本發明屬于軟土地基處理技術領域，特別涉及一種降水強夯一體裝置及其使用方法。
背景技術：
在軟土地基處理技術領域，強夯工藝已廣泛運用到高速公路、鐵路、機場、港口填海等基礎加固工程中。在施工過程中，夯錘被高高吊起，然后將夯錘釋放，迅速提高地基的承載力及壓縮模量。但是強夯在實際應用過程中，存在著以下的缺點有待解決：第一，由于施工土質較為松軟，所以在夯錘砸入軟粘土中時會陷入泥土中，周圍土體的空氣被擠壓出去后會對夯錘形成真空吸附，使夯錘難以起拔；第二，夯錘受力面積相對較小，在與土體接觸的時候會產生較大的壓強，會使土體的受力和沉降分布不均，雖然后期有推平工序，但是效果不明顯；第三，夯錘由高空落下會對土體產生較大的沖擊，土體迅速產生較高超孔隙水壓力，同時水位也會迅速上漲，這些都會阻礙下一次夯擊的進行；通常一遍強夯后超孔隙水壓力的消散需要3-5天的時間，大大減緩了施工進度，不利于土體的快速加固；第四，由于強夯為動力固結方法，在操作過程中會產生巨大的噪音，因而強夯的應用地點和時間都受到了很大限制。這些缺點嚴重限制了強夯工藝的進一步發展，卻遲遲未能得到解決。
技術實現要素：
發明目的：為克服現有技術中強夯設備和工藝的不足，本發明提供一種結構更為完善，操作更方便，適用性更廣泛的降水強夯一體裝置及其使用方法。
技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：
一種降水強夯一體裝置，包括夯錘1、消聲套筒2、夯擊承臺3、金屬濾管4和排水軟管5，所述夯擊承臺3頂部設置有軌道凹槽14，軌道凹槽14內安裝有消聲套筒2，消聲套筒2內設置有夯錘1，所述軌道凹槽14的外圍且位于夯擊承臺3上表面設置有若干個起拔接口12，每個起拔接口12下方均設置有氣孔13，氣孔13縱向貫穿夯擊承臺3；夯擊承臺3下底面通過連接口連接有金屬濾管4，所述金屬濾管4為雙層剛性套管，雙層剛性套管為內外套裝的內層濾管8和外層濾管7，且內層濾管8與外層濾管7之間包裹土工布9，所述內層濾管8與外層濾管7的管壁上均設有若干個濾孔11；金屬濾管4底部設置有可卸式底蓋10；所述排水軟管5的進水端位于金屬濾管4底部，排水軟管5向上依次通過金屬濾管4和夯擊承臺3下底面的連接口，再穿過夯擊承臺3，所述排水軟管5的出水端位于夯擊承臺3之上，且連接外置的抽水泵6。
進一步的，所述內層濾管8、土工布9和外層濾管7之間緊密貼合；所述內層濾管8和外層濾管7的直徑均為15～25cm，且內層濾管8直徑小于外層濾管7。
進一步的，所述濾孔11的直徑為8-10mm，且內層濾管8與外層濾管7管壁上的濾孔11相互重合布置。
進一步的，所述夯擊承臺3內設置有由其下底面的連接口至上表面的空心通道，所述空心通道內安裝排水軟管5，所述排水軟管5是直徑為15～25mm的塑料軟管。
進一步的，所述夯擊承臺3為扁平實心鋼性圓柱體，其直徑為夯錘1直徑的2-3倍，厚度為15～25cm。
進一步的，所述軌道凹槽14與夯擊承臺3為同心圓，所述軌道凹槽14內旋轉內嵌有消聲套筒2，所述軌道凹槽14的外圍四周均勻設置有四個起拔接口12，所述消聲套筒2為空心鋼制圓筒，其直徑為夯錘1直徑的1.2-1.5倍。
進一步的，每段金屬濾管4管長2-4米，每段金屬濾管4的一端為外置螺紋，另一端為內置螺紋，且外置螺紋和內置螺紋相匹配，根據長度需要多段金屬濾管4同心連接。
進一步的，所述底蓋10為圓錐狀，底蓋10的內徑與外層濾管7的外徑相同，底蓋10的接口設置為內側螺紋接口，內側螺紋接口與金屬濾管4的外置螺紋相配套。
一種降水強夯一體裝置的使用方法，包括以下步驟：
A、根據設計深度，組裝多段金屬濾管4，并在最下面的金屬濾管4的底部安裝底蓋10，在內層濾管8外壁包裹土工布9；
B、利用成孔鉆機在工作區預定夯擊點定位開孔，將已經組合完好的金屬濾管4沿鉆孔進行安置，使金屬濾管4埋設于土體的設計深度中；同時也可以采用夯擊的方式將金屬濾管4在預定夯點夯進設計深度處；當土體為淤泥質粘土或粉質粘土等滲透系數較低的軟粘土時，應當擴寬金屬濾管4在土體中的埋設孔，并在金屬濾管4埋設完成后，在其周邊換填中粗砂、碎石等滲透性較大的材料。
C、將排水軟管5放置其中并連接放置在外側的抽水泵6進行預先降水處理；
D、當水位達到設計要求后，將金屬濾管4和夯擊承臺3下底面接口連接，使其成為一個整體；然后安置消聲套筒2并放入夯錘1，進行試夯，確保夯擊承臺3放置平穩；
E、由強夯機支配夯錘1進行強夯，同時抽水泵6不間斷的進行排水，一邊強夯一邊在夯擊中心點下抽水，直至完成該夯點的設計要求；
F、與此同時，重復步驟A、B、C完成其他夯擊點的金屬濾管4的埋設和預先降水處理；
G、當該測點已完成設計強夯次數時，由強夯起吊機連接夯擊承臺3上表面的起拔接口12，將金屬濾管4與夯擊承臺3下底面的連接口處拆分，將夯擊承臺3移至下一個夯擊點并與已埋設的金屬濾管4進行重組，重復步驟D、E快速完成對整個場地的強夯加固。
有益效果：與現有技術相比，本發明在傳統強夯工藝和排水方法上進行了巧妙結合，避免了同類型強夯方法的復雜性，達到了如下有益效果：
1. 本發明裝置采用夯擊承臺模式，在相同夯擊能的情況下，會使土體受力更均勻，作用范圍更廣；
2.鋼性夯擊承臺作為夯錘的接觸面，避免了傳統的強夯工藝中夯錘與土體的直接接觸，解決了夯錘在落地后難以起拔的難題；
3.強夯和并在夯點中心下排水的同時進行會加速土體中超孔隙水壓力的消散，大大縮短了工程的進度；
4. 本發明裝置結構簡單，容易操作，且可以重復使用，適用于大范圍推廣。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖；
其中：1-夯錘、2-消聲套筒、3-夯擊承臺、4-金屬濾管、5-排水軟管、6-抽水泵、7-外層濾管、8-內層濾管、9-土工布、10-可卸底蓋、11-濾孔、12-起拔接口、13-氣孔、14-軌道凹槽。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作更進一步的說明。
如圖1所示，一種降水強夯一體裝置，包括夯錘1、消聲套筒2、夯擊承臺3、金屬濾管4、排水軟管5和抽水泵6，夯擊承臺3為扁平實心鋼性圓柱體，其直徑為夯錘1直徑的2-3倍，厚度為15～25cm；
所述夯擊承臺3頂部設置有軌道凹槽14，所述軌道凹槽14與夯擊承臺3為同心圓，所述軌道凹槽14內旋轉內嵌有消聲套筒2，所述消聲套筒2為空心鋼制圓筒，其高度由夯錘1提升高度自由調整，其直徑為夯錘1直徑的1.2-1.5倍，消聲套筒2內設置有夯錘1；
所述軌道凹槽14的外圍四周且位于夯擊承臺3上表面均勻設置有四個起拔接口12，每個起拔接口12下方均設置有矩形氣孔13，氣孔13縱向貫穿夯擊承臺3；
夯擊承臺3下底面中心處通過連接口連接有金屬濾管4，所述金屬濾管4為雙層剛性套管，雙層剛性套管分為內、外兩個濾管，分別為內外套裝的內層濾管8和外層濾管7，內層濾管8和外層濾管7的直徑均為15～25cm，且內層濾管8直徑略小于外層濾管7；
所述內層濾管8與外層濾管7的管壁上均設有若干個濾孔11，濾孔11的直徑為8-10mm，且內層濾管8與外層濾管7管壁上的濾孔11相互重合布置，內層濾管8與外層濾管7之間包裹土工布9，且三者緊密貼合；
每段金屬濾管4管長2-4米，具體長度可根據實際需要進行組合，將多段金屬濾管4同心連接而成，每段金屬濾管4的上下兩端設置不同的接口，其中一端的接口為外置螺紋，另一端的接口為內置螺紋，且外置螺紋和內置螺紋相匹配。
最底下的金屬濾管4底部設置有可卸式底蓋10，底蓋10為圓錐狀，底蓋10的內徑與外層濾管7的外徑相同，底蓋10的接口設置為內側螺紋接口，內側螺紋接口與金屬濾管4的外置螺紋相配套。
所述夯擊承臺3內設置有由其下底面的連接口至上表面的空心通道，空心通道用來安裝排水軟管5，排水軟管5是直徑為15～25mm的塑料軟管。排水軟管5的進水端位于金屬濾管4底部，排水軟管5向上依次通過金屬濾管4和夯擊承臺3下底面的連接口，再穿過夯擊承臺3的空心通道，所述排水軟管5的出水端位于夯擊承臺3之上，且連接外置的抽水泵6。
一種降水強夯一體裝置的使用方法，包括以下步驟：
A、根據設計深度，組裝多段金屬濾管4，并在最下面的金屬濾管4的底部安裝底蓋10，在內層濾管8外壁包裹土工布9；
B、利用成孔鉆機在工作區預定夯擊點定位開孔，將已經組合完好的金屬濾管4沿鉆孔進行安置，使金屬濾管4埋設于土體的設計深度中；同時也可以采用夯擊的方式將金屬濾管4在預定夯點夯進設計深度處；當土體為淤泥質粘土或粉質粘土等滲透系數較低的軟粘土時，應當擴寬金屬濾管4在土體中的埋設孔，并在金屬濾管4埋設完成后，在其周邊換填中粗砂、碎石等滲透性較大的材料；
C、將排水軟管5放置其中并連接放置在外側的抽水泵6進行預先降水處理；
D、當水位達到設計要求后，將金屬濾管4和夯擊承臺3下底面接口連接，使其成為一個整體；然后安置消聲套筒2并放入夯錘1，進行小幅度試夯，確保夯擊承臺3放置平穩。
E、由強夯機支配夯錘1進行強夯，同時抽水泵6不間斷的進行排水，一邊強夯一邊在夯擊中心點下抽水，直至完成該夯點的設計要求；
F、與此同時，重復步驟A、B、C完成其他夯擊點的金屬濾管4的埋設和預先降水處理；
G、當該測點已完成設計強夯次數時，由強夯起吊機連接夯擊承臺3上表面的起拔接口12，將金屬濾管4與夯擊承臺3下底面的連接口處拆分，將夯擊承臺3移至下一個夯擊點并與已埋設的金屬濾管4進行重組，重復步驟D、E快速完成對整個場地的強夯加固。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。