振冲碎石桩机及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种振冲碎石桩机及施工方法，振冲碎石桩机包括起重机系统、自动进给系统、钻杆系统及振冲器系统，所述方法包括：在振冲碎石桩机进行振冲器超深施工时，钢丝绳卷扬装置通过逐层下放伸缩式导杆中位于桩孔中的套管，使连接在伸缩式导杆下方的振冲器逐渐下降；在钢丝绳卷扬装置逐层下放伸缩式导杆中的套管的同时，电缆卷扬装置、水管卷扬装置和气管卷扬装置同步地下放置于伸缩式导杆中的电缆、水管和气管；振冲器利用随其同步下降的所述电缆、水管和气管供应的电力、清水和气体不断向下振冲，形成超深振冲碎石桩孔；在超深振冲碎石桩孔达到预定深度之后，清孔、投放石料进行振冲加密制桩，以形成超深振冲碎石桩。

【技术实现步骤摘要】
振冲碎石粧机及施工方法
本专利技术涉及基础工程建设
，特别涉及一种实现超深加密的。
技术介绍
在软土地基基础加固处理工程中，振冲碎石桩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，振冲碎石桩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艺。 从本质上看，振冲法是在砂、碎石、土层中使用较高压水的水，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米深的地层进行超深振冲碎石操作。 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，使振冲碎石桩施工失败，并造成巨大损失。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种实现超深加密的，其结构简单，使用方便，使得振冲碎石桩机可以加固深度更深的地基，并避免伸缩式导杆受卡而导致的振冲器埋入孔内的事故发生。 根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种振冲碎石桩机的施工方法，所述振冲碎石桩机包括起重机系统、自动进给系统、钻杆系统及振冲器系统，所述方法包括: 所述自动进给系统的电缆卷扬装置、水管卷扬装置、气管卷扬装置和钢丝绳卷扬装置为同步进给； 在所述振冲碎石桩机进行振冲器超深施工时，所述钢丝绳卷扬装置通过逐层伸展伸缩式导杆中位于桩孔中的套管，使连接在所述伸缩式导杆下方的振冲器逐渐下放； 在所述钢丝绳卷扬装置逐层下放伸缩式导杆中的套管的同时，所述电缆卷扬装置、水管卷扬装置和气管卷扬装置同步地下放置于伸缩式导杆中的电缆、水管和气管； 所述振冲器利用随其同步下降的所述电缆、水管和气管供应的电力、清水和气体不断向下振冲造孔； 在超深振冲碎石桩孔达到预定深度之后，清孔、投放石料进行振冲加密制桩，以形成超深振冲碎石桩。 此外，本专利技术的上述方法还包括:在所述振冲碎石桩机进行振冲器超深施工时，随着振冲深度增加或减小，逐渐在桩孔中伸展收缩伸缩式导杆，以便使位于伸缩式导杆下方的所述振冲器不断向下振冲造孔或向上加密制桩；在所述伸缩式导杆逐渐伸展收缩期间，通过持续向所述伸缩式导杆内注水，在伸缩式导杆内充满压力水；通过使所述伸缩式导杆内水压始终大于桩孔的水压，迫使所述伸缩式导杆内的压力水从伸缩式导杆的套管间隙流向桩孔中泥浆，实现水压动平衡，以防止泥浆中的砂石进入并卡在所述套管间隙中。 优选地，所述自动进给系统安装于所述起重机系统的后部，用作所述起重机系统的配重；所述伸缩式导杆包括:由内向外依次套接的多层套管，包括一个顶层套管、一个或多个中间套管和一个底层套管。 优选地，所述的持续向所述伸缩式导杆内注水包括:将专用于向管内注水的注水管的出口安装到所述伸缩式导杆的底层套管的下端，以便引入用来阻止管外含有泥浆碎石的混合水经由套管间隙流入管内的清水；将外部的清水经由所述注水管持续泵入到所述底层套管的下端，以便所述清水从底层套管的下端向顶层套管流动。 优选地，所述的使伸缩式导杆内水压始终大于桩孔的水压包括:在所述顶层套管的上方安装连通所述顶层套管空腔并具有出水口的集水槽；通过控制泵入到所述底层套管的清水流量，使管内清水在从套管间隙流向管外的同时，上升到所述集水槽，并从集水槽出水口排出；在施工过程中通过将所述集水槽位于地面之上，形成伸缩式导杆内压力水与桩孔中混合水的水位差，从而迫使伸缩式导杆内的水压始终大于桩孔的水压。 此外，本专利技术的上述方法还包括:在所述伸缩式导杆逐渐伸展或收缩期间，通过持续向所述伸缩式导杆内注气，将进入所述伸缩式导杆内的沙子从下向上吹动，使沙子在管内沸腾。 根据本专利技术第二方面，本专利技术提供了一种振冲碎石桩机，包括起重机系统、自动进给系统、钻杆系统及振冲器系统，其中: 所述自动进给系统包括同步进给的电缆卷扬装置、水管卷扬装置、气管卷扬装置和钢丝绳卷扬装置； 所述自动进给系统安装于所述起重机系统的后部，用作所述起重机系统的配重； 所述伸缩式导杆包括:由内向外依次套接的多层套管，包括一个顶层套管、一个或多个中间套管和一个底层套管；其中: 在所述振冲碎石桩机进行振冲器超深施工时，所述钢丝绳卷扬装置通过逐层伸展伸缩式导杆中位于桩孔中的套管，使连接在所述伸缩式导杆下方的振冲器逐渐下放； 在所述钢丝绳卷扬装置逐层下放伸缩式导杆中的套管的同时，所述电缆卷扬装置、水管卷扬装置和气管卷扬装置同步地下放置于伸缩式导杆中的电缆、水管和气管； 所述振冲器利用随其同步下降的所述电缆、水管和气管供应的电力、清水和气体不断向下振冲造孔； 在超深振冲碎石桩孔达到预定深度之后，清孔、投放石料进行振冲加密制桩，以形成超深振冲碎石桩。 优选地，所述水管卷扬装置具有用于实现水压动态平衡的注水管；所述气管卷扬装置具有用于防止管内沉沙的注气管；所述钢丝绳卷扬装置的钢丝绳连接所述导杆的底层套管，以便下放或提拉所述底层套管，使所述导杆的长度伸长或缩短；所述注水管和所述注气管分别连接所述底层套管的下端。 优选地，所述振冲器系统的减震器组件包括:呈筒形的橡胶减震器组件；埋置在橡胶减震器组件顶端的用于连接所述导杆的上连接法兰；埋置在橡胶减震器组件底端的用于连接所述过渡接头的下连接法兰；其中，所述上连接法兰和所述导杆的结合面上设置有上密封结构；其中，所述下连接法兰和所述过渡接头的结合面上设置有下密封结构。 优选地，所述上密封结构和所述下密封结构分别包括:设置在所述上连接法兰顶端或所述下连接法兰底端的环形槽；安置在所述环形槽内的上密封圈。 与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果: I)通过在桩孔中伸长或缩短多层套管的长度，调节振冲器下放位置，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； 2)通过使伸缩式导杆内的水压动平衡，可以阻止桩孔中的泥土、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； 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。 下面结合附图对本专利技术进行详细说明。 【附图说明】 图1是具有本专利技术多卷盘同步自动进给系统的振冲碎石桩机的结构示意图； 图2是图1所示的左侧视图； 图3是图本专利技术的多卷盘同步自动进给系统的结构示意图； 图4是振冲碎石桩机的钻杆系统的结构示意图； 图5是图4所示的N-N向剖视图； 图6是振冲碎石桩机导杆托盘组件的结构示意图； 图7是图6所示的右侧视图； 图8是伸缩式导杆的结构示意图； 图9是顶层套管与中间套管滑动连接的横截面剖示图； 图10是底层套管与中间套管滑动连接的横截面剖示图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振冲碎石桩机的施工方法，所述振冲碎石桩机包括起重机系统、自动进给系统、钻杆系统及振冲器系统，其特征在于所述方法包括：将所述自动进给系统的电缆卷扬装置、水管卷扬装置、气管卷扬装置和钢丝绳卷扬装置为同步进给；在所述振冲碎石桩机进行振冲器超深造孔施工时，所述钢丝绳卷扬装置通过逐层下放伸缩式导杆中位于桩孔中的套管，使连接在所述伸缩式导杆下方的振冲器逐渐下降；在所述钢丝绳卷扬装置逐层下放伸缩式导杆中的套管的同时，所述电缆卷扬装置、水管卷扬装置和气管卷扬装置同步地下放置于伸缩式导杆中的电缆、水管和气管；所述振冲器利用随其同步下降的所述电缆、水管和气管供应的电力、清水和气体不断向下振冲，形成超深振冲碎石桩孔；在超深振冲碎石桩孔达到预定深度之后，清孔、投放石料进行振冲加密制桩，以形成超深振冲碎石桩。

【技术特征摘要】
1.一种振冲碎石桩机的施工方法，所述振冲碎石桩机包括起重机系统、自动进给系统、钻杆系统及振冲器系统，其特征在于所述方法包括: 将所述自动进给系统的电缆卷扬装置、水管卷扬装置、气管卷扬装置和钢丝绳卷扬装置为同步进给； 在所述振冲碎石桩机进行振冲器超深造孔施工时，所述钢丝绳卷扬装置通过逐层下放伸缩式导杆中位于桩孔中的套管，使连接在所述伸缩式导杆下方的振冲器逐渐下降； 在所述钢丝绳卷扬装置逐层下放伸缩式导杆中的套管的同时，所述电缆卷扬装置、水管卷扬装置和气管卷扬装置同步地下放置于伸缩式导杆中的电缆、水管和气管； 所述振冲器利用随其同步下降的所述电缆、水管和气管供应的电力、清水和气体不断向下振冲，形成超深振冲碎石桩孔； 在超深振冲碎石桩孔达到预定深度之后，清孔、投放石料进行振冲加密制桩，以形成超深振冲碎石桩。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 在所述振冲碎石桩机进行振冲器超深施工时，随着振冲深度增加或减小，逐渐在桩孔中伸展或收缩伸缩式导杆，以便使位于伸缩式导杆下方的所述振冲器不断向下振冲造孔或向上加密制桩； 在所述伸缩式导杆逐渐伸展或收缩期间，通过持续向所述伸缩式导杆内注水，在伸缩式导杆内充满压力水； 通过使所述伸缩式导杆内水压始终大于桩孔的水压，迫使所述伸缩式导杆内的压力水从伸缩式导杆的套管间隙流向桩孔中泥浆，实现水压动平衡，以防止泥浆中的砂石进入并卡在所述套管间隙中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述自动进给系统安装于所述起重机系统的后部，用作所述起重机系统的配重；所述伸缩式导杆包括:由内向外依次套接的多层套管，包括一个顶层套管、一个或多个中间套管和一个底层套管。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的持续向所述伸缩式导杆内注水包括: 将专用于向管内注水的注水管的出口安装到所述伸缩式导杆的底层套管的下端，以便弓I入用来阻止管外含有泥浆碎石的混合水经由套管间隙流入管内的清水； 将外部的清水经由所述注水管持续泵入到所述底层套管的下端，以便所述清水从底层套管的下端向顶层套管流动。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述的使所述伸缩式导杆内水压始终大于桩孔的水压包括: 在所述顶层套管的上方安装连通所述顶层套管空腔并具有出水口的集水槽； 通过控制泵入到所述底层套管的清水流量，使管内清水在从套管间隙流向管外的同时，上升到所述集水槽，并从集水槽出水口排出； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，李昌华，韩伟，石峰，郑喜彦，丁海龙，魏良，孙仲彬，林坚，王宇清，张久，蒋惠民，余挺，何坤，余学明，彭文明，张连明，郭劲松，付峥，李家亮，
申请(专利权)人：中国水电基础局有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12