向贯穿的介质通道，并设置有与介质通道连通的喷口，因此，该振动杆通过增设的介质通道和喷口能够向被加固土体中加入外加介质，使振动杆不仅适用于液化土地基，而且还适用于非液化土地基；
第二，振杆和振杆端头采用螺纹连接等可拆卸连接结构，便于振杆与振杆端头的快速连接和拆卸，在施工过程中，可以根据地层情况、施工进度、设备磨损等实际情况对部件或受损部件进行更换，有利于控制施工成本；同时，通过设置在振杆与振杆端头之间的密封结构，能够对振杆与振杆端头之间缝隙进行密封，防止注入介质在介质通道内通过振杆与振杆端头之间缝隙进行泄漏；
第三，在振动杆边缘设置锯齿形凸起，在振动沉杆及拔杆时能够有效地对土体进行加固；通过设置在振杆振动翼一侧表面的第三锯齿形凸起还能够有效地增加振杆的刚度和强度，防止振杆在施工过程中产生柔性变形；
第四，由于振杆端头采用米字形结构，加大了振杆端头与土体的接触面积，在非液化地基土的加固过程中，振杆端头传递的能量高且能量损失小，能够更好地将能量传递至被加固土体，有效提升加固效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种振动杆的结构示意图；
图2为图1中提供的振动杆的剖视结构示意图；
图3为图1中提供的振动杆的a-a向剖视结构示意图；
图4为图1中提供的振动杆的b-b向剖视结构示意图；
图5为图1中提供的振动杆的c部分的局部放大结构示意图；
图6为图2中提供的振动杆的d部分的局部放大结构示意图；。
附图标记：
1-振动杆；11-振动杆本体；12-介质通道；13-喷口；14-振杆；15-振杆端头；16-夹板；17-紧固件；121-第一介质通道；122-第二介质通道；141-振杆振动翼；142-第二锯齿形凸起；143-通孔；144-第三锯齿形凸起；145-振杆安装孔；146-螺纹接头；151-端头振动翼；152-第一锯齿形凸起；153-端头安装孔；154-内螺纹孔。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供了一种振动杆1，该振动杆1包括振动杆本体11；振动杆本体11的内部设置有沿其轴向贯穿的介质通道12，并在振动杆本体11的端头部设置有与介质通道12连通的喷口13。
根据振动杆本体11的不同构成结构，上述振动杆1可以具有以下两种实施方式：
实施方式一
振动杆本体11为整体结构(图中未示出)，即，振动杆本体11形成振杆14，振动杆本体11的内部设置有沿其轴向贯穿的介质通道12，并在振动杆本体11的端头部设置有与介质通道12连通的喷口13。本实施例中的振动杆1未提供对应附图。振动杆本体11的端头部设置有多个喷口13，如图1结构所示，在靠近振动杆本体11的最底端部的外周面设置有多个喷口13，喷口13的数量可以为3个、4个、5个、6个、7个、8个等，多个喷口13可沿周向均匀分布，以使外加介质能够均匀地添加到被加固土体中。
上述振动杆1的使用方法为：将振动杆1连接到液压振动锤(图中未示出)上并固定，利用吊机(图中未示出)吊起液压振动锤进行施工，同时利用导向架(图中未示出)对振杆14进行平面点位的固定；在液压振动锤振动下带动振杆14上下振动并冲击土体下沉，至设计加固深度后再缓慢拔出振杆14，在施工过程中如需添加外加介质，可通过介质通道12注入；在沉杆及拔杆过程中，利用振杆14使得土体振动密实进而达到加固地基的效果。
由于上述振动杆1的内部设置有沿其轴向贯穿的介质通道12，并设置有与介质通道12连通的喷口13，因此，该振动杆1通过增设的介质通道12和喷口13能够向被加固土体加外加介质，使振动杆1不仅适用于液化土地基，而且还适用于非液化土地基，以解决现有十字形振动杆1在处理非液化土地基时，存在无法通过添加外加介质对地基土进行加固和不适用于在施工困难条件下需要外加介质保证施工的地层的问题。
实施方式二
振动杆本体11为分体结构，如图1和图2结构所示，振动杆本体11可以包括可拆卸连接的振杆14和振杆端头15；振杆14设置有沿其轴向贯穿的第一介质通道121，如图2中沿竖直方向设置的第一介质通道121，第一介质通道121在振杆14的顶部形成加注口；振杆端头15设置有沿其轴向贯穿的第二介质通道122，如图2中沿竖直方向设置的第二介质通道122，第二介质通道122与第一介质通道121连通；喷口13设置于振杆端头15背离振杆14的端部、且与第二介质通道122连通，振杆端头15的端头部设置有多个喷口13，如图1结构所示，在靠近振杆端头15的最底端部的外周面设置有多个喷口13，喷口13的数量可以为3个、4个、5个、6个、7个、8个等，多个喷口13可沿振杆端头15的周向均匀分布，用于使通过第一介质通道121和第二介质通道122的外加介质经喷口13而注入需要被加固的土体中；第一介质通道121和第二介质通道122连通形成介质通道12。
上述振动杆1的使用方法为：将振动杆1连接到液压振动锤(图中未示出)上并固定，利用吊机(图中未示出)吊起液压振动锤进行施工，同时利用导向架(图中未示出)对振杆14和振杆端头15进行平面点位的固定；在液压振动锤振动下带动振杆14和振杆端头15上下振动并冲击土体下沉，至设计加固深度后再缓慢拔出振杆14和振杆端头15，在施工过程中如需添加外加介质，可通过振杆14顶部的注浆口注入介质通道12；在沉杆及拔杆过程中，利用振杆14和振杆端头15使得土体密实进而达到加固地基的效果。
上述振动杆1由于在内部设置有沿其轴向贯穿的介质通道12，并设置有与介质通道12连通的喷口13，因此，该振动杆1通过增设的介质通道12和喷口能够向被加固土体加外加介质，使振动杆1不仅适用于液化土地基，而且还适用于非液化土地基；以解决现有十字形振动杆1在处理非液化土地基时，存在无法通过添加外加介质对地基土进行加固和不适用于在施工困难条件下需要外加介质保证施工的地层的问题。
同时，上述振动杆1由振杆14和振杆端头15通过可拆卸连接的方式装配构成，在施工过程中，可以对振杆14和振杆端头15进行组装和拆卸，以使振杆14与不同的振杆端头15进行匹配，或者使振杆端头15与不同的振杆14进行匹配，而且还可以根据地层情况、施工进度、设备磨损等实际情况选择合适的振杆14或振杆端头15，当振杆14或振杆端头15受损时，可以对受损部件进行更换，而未受损部件可以继续使用，有利于控制设备使用成本、提高设备使用效率，并降低施工成本。
在上述各种实施方式的基础上，为了实现振杆14与振杆端头15的可拆卸连接，如图1、图2和图5结构所示，上述振动杆1还包括用于将振杆14和振杆端头15固定连接在一起的夹板16和紧固件17。如图6结构所示，为了实现振杆14与振杆端头15的连接，在振杆14底部设置有用于穿设紧固件17的振杆安装孔145，并在振杆端头15的顶部设置有与振杆安装孔145位置对应、且用于穿设紧固件17的端头安装孔153；在连接过程中，如图5结构所示，在振杆14和振杆端头15的外侧夹设夹板16，夹板16上设置有与振杆安装孔145和端头安装孔153均位置对应的固定孔，以使上部的紧固件17依次穿过一侧夹板16的固定孔、振杆14的振杆安装孔145和另一侧夹板16的固定孔，通过紧固件17的紧固力使两个夹板16将振杆14夹紧；同时，使下部的紧固件17依次穿过一侧夹板16的固定孔、振杆端头15的端头安装孔153和另一侧夹板16的固定孔，通过紧固件17的紧固力使两个夹板16将振杆端头15夹紧；在振杆14与振杆端头15的连接部设置有多组夹板16和紧固件17，如图5结构所示，在每个振动杆1的翼边上均设置有一组夹板16和紧固件17，即，振杆14为十字形结构时，在四个振杆振动翼141上均设置有用于连接振杆14和振杆端头15的夹板16和紧固件17，从而通过四组紧固件17和夹板16将振杆14和振杆端头15连为一体。紧固件17可以为螺栓和螺母、螺钉、铆钉等。
由于振杆14和振杆端头15之间通过夹板16和紧固件17进行连接，通过拆装紧固件17即可实现振杆14和振杆端头15之间的快速拆装，在方便振杆14和振杆端头15之间连接的情况下，还有利于节省拆装时间、提高拆装效率。
同时，为了进一步方便振杆14和振杆端头15的连接，以及实现介质通道12在振杆14与振杆端头15之间的密封效果，振杆14的一端部设置有外螺纹，振杆端头15的顶部设置有内螺纹，振杆14的外螺纹与振杆端头15的内螺纹螺纹连接；如图6结构所示，振杆14底端部设置有突出的螺纹接头146，螺纹接头146带有外螺纹，振杆端头15的顶部设置有内螺纹孔154，振杆14的螺纹接头146与振杆端头15的内螺纹孔154螺纹连接；或者，振杆14的一端部设置有内螺纹，振杆端头15的顶部设置有外螺纹，振杆14的内螺纹与振杆端头15的外螺纹螺纹连接。在振杆14与振杆端头15之间设置有密封结构。密封结构可以为密封圈、密封垫、密封填料等能够对振杆14和振杆端头15之间的连接部进行密封的任意密封形式。
振杆14与振杆端头15之间的固定连接可以采用螺纹连接，也可以采用夹板16和紧固件17的连接方式，还可以同时采用螺纹连接、夹板16和紧固件17两种连接方式。
如图4结构所示，振杆端头15的横截面形状为米字形；振杆端头15设置有沿周向均匀分布的八个端头振动翼151；沿振动杆1的轴向，在每个端头振动翼151背离振杆端头15轴心的外侧面均匀分布有多个第一锯齿形凸起152。
由于上述振杆端头15采用米字形结构，与现有的十字形结构相比，端头振动翼151的数量增加了一倍，即，增大了端头振动翼151的表面积，从而在施工过程中加大了振动杆1与被加固土体的接触面积，能够更好的将振动能量传递至被加固的土体，有效地提升加固效果；同时，在每个端头振动翼151背离振杆端头15轴心的外侧面均匀分布有多个第一锯齿形凸起152，通过设置的多个第一锯齿形凸起152能够在振动沉杆及拔杆时更有效的对土体进行加固，能量传递变大，振动能量损失减小，使振动能量利用最大化，进一步提高加固效果。
如图1和图3结构所示，振杆14的横截面形状为十字形，振杆14设置有沿周向均匀分布的四个振杆振动翼141；沿振动杆1的轴向，在每个振杆振动翼141背离振杆14轴心的外侧面均匀分布有多个第二锯齿形凸起142。在每个振杆振动翼141上均设置有贯穿其厚度的通孔143；沿振动杆1的轴向，通孔143与第二锯齿形凸起142依次交替设置。在每个振杆振动翼141的一侧表面均设置有多个第三锯齿形凸起144，多个第三锯齿形凸起144沿振动杆1的轴向均匀分布。通孔143可以为圆孔。
通过设置在振杆14上的通孔143能够对振杆14进行减重；通过设置在振杆振动翼141边缘的第二锯齿形凸起142和设置于侧表面的第三锯齿形凸起144，在施工过程中，在振动沉杆及拔杆时能够更有效的对土体进行加固；另外，通过设置在振杆振动翼141一侧表面的第三锯齿形凸起144还能够有效地增加振杆14的刚度和强度，防止振杆14在施工过程中产生柔性变形。
上述外加介质可以为水、高压气体、外掺剂等任意在地基处理过程中可能需要添加的物质。
采用本申请实施例中提供的振动杆1，具有以下有益效果：
第一，由于该振动杆1的内部设置有沿其轴向贯穿的介质通道12，并设置有与介质通道12连通的喷口13，因此，该振动杆1通过增设的介质通道12和喷口能够向被加固土体加外加介质，使振动杆1不仅适用于液化土地基，而且还适用于非液化土地基；
第二，振杆14和振杆端头15采用螺纹连接等可拆卸连接结构，便于振杆14与振杆端头15的快速连接和拆卸，在施工过程中，可以根据地层情况、施工进度、设备磨损等实际情况对部件或受损部件进行更换，有利于控制施工成本；并且，通过设置在振杆14与振杆端头15之间的密封结构，能够对振杆14与振杆端头15之间缝隙进行密封，防止注入介质通道12内的外加介质通过振杆14与振杆端头15之间缝隙进行泄漏；
第三，在振动杆1边缘设置锯齿形凸起，在振动沉杆及拔杆时能够有效地对土体进行加固；通过设置在振杆振动翼141一侧表面的第三锯齿形凸起144还能够有效地增加振杆14的刚度和强度，防止振杆14在施工过程中产生柔性变形；
第四，由于振杆端头15采用米字形结构，加大了振杆端头15与土体的接触面积，在非液化地基土的加固过程中，振杆端头15传递的能量高且能量损失小，能够更好地将能量传递至被加固土体，有效提升加固效果。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种振动杆，包括振动杆本体，其特征在于，所述振动杆本体的内部设置有沿其轴向贯穿的介质通道，并在所述振动杆本体的端头部设置有与所述介质通道连通的喷口。
2.根据权利要求1所述的振动杆，其特征在于，所述振动杆本体包括可拆卸连接的振杆和振杆端头，其中：
所述振杆设置有沿其轴向贯穿的第一介质通道；
所述振杆端头设置有沿其轴向贯穿的第二介质通道；
所述喷口设置于所述振杆端头背离所述振杆的端部、且与所述第二介质通道连通；
所述第一介质通道和所述第二介质通道连通形成所述介质通道。
3.根据权利要求2所述的振动杆，其特征在于，还包括用于将所述振杆和所述振杆端头固定连接在一起的夹板和紧固件。
4.根据权利要求3所述的振动杆，其特征在于，所述振杆端头的横截面形状为米字形。
5.根据权利要求4所述的振动杆，其特征在于，所述振杆端头设置有沿周向均匀分布的八个端头振动翼；
沿所述振动杆的轴向，在每个端头振动翼背离所述振杆端头轴心的外侧面均匀分布有多个第一锯齿形凸起。
6.根据权利要求5所述的振动杆，其特征在于，所述振杆的横截面形状为十字形，所述振杆设置有沿周向均匀分布的四个振杆振动翼；
沿所述振动杆的轴向，在每个振杆振动翼背离所述振杆轴心的外侧面均匀分布有多个第二锯齿形凸起。
7.根据权利要求6所述的振动杆，其特征在于，在每个所述振杆振动翼上均设置有贯穿其厚度的通孔；
沿所述振动杆的轴向，所述通孔与所述第二锯齿形凸起依次交替设置。
8.根据权利要求7所述的振动杆，其特征在于，在每个所述振杆振动翼的一侧表面均设置有多个第三锯齿形凸起，多个所述第三锯齿形凸起沿所述振动杆的轴向均匀分布。
9.根据权利要求2-8任一项所述的振动杆，其特征在于，所述振杆的一端部设置有外螺纹，所述振杆端头的顶部设置有内螺纹，所述振杆的外螺纹与所述振杆端头的内螺纹螺纹连接；或者，所述振杆的一端部设置有内螺纹，所述振杆端头的顶部设置有外螺纹，所述振杆的内螺纹与所述振杆端头的外螺纹螺纹连接。
10.根据权利要求9所述的振动杆，其特征在于，在所述振杆与所述振杆端头之间设置有密封结构。
技术总结