水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，该一体式加芯桩机包括对水泥搅拌桩进行施工的搅拌桩机和将芯桩压入水泥搅拌桩内进行压桩设备，压桩设备安装在搅拌桩机上；压桩设备包括压桩平台、振动锤、对振动锤进行导向的导向架和安装于振动锤底部的送桩器；同时，本发明专利技术还公开了一种水泥混凝土加芯桩施工方法，包括步骤：桩机就位、水泥搅拌桩施工、桩机移位、芯桩安装、芯桩竖直下放和压桩。本发明专利技术设计合理、施工简便且施工效率高、使用效果好，能完成水泥混凝土加芯桩中水泥搅拌桩施工和芯桩压桩过程，施工速度快，并且压桩过程中芯桩垂直度易于控制，能有效保证施工成型水泥混凝土加芯桩的质量，确保软土地基加固处理效果。

【技术实现步骤摘要】
水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机及施工方法
本专利技术属于桩基施工
，尤其是涉及一种水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机及施工方法。
技术介绍
加芯搅拌桩是由水泥土搅拌桩(也称水泥搅拌桩)和混凝土芯桩组成，在水泥土搅拌桩制成初凝前，用专用设备压入预制混凝土芯桩或复打混凝土灌注芯桩而形成的复合桩。加芯搅拌桩具有高承载力、低沉降、造价低、保护环境、应用范围广等特点。当今铁路施工过程中，广泛采用的水泥混凝土加芯桩为加芯搅拌桩，水泥混凝土加芯桩将水泥土搅拌桩和混泥土芯桩紧密结合在一起，二者有机地且有效地融合在一起，各自发挥各自的长处，既充分低压缩高强度的混凝土芯桩来承担压力，又利用具有拥有极其大直径和大表面积的水泥土柱来增强摩擦，突破传统搅拌桩难以逾越的瓶颈。加芯搅拌桩按使用功能和芯桩施工工艺不同,归纳为三类：第一类是混凝土预制芯桩水泥土搅拌桩，芯桩为圆楔形(含圆柱形)、方楔形(含方柱)或管形，第二类为混凝土灌注芯桩水泥土搅拌桩，芯桩为圆柱形；第三类为混凝土长芯水泥土复合桩，外形芯长桩短，芯桩为混凝土预制芯桩或混凝土灌注芯桩。搅拌桩机包括桩架和安装在桩架上的钻进设备。与水泥搅拌桩相比，加芯搅拌桩施工增加了压芯桩这一施工工序。目前，对加芯搅拌桩进行施工时，均先采用搅拌桩机对水泥搅拌桩进行施工，再采用压桩机或在挖掘机上增加压桩设备将预先加工成型的芯桩压入水泥搅拌桩中，因而需要单独配置压桩设备，投入成本高，并且压桩设备与搅拌桩机同时使用所需的施工空间大，施工场合受限，施工速度慢，施工效率低，同时压桩过程中芯桩垂直度控制较差，导致桩体复合地基承载力降低，影响工程质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其结构设计合理、施工简便且施工效率高、使用效果好，能完成水泥混凝土加芯桩中水泥搅拌桩施工和芯桩压桩过程，施工速度快，并且压桩过程中芯桩垂直度易于控制，能有效保证施工成型水泥混凝土加芯桩的质量，确保软土地基加固处理效果。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征在于：包括对所施工水泥混凝土加芯桩的水泥搅拌桩进行施工的搅拌桩机和将芯桩压入水泥搅拌桩内进行压桩设备，所述压桩设备安装在所述搅拌桩机上；所施工水泥混凝土加芯桩由水泥搅拌桩和位于水泥搅拌桩内侧中部的芯桩组成，所述芯桩为钢筋混凝土桩且其与水泥搅拌桩均呈竖直向布设；所述压桩设备包括压桩平台、对芯桩进行竖向下压且能竖向上下移动的振动锤、安装于压桩平台上且对振动锤进行导向的导向架和安装于振动锤底部的送桩器，所述压桩平台为位于所述搅拌桩机一侧的水平支撑台且其上开有供芯桩竖直下放的通孔，所述压桩平台的内侧固定在所述搅拌桩机的桩架上，所述压桩平台位于导向架下方；所述振动锤和导向架均呈竖直向布设，所述振动锤位于导向架外侧；所述送桩器呈竖直向布设，所述芯桩通过送桩器连接于振动锤下方，所述芯桩顶部与送桩器固定连接，所述芯桩位于送桩器正下方，所述送桩器与振动锤组成送压桩设备；所述导向架上安装有对所述送压桩设备进行竖向提升与竖向下放的竖向提升设备，所述竖向提升设备与所述振动锤连接。上述水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征是：所述振动锤内侧中部设置有竖向滑移件，所述导向架的外侧壁上设置有供所述竖向滑移件竖向上下移动的竖向导轨。上述水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征是：所述桩架包括呈竖直向布设的塔架，所述塔架底部支撑于呈水平布设的底盘上；所述导向架和所述搅拌桩机的钻杆均位于塔架的同一侧，所述钻杆位于导向架与塔架之间；所述送压桩设备位于导向架外侧，所述送压桩设备与钻杆分别布设于导向架两侧；所述压桩平台位于底盘一侧且其内侧固定于底盘上。上述水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征是：还包括竖向下放过程中同步对所述送压桩设备进行竖向下拉的竖向下拉装置，所述竖向下拉装置位于所述送压桩设备下方，所述送桩器与所述竖向下拉装置连接，所述竖向提升设备与所述竖向下拉装置组成提压桩设备。上述水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征是：所述竖向提升设备包括竖向提升卷扬机、对所述送压桩设备进行竖向提升与竖向下放的提放钢丝绳和安装于导向架上部的吊架，所述吊架位于所述送压桩设备上方；所述吊架上安装有上部定滑轮，所述振动锤的上部安装有动滑轮，所述竖向提升卷扬机安装于导向架的内侧壁上；所述提放钢丝绳一端与所述竖向提升卷扬机连接，所述提放钢丝绳的另一端经所述上部定滑轮和动滑轮后固定于吊架上；所述竖向提升卷扬机、动滑轮和所述上部定滑轮均布设于同一竖直面上。上述水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征是：所述竖向下拉装置包括竖向下拉卷扬机和对所述送压桩设备进行竖向下拉的下拉钢丝绳，所述竖向下拉卷扬机安装于导向架的下部内侧壁上；所述压桩平台上安装有外侧下定滑轮，所述外侧下定滑轮位于导向架的底部外侧，所述导向架的底部内侧布设有内侧下定滑轮，所述下拉钢丝绳的一端与所述竖向下拉卷扬机连接且其另一端经内侧下定滑轮和外侧下定滑轮后固定于送桩器上。上述水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征是：所述竖向提升卷扬机和所述竖向下拉卷扬机采用同一个卷扬机且二者均采用电动卷扬机，所述电动卷扬机安装于导向架的下部内侧壁上；所述提放钢丝绳中与所述竖向提升卷扬机连接的一端为卷扬机连接端，所述下拉钢丝绳中与所述竖向下拉卷扬机连接的一端为卷扬机连接端，所述提放钢丝绳的卷扬机连接端与下拉钢丝绳的卷扬机连接端连接为一体；所述提放钢丝绳和下拉钢丝绳采用同一根钢丝绳。同时，本专利技术还公开一种方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好的水泥混凝土加芯桩施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、桩机就位：将所述一体式加芯桩机移动至所施工水泥混凝土加芯桩的施工区域，并使所述搅拌桩机的钻杆位于所施工水泥混凝土加芯桩的桩位正上方；步骤二、水泥搅拌桩施工：采用所述搅拌桩机对所施工水泥混凝土加芯桩的水泥搅拌桩进行施工，获得施工成型的水泥搅拌桩；步骤三、桩机移位：将所述一体式加芯桩机移动至送桩器位于所施工水泥混凝土加芯桩的桩位正上方；步骤四、芯桩安装：采用所述竖向提升设备将所述送压桩设备竖直向上提升，直至送桩器底部与压桩平台上部之间的竖向间距大于所施工水泥混凝土加芯桩的芯桩的长度；再将芯桩顶部与送桩器固定连接，并使芯桩呈竖直向布设；步骤五、芯桩竖直下放：采用所述竖向提升设备对所述送压桩设备与固定于所述送压桩设备下方的芯桩同步进行竖向下放，直至芯桩底部与步骤二中所述水泥搅拌桩接触；步骤六、压桩：采用所述竖向提升设备继续对所述送压桩设备与固定于所述送压桩设备下方的芯桩同步进行竖向下放，竖向下放过程中采用振动锤对位于其下方的芯桩进行竖向下压，直至芯桩全部压入水泥搅拌桩内。上述方法，其特征是：步骤一中所述一体式加芯桩机还包括竖向下放过程中同步对所述送压桩设备进行竖向下拉的竖向下拉装置，所述竖向下拉装置位于所述送压桩设备下方，所述送桩器与所述竖向下拉装置连接，所述竖向提升设备与所述竖向下拉装置组成提压桩设备；步骤六中采用振动锤对位于其下方的芯桩进行竖向下压过程中，采用所述竖向下拉装置同步对所述送压桩设备进行竖向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征在于：包括对所施工水泥混凝土加芯桩的水泥搅拌桩(1)进行施工的搅拌桩机和将芯桩(2)压入水泥搅拌桩(1)内进行压桩设备，所述压桩设备安装在所述搅拌桩机上；所施工水泥混凝土加芯桩由水泥搅拌桩(1)和位于水泥搅拌桩(1)内侧中部的芯桩(2)组成，所述芯桩(2)为钢筋混凝土桩且其与水泥搅拌桩(1)均呈竖直向布设；所述压桩设备包括压桩平台(3)、对芯桩(2)进行竖向下压且能竖向上下移动的振动锤(5)、安装于压桩平台(3)上且对振动锤(5)进行导向的导向架(4)和安装于振动锤(5)底部的送桩器(6)，所述压桩平台(3)为位于所述搅拌桩机一侧的水平支撑台且其上开有供芯桩(2)竖直下放的通孔，所述压桩平台(3)的内侧固定在所述搅拌桩机的桩架上，所述压桩平台(3)位于导向架(4)下方；所述振动锤(5)和导向架(4)均呈竖直向布设，所述振动锤(5)位于导向架(4)外侧；所述送桩器(6)呈竖直向布设，所述芯桩(2)通过送桩器(6)连接于振动锤(5)下方，所述芯桩(2)顶部与送桩器(6)固定连接，所述芯桩(2)位于送桩器(6)正下方，所述送桩器(6)与振动锤(5)组成送压桩设备；所述导向架(4)上安装有对所述送压桩设备进行竖向提升与竖向下放的竖向提升设备，所述竖向提升设备与所述振动锤(5)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征在于：包括对所施工水泥混凝土加芯桩的水泥搅拌桩(1)进行施工的搅拌桩机和将芯桩(2)压入水泥搅拌桩(1)内进行压桩设备，所述压桩设备安装在所述搅拌桩机上；所施工水泥混凝土加芯桩由水泥搅拌桩(1)和位于水泥搅拌桩(1)内侧中部的芯桩(2)组成，所述芯桩(2)为钢筋混凝土桩且其与水泥搅拌桩(1)均呈竖直向布设；所述压桩设备包括压桩平台(3)、对芯桩(2)进行竖向下压且能竖向上下移动的振动锤(5)、安装于压桩平台(3)上且对振动锤(5)进行导向的导向架(4)和安装于振动锤(5)底部的送桩器(6)，所述压桩平台(3)为位于所述搅拌桩机一侧的水平支撑台且其上开有供芯桩(2)竖直下放的通孔，所述压桩平台(3)的内侧固定在所述搅拌桩机的桩架上，所述压桩平台(3)位于导向架(4)下方；所述振动锤(5)和导向架(4)均呈竖直向布设，所述振动锤(5)位于导向架(4)外侧；所述送桩器(6)呈竖直向布设，所述芯桩(2)通过送桩器(6)连接于振动锤(5)下方，所述芯桩(2)顶部与送桩器(6)固定连接，所述芯桩(2)位于送桩器(6)正下方，所述送桩器(6)与振动锤(5)组成送压桩设备；所述导向架(4)上安装有对所述送压桩设备进行竖向提升与竖向下放的竖向提升设备，所述竖向提升设备与所述振动锤(5)连接。2.按照权利要求1所述的水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征在于：所述振动锤(5)内侧中部设置有竖向滑移件，所述导向架(4)的外侧壁上设置有供所述竖向滑移件竖向上下移动的竖向导轨。3.按照权利要求1或2所述的水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征在于：所述桩架包括呈竖直向布设的塔架(7)，所述塔架(7)底部支撑于呈水平布设的底盘(8)上；所述导向架(4)和所述搅拌桩机的钻杆(9)均位于塔架(7)的同一侧，所述钻杆(9)位于导向架(4)与塔架(7)之间；所述送压桩设备位于导向架(4)外侧，所述送压桩设备与钻杆(9)分别布设于导向架(4)两侧；所述压桩平台(3)位于底盘(8)一侧且其内侧固定于底盘(8)上。4.按照权利要求1或2所述的水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征在于：还包括竖向下放过程中同步对所述送压桩设备进行竖向下拉的竖向下拉装置，所述竖向下拉装置位于所述送压桩设备下方，所述送桩器(6)与所述竖向下拉装置连接，所述竖向提升设备与所述竖向下拉装置组成提压桩设备。5.按照权利要求4所述的水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征在于：所述竖向提升设备包括竖向提升卷扬机、对所述送压桩设备进行竖向提升与竖向下放的提放钢丝绳(10)和安装于导向架(4)上部的吊架(11)，所述吊架(11)位于所述送压桩设备上方；所述吊架(11)上安装有上部定滑轮，所述振动锤(5)的上部安装有动滑轮(12)，所述竖向提升卷扬机安装于导向架(4)的内侧壁上；所述提放钢丝绳(10)一端与所述竖向提升卷扬机连接，所述提放钢丝绳(10)的另一端经所述上部定滑轮和动滑轮(12)后固定于吊架(11)上；所述竖向提升卷扬机、动滑轮(12)和所述上部定滑轮均布设于同一竖直面上。6.按照权利要求5所述的水泥混凝土加芯桩施工用一体式加芯桩机，其特征在于：所述竖向下拉装置包括竖向下拉卷扬机和对所述送压桩设备进行竖向下拉的下拉钢丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璋，刘明，李民，王涛，张迪，严朝峰，王永丽，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32