一种素土挤密桩设备及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种素土挤密桩设备，主要包括：成孔设备，夯扩设备，支撑设备；成孔设备由沉管、活动型桩尖、囊袋、固定筒组成；夯扩设备由夯锤、打夯机、夯锤转角板、调控杆组成；支撑设备由支撑架、支撑杆、移动车组成。其施工方法为：现场安装成孔设备、支撑设备、夯扩设备，按照设计桩长采用锤击沉管挤密桩机沉孔，成孔过程中注水增湿；成孔完毕后拔管，拔管二次冲孔，利用夯扩设备夯实回落土，进而填料逐层夯实，完成施工。使用本方法能挤密桩间土形成复合地基，具有节省施工机械，降低施工成本，提高工作效率，降低噪音和泥水污染，消纳渣土保持环境的优点。

A kind of equipment and construction method of plain soil compaction pile

【技术实现步骤摘要】
一种素土挤密桩设备及施工方法
本专利技术涉及一种黄土地区的地基处理方法，特别涉及一种素土挤密桩设备及施工方法及成桩方法。属于地基处理领域，适用于公路、堤坝、房屋建筑等工程的深厚软基处理。
技术介绍
我国幅员辽阔，地质条件复杂且各地差别较大，黄土地基类别多、分布广；特别是在西北甘肃有着深厚黄土地基。随着我国经济的进一步发展，对西北黄土面积要求必然提升，也使得西北黄土工程数量及规模不断扩大。探求技术先进、经济合理、施工方便、质量稳定、承载力高、材料省、环保性强的超深黄土地基处理方式成为岩土工程界亟待解决的问题。素土挤密桩是黄土地区经常使用的桩型，素土挤密桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土成桩。成桩时，通过成孔过程中的横向挤压作用，桩孔内的土被挤向周围，使桩间土得以挤密，然后将备好的素土(黏性土)分层填入桩孔内，并分层捣实至设计标高。用素土分层夯实的桩体，称为土挤密桩，者分别与挤密的桩间土组成复合地基，共同承受基础的上部荷载。一般桩长控制在10-12米之间，对于超深地基处理不采用此种桩型。但随着西北黄土地区经济发展，建筑物地基处理一般都超过15米以上，根据目前的实际情况和技术条件，亟需专利技术一种素土挤密桩及施工方法，在工期、工程投资、工程质量之间能够合理平衡，充分素土挤密桩的特点，。
技术实现思路
本专利技术的目的在于充分发挥素土挤密桩的特点，针对桩深不够的问题采用特定的素土挤密桩设备和施工方法，以克服处理深度有限的问题。为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下技术方案。一种素土挤密桩设备，其特征在于，所述素土挤密桩设备主要包括：沉管(1)、活动型桩尖(6)、囊袋(10)、固定筒(13)、注气管(14)、环形注水管(51)、垂直固定筋(44)、夯锤(38)、、夯实板(43)和垂直控制件；所述垂直控制件设于沉管(1)上，由垂直固定筋(44)、闭合分离式垂直度控制件(45)组成；所述固定筒(13)由两片半圆形环形钢板组成，通过连接环(21)、连接螺栓(22)连接在一起，固定筒(13)设于沉管(1)外；所述活动型桩尖(6)设于沉管(1)底部，其上悬挂活动板(8)，活动型桩尖(6)上还设有挤扩板(7)；所述注气管(14)设于沉管(1)的内腔，与囊袋(10)连通；所述夯锤(38)的桩尖位置焊接有夯实板(43)。所述固定筒(13)内设有滚轮(23)、用于限制滚轮(23)上下移动的限制滚轮板(26)和滚轮固定筋(27)，滚轮(23)中心插在滚轮固定筋(27)上。闭合分离式垂直度控制件(45)由两片半圆形环形钢板组成，内环直径比沉管直径大10mm，用于控制沉管的竖直方向。活动板(8)为一个钢环，一侧在挤扩板(7)上，一侧在挤扩板(7)下，在小范围能活动。两侧挤扩板(7)大小不同，下侧挤扩板略小。囊袋(10)与周围土层紧贴，可以作为隔水板，环形注水管(51)在沉管(1)上共设三道，分别位于沉管的上部、中部和下部。当上部注水时就用注气管(14)囊袋(10)形成隔水板，阻止水向下流动。所述组合挤密成孔采用正三角形布置、成孔采用“隔行、隔排、跳打”的方法，分层夯实成桩，四遍成活，边成孔边填料夯实挤密成桩。夯实板(43)为每隔90每设置一块，夯桩时通过安装在吊拉钢丝(24)上的钢丝绳限位板(25)、调控杆(41)手动调节方位，夯实回落土。素土挤密桩的施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：(1)场地清理平整：根据设计要求清理现场，沉管(1)、活动型桩尖(6)、打夯机(39)、夯车(40)、支撑设备(46)进入场地；(2)测量放线：测量出桩位，并在指定位置布设钻孔机；(3)引孔注水沉管桩机就位；(4)引孔原位注水：进行试验性注水；(5)静置消散：待注水完成后在规定时间内观察静置消散情况；(6)锤击沉管挤密桩机就位及锤击成孔：准备支撑设备、成孔设备，支撑设备由支撑架、支撑杆、移动车组成；成孔设备由沉管、活动型桩尖、囊袋、固定筒组成；锤击沉管挤密桩机就位及锤击成孔主要步骤如下：a、桩机场地组装：支撑杆(48)一端连接于移动车(49)上，另一端与支撑设备(46)连接，起固定支撑作用；b、闭合分离式垂直度控制件：垂直控制件由垂直固定筋(44)、闭合分离式垂直度控制件(45)组成，垂直固定筋(44)预先用螺栓连接在支撑架(47)上，闭合分离式垂直度控制件(45)由两片半圆形环形钢板组成，内环直径比沉管直径大10mm，用于控制沉管的竖直方向；c、展放活动定位架：活动定位架(19)与支撑架(47)通过由铰接板A(32)和铰接板B(33)形成的铰链接(18)相连接，使用时放下活动定位架(19)并解开安装在活动定位架(19)的活动绳索(30)，展开活动支撑架(20)；d、调整固定筒：活动定位架(19)上部预先焊接有竖向定位筋(15)，把固定筒(13)安插在竖向定位筋(15)固定定位；固定筒(13)外侧用竖向固定筋(16)、带螺纹支架(17)支撑固定；固定筒(13)由两片半圆形环形钢板组成，通过连接环(21)、连接螺栓(22)连接在一起，固定筒(13)内设有滚轮(23)、限制滚轮板(26)和滚轮固定筋(27)，滚轮(23)中心插在滚轮固定筋(27)上，并用限制滚轮板(26)限制滚轮(23)上下移动；e、沉管调整垂直：沉管(1)利用固定筒(13)、闭合分离式垂直度控制件(45)调整控制垂直度；f、调整桩尖：活动型桩尖(6)上悬挂活动板(8)，活动板(8)为一个钢环，一侧在挤扩板(7)上，一侧在挤扩板(7)下，在小范围内可活动；g、调试注水装置：注水装置由竖向注水管(50)、环形注水管(51)、出水口(52)组成，预先调试注水装置控制注水量、注水时间；h、锤击成孔：完成桩基垂直度控制、注水设备调试后开始桩基锤击成孔，把活动型桩尖(6)连接在沉管(1)上进行引孔，在沉管壁上设置有后扩展装置、囊袋(10)；后扩展装置由固定板(2)、后扩展板(3)、弹簧(4)、限位板(5)、连接耳(9)、连接钢丝(12)组成；在沉管(1)的上部和下部共设两处囊袋(10)，囊袋(10)通过注气管(14)注气，连接钢丝(12)一端连接在囊袋(10)上；另一端连接在连接耳(9)上；i、动态调整垂直度：在锤击成孔过程中不断控制桩机垂直度；j、管周管底注水：引孔过程中根据桩身范围土层含水率化分区段，根据土体参数，含水率检验系数、渗透系数、单孔增湿范围进行定量定时注水，借助竖向注水管(50)、环形注水管(51)注水，同时注气管(14)向囊袋(10)注气，囊袋(10)扩张，形成隔水板，囊袋(10)扩张拉动连接钢丝(12)和后扩展板(3)向外，形成整体式支撑；k、至设计高程上拔沉管：向下挖孔到指定位置后，开始上拔沉管；(7)上提拔管至一半孔深：待引孔完成后拔管，孔壁因冲击形成回落土；(8)管底注水回落土增湿：采用注水设备增湿回落土；(9)二次冲孔：二次冲孔，挤压夯实回落土；(10)扩夯设备就位：夯扩设备由夯锤(38)、打夯机(39)、夯锤转角板、调控杆(41)组成，扩夯设备就位主要步骤如下：a、扩夯架体场地组装：吊拉钢丝(24)一端连接夯锤(38)，另一端通过滑轮(42)连接打夯机(39)；夯锤(38)桩尖位置焊接有夯实板(43)，夯实板(43)为每隔90每设置一块，b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种素土挤密桩设备，其特征在于，所述素土挤密桩设备主要包括：沉管(1)、活动型桩尖(6)、囊袋(10)、固定筒(13)、注气管(14)、环形注水管(51)、垂直固定筋(44)、夯锤(38)、、夯实板(43)和垂直控制件；所述垂直控制件设于沉管(1)上，由垂直固定筋(44)、闭合分离式垂直度控制件(45)组成；所述固定筒(13)由两片半圆形环形钢板组成，通过连接环(21)、连接螺栓(22)连接在一起，固定筒(13)设于沉管(1)外；所述活动型桩尖(6)设于沉管(1)底部，其上悬挂活动板(8)，活动型桩尖(6)上还设有挤扩板(7)；所述注气管(14)设于沉管(1)的内腔，与囊袋(10)连通；所述夯锤(38)的桩尖位置焊接有夯实板(43)。

【技术特征摘要】
1.一种素土挤密桩设备，其特征在于，所述素土挤密桩设备主要包括：沉管(1)、活动型桩尖(6)、囊袋(10)、固定筒(13)、注气管(14)、环形注水管(51)、垂直固定筋(44)、夯锤(38)、、夯实板(43)和垂直控制件；所述垂直控制件设于沉管(1)上，由垂直固定筋(44)、闭合分离式垂直度控制件(45)组成；所述固定筒(13)由两片半圆形环形钢板组成，通过连接环(21)、连接螺栓(22)连接在一起，固定筒(13)设于沉管(1)外；所述活动型桩尖(6)设于沉管(1)底部，其上悬挂活动板(8)，活动型桩尖(6)上还设有挤扩板(7)；所述注气管(14)设于沉管(1)的内腔，与囊袋(10)连通；所述夯锤(38)的桩尖位置焊接有夯实板(43)。2.根据权利要求1所述的素土挤密桩设备，其特征在于固定筒(13)内设有滚轮(23)、用于限制滚轮(23)上下移动的限制滚轮板(26)和滚轮固定筋(27)，滚轮(23)中心插在滚轮固定筋(27)上。3.根据权利要求1所述的素土挤密桩设备，其特征在于闭合分离式垂直度控制件(45)由两片半圆形环形钢板组成，内环直径比沉管直径大10mm，用于控制沉管的竖直方向。4.根据权利要求1所述的素土挤密桩设备，其特征在于活动板(8)为一个钢环，一侧在挤扩板(7)上，一侧在挤扩板(7)下。5.根据权利要求1所述的素土挤密桩设备，其特征在于囊袋(10)与周围土层紧贴，环形注水管(51)在沉管(1)上共设三道，分别位于沉管的上部、中部和下部。6.根据权利要求1所述的素土挤密桩设备，其特征在于夯实板(43)为每隔90每设置一块，夯桩时通过安装在吊拉钢丝(24)上的钢丝绳限位板(25)、调控杆(41)手动调节方位。7.一种素土挤密桩的施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：(1)场地清理平整：根据设计要求清理现场，沉管(1)、活动型桩尖(6)、打夯机(39)、夯车(40)、支撑设备(46)进入场地；(2)测量放线：测量出桩位，并在指定位置布设钻孔机；(3)引孔注水沉管桩机就位；(4)引孔原位注水：进行试验性注水；(5)静置消散：待注水完成后在规定时间内观察静置消散情况；(6)锤击沉管挤密桩机就位及锤击成孔：准备支撑设备、成孔设备，支撑设备由支撑架、支撑杆、移动车组成；成孔设备由沉管、活动型桩尖、囊袋、固定筒组成；锤击沉管挤密桩机就位及锤击成孔主要步骤如下：a、桩机场地组装：支撑杆(48)一端连接于移动车(49)上，另一端与支撑设备(46)连接，起固定支撑作用；b、闭合分离式垂直度控制件：垂直控制件由垂直固定筋(44)、闭合分离式垂直度控制件(45)组成，垂直固定筋(44)预先用螺栓连接在支撑架(47)上，闭合分离式垂直度控制件(45)由两片半圆形环形钢板组成，内环直径比沉管直径大10mm，用于控制沉管的竖直方向；c、展放活动定位架：活动定位架(19)与支撑架(47)通过由铰接板A(32)和铰接板B(33)形成的铰链接(18)相连接，使用时放下活动定位架(19)并解开安装在活动定位架(19)的活动绳索(30)，展开活动支撑架(20)；d、调整固定筒：活动定位架(19)上部预先焊接有竖向定位筋(15)，把固定筒(13)安插在竖向定位筋(15)固定定位；固定筒(13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新泉，
申请(专利权)人：杭州江润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33