新型振冲桩施工方法、设备及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种新型振冲桩施工方法、设备及控制方法。该振冲桩施工方法与传统施工方法的区别在于：在振冲器造孔、密实的过程中配合水气联动，此工法结合水气联动、独特的喷水方式，再加上合理控制各个阶段的给水量及给气量，得以实现。在保证施工质量的同时，使得施工效率得到显著提升。所述的自动控制系统及方法准确地控制振冲过程中的恒压供水系统，振冲器动作、水泵的变频控制、深度测量、填料计量、密实度监控等。实时掌握施工动态，做到科学施工，有效管理。

New construction method, equipment and control method of vibroflotation pile

The invention discloses a new construction method, equipment and control method of vibro-punching pile. The difference between the vibro-punching pile construction method and the traditional construction method is that water-air linkage is used in the process of vibro-punching hole-making and compaction. This construction method combines water-air linkage, unique water-spraying mode, and reasonable control of water supply and air supply at all stages. While guaranteeing the construction quality, the construction efficiency has been significantly improved. The automatic control system and method can accurately control the constant pressure water supply system in the process of vibroflotation, the action of vibroflotation device, the frequency conversion control of pump, the depth measurement, the measurement of filler and the monitoring of compactness, etc. Real-time mastery of construction dynamics, scientific construction, effective management.

【技术实现步骤摘要】
新型振冲桩施工方法、设备及控制方法
本专利技术涉及一种新的振冲桩施工方法及控制系统。本专利技术属于振冲类地基加固处理

技术介绍
随着基础设施工程建设的规模越来越大，对于地基处理的要求也越来越高，特别是在不良地基上建造各种建筑物，需要针对各种不同的地质条件，对不良地基进行改良，以达到在此基础上建造各种建筑物的要求。在地基处理工程中，振冲桩施工方法得到越来越广泛的应用。所谓振冲桩施工方法就是在被加固的地基上通过振冲设备振冲出若干个孔，在孔中填充碎石等填充料，然后密实，在被加固的地基中形成由碎石组成的竖向增强体。目前国内地基处理行业，多以简单、粗放的施工设备为主，效率低、能耗高、人力资源消耗大，企业营利能力低，施工造假现象严重，施工质量无法保证，严重地制约行业的发展。
技术实现思路
鉴于上述原因，本专利技术的目的是提供一种新的施工效率高、能耗低的振冲桩施工设备。本专利技术的另一目的是提供一种利用这种新的振冲桩施工设备进行振冲桩施工的方法。本专利技术的又一目的是提供一种振冲桩施工自动控制系统及控制方法，该控制系统可自动记录、监控、管理施工过程，避免人为修改施工数据、干预施工进程。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种振冲桩施工设备，它包括一起重吊车，该起重吊车通过钢丝绳吊着至少一个振冲设备；该振冲设备包括提升料斗、料仓、与料仓相连的导杆和振冲器，其特征在于：沿所述导杆的外壁设置至少两根导杆侧喷水管，在导杆侧喷水管的侧壁上设有若干个扇形喷嘴；相邻的扇形喷嘴间隔设置，且错开一定角度，以保证喷射范围可覆盖导杆周边；沿所述振冲器的外壁设置有至少两根振冲器侧喷水管；贯穿导杆和振冲器的中心轴铺设有振冲器中心喷水管，振冲器侧喷水管和中心喷水管的喷嘴朝下。本专利技术振冲桩施工设备包括恒压供水系统和分水加气系统；所述恒压供水系统由依次顺序相连的补水泵、水箱、阀门、恒压供水水泵、变频器和压力表组成，为所述分水加气系统恒压供水；所述分水加气系统由若干路分水加气支路构成，每条分水加气支路由止回阀、流量计、气动调节球阀、压缩空气入口、压力表和压力传感器串联而成，每条分水加气支路的起始端均与恒压供水系统相连，末端通过管路与一个导杆侧喷水管或一个振冲器侧喷水管或振冲器中心喷水管相连。本专利技术还提供了一种振冲桩施工设备的振冲桩施工方法，其特征在于：在配合振冲器造孔、密实动作增加水气联动。具体地说，所述振冲桩施工方法如下：S1、施工设备就位，依次启动补水水泵、恒压供水水泵、空气压缩机、振冲器；S2、振冲器由浅入深成孔，在成孔的过程中，开启振冲器中心喷水管、振冲器侧喷水管、导杆侧喷水管，并控制水管开度，直至成孔深度达到设计深度；S3、填充填料-密实-填充填料-密实，循环往复，直至成孔内填满填料，在由深入浅密实过程中，逐渐关闭导杆侧喷水管和振冲器侧喷水管；在密实的整个过程中控制加密段长度M和留振时间t，加密段长度M一般为30cm-50cm，留振时间t一般为5s-15s。在本专利技术较佳实施例中，所述水压控制在0.2Mpa-0.6Mpa，气压控制在0.3Mpa-0.7Mpa。在本专利技术较佳实施例中，所述步骤S2振冲器由浅入深成孔分为两步：S2.1、当施工深度≤H时，振冲器中心喷水管和侧喷水管全开，导杆侧喷水管关闭；H是指：振冲器最低端到导杆侧喷水管最下端的距离，一般为导杆侧喷水管最下端距离振冲器减震器上方30cm-50cm；S2.2、当H<施工深度≤目标深度时，振冲器中心喷水管和侧喷水管全开，导杆侧喷水管开度为10％-50％。所述步骤S3、填充填料-密实-填充填料-密实分为两步：S3.1、当H<施工深度≤目标深度时，振冲器中心喷水管和侧喷水管开度为10％-50％，导杆侧喷水管全开；S3.2、当施工深度≤H时，振冲器中心喷水管和侧喷水管全开，导杆侧喷水管关闭。本专利技术还提供了一种振冲桩施工控制方法，其具体步骤如下：A、输入将要打桩区域的桩号，坐标，目标深度等信息，根据现场实际情况设置各个工序的预设参数，如零点校准，各个阶段的阀门开度及压力值；B、启动起重设备，将振冲器移动到打桩位置，对准桩点位，启动发电机组，所有用电设备上电；启动补水水泵和恒压供水水泵：在整个施工过程中为振冲器喷水管和导杆喷水管恒压供水，水压控制在0.2Mpa-0.6Mpa；启动空压机：根据施工需要，给振冲器喷水管和导杆喷水管中通入压缩空气，气压控制在0.3Mpa-0.7Mpa；C、启动振冲器造孔；振冲器由浅入深成孔，在成孔的过程中，开启振冲器中心喷水管、振冲器侧喷水管、导杆侧喷水管，控制水管开度，直至成孔深度达到设计深度；D、造孔完成，填充填料，密实；填充填料-密实-填充填料-密实，循环往复，直至成孔内填满填料，在由深入浅密实过程中，逐渐关闭导杆侧喷水管和振冲器侧喷水管；在密实的整个过程中，计算填料量，保证加密段长度为30cm-50cm，控制振冲器的留振时间为5s-15s；控制振冲器喷水管和导杆喷水管的开启：E、振冲器完全离开地面，制桩完成，进入下一桩位，重复步骤C和D，直至施工完成；F、依次关闭振冲器、水泵，提取自动记录仪数据，将提取到的数据导入电脑上专用分析软件进行自动分析，输出相关数据图表，作为交工资料或存档资料。在本专利技术较佳实施例中，所述步骤C振冲器由浅入深成孔，分为两步：C.1、当施工深度≤H时，振冲器中心喷水管和侧喷水管全开，导杆侧喷水管关闭；H是指：振冲器最低端到导杆侧喷水管最下端的距离，一般为导杆侧喷水管最下端距离振冲器减震器上方30cm-50cm；C.2、当H<施工深度≤目标深度时，振冲器中心喷水管和侧喷水管全开，导杆侧喷水管开度为10％-50％。在本专利技术较佳实施例中，所述步骤D中振冲器喷水管和导杆喷水管的开启分为两种情况：D.1、当H<施工深度≤目标深度时，振冲器中心喷水管和侧喷水管开度为10％-50％，导杆侧喷水管全开；D.2、当施工深度≤H时，振冲器中心喷水管和侧喷水管全开，导杆侧喷水管关闭。附图说明图1为本专利技术振冲桩施工设备结构示意图；图2为本专利技术振冲设备施工水管布置图；图3A为本专利技术振冲设备导杆外侧喷水管结构示意图；图3B为图3A中的A-A剖视图；图4为本专利技术水气联动控制原理图；图5为本专利技术两路分水加气支路结构示意图；图6为本专利技术振冲桩施工方法流程图；图7为本专利技术自动控制系统图。具体实施方式下面结合附图进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。图1为本专利技术振冲桩施工设备结构示意图。如图所示，本专利技术振冲桩施工设备包括一起重吊车，该起重吊车通过钢丝绳吊着至少一个振冲设备。该振冲设备包括提升料斗(图中为画出)、料仓(图中为画出)、与料仓相连的导杆1和振冲器3。为了提高振冲桩施工效率，提高振冲成孔速度，本专利技术振冲桩施工设备还包括恒压供水系统和分水加气系统，并对振冲设备的导杆1和振冲器3进行了改造。如图1-图3所示，本专利技术沿导杆1的外壁设置至少两根导杆侧喷水管2，在导杆侧喷水管2的侧壁上设有若干个扇形喷嘴30。相邻的扇形喷嘴间隔一定距离，且错开一定角度，以保证喷射范围可覆盖导杆周边。沿振冲器3的外壁也设置有至少两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振冲桩施工设备，它包括一起重吊车，该起重吊车通过钢丝绳吊着至少一个振冲设备；该振冲设备包括提升料斗、料仓、与料仓相连的导杆和振冲器，其特征在于：沿所述导杆的外壁设置至少两根导杆侧喷水管，在导杆侧喷水管的侧壁上设有若干个扇形喷嘴；相邻的扇形喷嘴间隔设置，且错开一定角度，以保证喷射范围可覆盖导杆周边；沿所述振冲器的外壁设置有至少两根振冲器侧喷水管；贯穿导杆和振冲器的中心轴铺设有振冲器中心喷水管，振冲器侧喷水管和中心喷水管的喷嘴朝下。

【技术特征摘要】
1.一种振冲桩施工设备，它包括一起重吊车，该起重吊车通过钢丝绳吊着至少一个振冲设备；该振冲设备包括提升料斗、料仓、与料仓相连的导杆和振冲器，其特征在于：沿所述导杆的外壁设置至少两根导杆侧喷水管，在导杆侧喷水管的侧壁上设有若干个扇形喷嘴；相邻的扇形喷嘴间隔设置，且错开一定角度，以保证喷射范围可覆盖导杆周边；沿所述振冲器的外壁设置有至少两根振冲器侧喷水管；贯穿导杆和振冲器的中心轴铺设有振冲器中心喷水管，振冲器侧喷水管和中心喷水管的喷嘴朝下。2.根据权利要求1所述的振冲桩施工设备，其特征在于：它还包括恒压供水系统和分水加气系统；所述恒压供水系统由依次顺序相连的补水泵、水箱、阀门、恒压供水水泵、变频器和压力表组成，为所述分水加气系统恒压供水；所述分水加气系统由若干路分水加气支路构成，每条分水加气支路由止回阀、流量计、气动调节球阀、压缩空气入口、压力表和压力传感器串联而成，每条分水加气支路的起始端均与恒压供水系统相连，末端通过管路与一个导杆侧喷水管或一个振冲器侧喷水管或振冲器中心喷水管相连。3.一种利用权利要求1-2之一所述的振冲桩施工设备的振冲桩施工方法，其特征在于：配合振冲器造孔、密实动作增加水气联动步骤。4.根据权利要求3所述的振冲桩施工方法，其特征在于：所述振冲桩施工方法如下：S1、施工设备就位，依次启动补水水泵、恒压供水水泵、空气压缩机、振冲器；S2、振冲器由浅入深成孔，在成孔的过程中，开启振冲器中心喷水管、振冲器侧喷水管、导杆侧喷水管，并控制水管开度，直至成孔深度达到设计深度；S3、填充填料-密实-填充填料-密实，循环往复，直至成孔内填满填料，在由深入浅密实过程中，逐渐关闭导杆侧喷水管和振冲器侧喷水管；在密实的整个过程中控制加密段长度M和留振时间t，加密段长度M一般为30cm-50cm，留振时间t一般为5s-15s。5.根据权利要求4所述的振冲桩施工方法，其特征在于：水压控制在0.2Mpa-0.6Mpa，气压控制在0.3Mpa-0.7Mpa。6.根据权利要求4或5所述的振冲桩施工方法，其特征在于：所述步骤S2振冲器由浅入深成孔分为两步：S2.1、当施工深度≤H时，振冲器中心喷水管和侧喷水管全开，导杆侧喷水管关闭；H是指：振冲器最低端到导杆侧喷水管最下端的距离，一般为导杆侧喷水管最下端距离振冲器减震器上方30cm-50cm；S2.2、当H＜施工深度≤目标深度时，振冲器中心喷水管和侧喷水管全开，导杆侧喷水管开度为10％-50％。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，梁兴龙，
申请(专利权)人：北京振冲工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11