一种超深振冲桩施工方法
阅读说明：本技术 一种超深振冲桩施工方法 (Construction method of ultra-deep vibroflotation pile ) 是由 卢伟 李晓力 姚军平 高强 梁兴龙 段宝利 马科 于 2020-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种超深振冲桩施工方法,通过下护筒,旋挖引孔的方式穿过回填层和硬层,避免振冲设备直接造孔时回填层塌孔,再通过导杆对接的方式,快速插接增设上导杆,延长整个导杆的长度,使底部导杆组件悬挂振冲器继续造孔至目标深度。本发明通过导杆对接的方式,快速插接增设上导杆,延长整个导杆的长度,使底部导杆组件悬挂振冲器造孔轻松达到目标深度,施工质量、效率、经济性、便利性均达到设计要求。(The invention provides a construction method of an ultra-deep vibroflotation pile, which is characterized in that a backfill layer and a hard layer are penetrated through a lower protective cylinder in a rotary drilling and hole guiding mode, so that hole collapse of the backfill layer is avoided when vibroflotation equipment directly conducts hole forming, an upper guide rod is rapidly inserted and added in a guide rod butt joint mode, the length of the whole guide rod is prolonged, and a bottom guide rod assembly is suspended with a vibroflotation device to continue hole forming to a target depth. According to the invention, the upper guide rod is rapidly inserted and added in a guide rod butt joint mode, the length of the whole guide rod is prolonged, the hole forming of the bottom guide rod component suspension vibroflot is easy to reach the target depth, and the construction quality, efficiency, economy and convenience all reach the design requirements.)
技术领域
本发明涉及一种超深振冲桩施工方法。本发明属于打桩施工技术领域。
背景技术
近年来，随着城市的飞速发展，基础设施工程建设的规模越来越大，地域广度、地层复杂，给振冲复合地基处理带来了一定的难度，主要体现在复合地基的处理深度、质量控制等方面。
近两三年，国内常规振冲施工方法在成桩质量控制方面，结合一定的信息化控制手段，可以做到精准施工，质量能够得到有效的控制。但在振冲桩施工深度方面，给现有施工方法带来一定的难度。按常规的振冲桩施工方法，施工深度在35米以下(即0-35米以内)几乎没有困难，当施工深度超过40米，其施工难度以指数级增长！其主要原因是，国内市场没有成熟的施工工艺和配套的施工设备可以使用，协调各大装备制造企业做了大量的工作，相互补充，仍存在很大的不足。
目前，业内同行对于超深振冲桩施工方法及设备进行了大量的尝试，如通过伸缩式导杆悬挂振冲器进行施工，但在施工的过程中存在许多问题，如：1、施工设备结构复杂。由于超深振冲桩施工现场造孔深度在90米～100米左右，伸缩式导杆地下(孔内)展开后的总长度要达到100米左右，使得整个施工设备特别是伸缩导杆部分体积庞大，结构复杂。2、抗液化效果不理想。伸缩式导杆从构造上看，外层粗且位于孔的上部，外径几乎与振冲器外径相当或略大，骨料的下料空间小，导致到达振冲器头部的骨料减少，施工效率低。3、振冲造孔不理想。伸缩式导杆最外层导杆的直径较大，而最内层导杆的直径较小，导致最末节导杆伸缩自重小，尤其遇到硬层时不利于振冲造孔。4、控制振冲器的控制电缆易被拉拽断。目前，振冲系统控制振冲器动作的控制电缆是沿导杆与导杆下端悬挂的振冲器相连的，由于伸缩导杆的伸缩，频繁的不断地拉扯控制电缆，导致控制电缆极易拉拽断，影响施工进度，增加工作量。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种新的超深振冲桩施工方法，该施工方法符合振冲加密地基施工原理，桩体质量高、施工周期短、施工效率高。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种超深振冲桩施工方法，其特征在于：在0-40米施工深度，通过下护筒，底部导杆组件悬挂振冲器，旋挖引孔方式造孔；
在40米-100米施工深度，通过导杆对接的方式，快速插接增设上导杆，延长整个导杆的长度，使底部导杆组件悬挂振冲器继续造孔至目标深度。
在本发明较佳实施例中，所述护筒设置在硬层以上较为松软的回填层处，护筒的壁厚8mm-20mm，内径以振冲设备外径和骨料粒径大小综合考虑后进行选取，一般为振冲设备的外径加400mm-600mm为宜。
在本发明较佳实施例中，所述旋挖引孔的深度大于护筒长度的0.5m-1.5m，该深度基本位于地层硬质层上方。
在本发明较佳实施例中，所述底部导杆组件包括中间接线盒、若干节不同长度的下导杆、底部接线盒、减震器和振冲器；
所述下导杆为一中空的钢管，其两端各焊接有一连接法兰；根据造孔深度，通过螺栓、下导杆两端的连接法兰，将若干节下导杆相互连接起来；
所述中间接线盒、下导杆、底部接线盒、减震器和振冲器彼此之间通过螺栓、连接法兰或通过相互匹配的六方头插接件、销轴快速对接；
组装后的底部导杆组件的总长段为35米-45米。
在本发明较佳实施例中，所述上导杆为中空钢管，其顶端为内六角连接法兰，其末端为与前端匹配的长度为500mm-600mm外六角快插头；
当造孔深度超过40米后，快速拆卸所述吊头、中间接线盒及其内部的电缆，在两者之间增设所述上导杆；
将所述上导杆的前端与所述吊头相连，将所述上导杆的末端快速插入所述中间接线盒的前端中，并用销轴锁固；
随着造孔深度的不断增加，快速拆开所述吊头的末端与所述上导杆前端之间的销轴，将两者分离，在所述上导杆的前端处再快速地插接一节的上导杆和中间接线盒，并迅速通过销轴将新插接的上导杆的末端与原上导杆的前端固定住；如此不断地，在上导杆的前端插接上导杆，延长上导杆的长度；
所述上导杆的总长度为30米-40米
本发明的有益效果是：
1、本发明通过快速插接导杆的方式，不仅可以实现超深振冲桩施工，而且，可有效的降低起吊设备的高度和吨位，降低施工风险。
2、本发明通过快速插接导杆，延长导杆长度的方法，不仅可以保证振冲造孔、加密施工质量，而且，可有效地避免振冲系统控制振冲器动作时，控制电缆因不断地拉扯导致的断裂，影响施工进度。
3、能够切实有效的达到超深施工的一切要求。
4、由于构成本发明的长度可延伸的上导杆采用六方头快插件对接方式连接，连接快速，精准，安全，从而，使整个超深造孔、填料、密实工序有序衔接，制桩过程采用流水作业的方式进行，使整个施工效率最大化。
附图说明
图1为本发明超深振冲桩施工方法流程图；
图2为本发明超深振冲桩施工设备结构简图；
图3为构成本发明底部导杆组件的下导杆结构示意图；
图4为构成本发明底部导杆组件的中间接线盒结构示意图；
图5为构成本发明底部导杆组件的底部接线盒结构示意图；
图6为构成本发明超深振冲桩施工设备的吊头Ⅰ结构示意图；
图7为构成本发明超深振冲桩施工设备的上导杆结构示意图；
图8为构成本发明超深振冲桩施工设备的吊头Ⅱ结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本发明的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本发明的特征显而易见。
为实现超深振冲桩施工，整个施工过程符合振冲加密地基施工原理，保证振冲加密施工质量，确保桩体质量，本发明的方法是：首先，在0-40米施工深度，通过下护筒，底部导杆组件悬挂振冲器，以旋挖引孔方式造孔；
在40米-100米施工深度，通过导杆对接的方式，快速插接增设上导杆，延长整个导杆的长度，使底部导杆组件悬挂振冲器继续造孔至目标深度。
下面结合图1详述本发明超深振冲桩施工方法，如图所示：
S1、首先，在振冲设备造孔前，通过振动锤下护筒，将护筒设置在硬层以上的回填层处。
由于超深振冲桩施工时，孔深通常为40-100米，为确保工程顺利进行，下料更加顺畅，本发明在振冲设备开始造孔前，通过振动锤下护筒，避免振冲设备直接造孔时回填层塌孔。
护筒的壁厚8mm-20mm，内径以振冲设备的外径和骨料的粒径确定，一般选用比振冲设备外径大400mm-600mm。护筒的长度依现场地质条件而定，通常，护筒位于硬层以上的回填层处，或容易塌方的软质地质层。
S2、0米—40米通过旋挖引孔的方式造孔，穿过回填层和硬层。
振冲设备造孔的方式有很多，如伸缩导杆振冲，本发明振冲设备采用旋挖引孔的方式造孔，这种造孔方式的优点是：施工难度低，安全性高。本发明旋挖引孔的深度大于护筒长度的0.5m-1.5m，该深度基本位于地层硬质层上方。
如图2所示，本发明用于超深振冲桩施工的设备包括起吊设备1、吊钩2、起吊钢丝绳3、吊头Ⅰ4和底部导杆组件。
底部导杆组件包括中间接线盒5-1、若干节不同长度的下导杆5、底部接线盒5-2、减震器6和振冲器7。如图3所示，下导杆5为一中空的钢管，其两端各焊接有一连接法兰5-3。根据造孔深度，可以通过螺栓、下导杆两端的连接法兰，将若干节下导杆5相互连接起来。图4为中间接线盒结构示意图，如图4所示，中间接线盒5-1的前端5-1-1为内六角连接法兰，后端5-1-2为连接法兰。中间接线盒5-1的后端5-1-2与下导杆5的顶端通过螺栓、连接法兰相连。图5为底部接线盒结构示意图，如图5所示，底部接线盒5-2的前端5-2-1和后端5-2-2均为连接法兰。底部接线盒5-2的前端与下导杆5的末端通过螺栓、连接法兰相连；底部接线盒5-2的后端通过螺栓、连接法兰与减震器6的顶端相连，减震器6的末端通过螺栓、连接法兰与振冲器7相连。组装后的底部导杆组件的总长段可以在35米--45米左右。
图6为吊头Ⅰ的结构示意图。如图6所示，吊头Ⅰ4的顶端4-1焊接有一起吊滑轮，吊头Ⅰ4的末端4-2焊接有一长度为500mm-600mm外六角快插头，吊头Ⅰ4的中间部分设有进水口4-3和电缆进线口4-4。吊头Ⅰ4的末端4-2与底部导杆组件中的中间接线盒5-1的前端5-1-1插接，并通过销轴锁固。
如图2所示，起吊设备1通过吊钩2、起吊钢丝绳3、吊头Ⅰ4吊挂底部导杆组件完成0-40米的造孔。在振冲系统操作振冲器7作业时，控制电缆经吊头Ⅰ4的电缆进线口4-4、中间接线盒5-1、中空的下导杆5、底部接线盒5-2、减震器6与振冲器7的控制端相连。在振冲器作业时，需要向振冲器的作业面喷射高压水，高压水流经吊头Ⅰ4的进水口4-1、中间接线盒5-1、中空的下导杆5、底部接线盒5-2、减震器6从振冲器7的底部喷出。
S3、快速插接上导杆，延长导杆长度，使振冲造孔深度达到目标深度；
如图2所示，本发明超深振冲桩施工设备还包括吊头Ⅱ8和若干节可实现快速插接的上导杆9。
为实现超深造孔，为克服现有伸缩式导杆造孔设备的弊端，本发明随着造孔深度的增加，不断地插接上导杆9，延长导杆长度，使振冲器7造孔深度达到目标深度90米-100米。
如图7所示，每节上导杆9均为中空钢管，其顶端9-1为内六角连接法兰，其末端9-2为与前端匹配的长度为500mm-600mm外六角快插头。
图8为构成本发明的吊头Ⅱ结构示意图。如图8所示，吊头Ⅱ8的前端8-1为起吊滑轮，其后端8-2为与上导杆相连的连接法兰，吊头Ⅱ8的中部设有进水口8-3和电缆进线口8-4。
吊头Ⅱ8的后端8-2与上导杆9的前端9-1通过螺栓、连接法兰相连，上导杆9的后端插入中间接线盒5-1的前端5-1-1。
当造孔深度超过40米后，随着造孔深度的增加，快速拆除吊头Ⅰ4，换上连接有上导杆9的吊头Ⅱ8，将上导杆9的末端快速插入中间接线盒5-1的前端5-1-1中，并用销轴锁固。
如图2所示，起吊设备1通过吊钩2、起吊钢丝绳3、吊头Ⅱ8、上导杆9吊挂底部导杆组件造孔。控制电缆经吊头Ⅱ8的电缆进线口8-4、、上导杆9、中间接线盒5-1、中空的下导杆5、底部接线盒5-2、减震器6与振冲器7的控制端相连；高压水经吊头Ⅱ8的进水口8-3、上导杆9、中间接线盒5-1、中空的下导杆5、底部接线盒5-2、减震器6从振冲器7的底部喷出。
随着造孔深度的不断增加，快速拆开吊头Ⅱ8的末端8-2与上导杆前端9-1之间的销轴，将两者分离，在上导杆的前端9-1处再快速地插接一节新的上导杆，并迅速通过销轴将新插接的上导杆9的末端9-2与原上导杆的前端9-1固定住；如此不断地，在上导杆的前端插接上导杆，延长上导杆的长度，目的是振冲器的造孔深度达到目标深度。
S4、在造孔的同时，反复清孔，扩大桩径的同时防止孔周边塌落，产生抱孔现象；
S5、填料；
加入适量有级配的骨料，确保质量；
S6、密实；
上提振冲器一定高度，进行反插，直到达到密实电流，才能再次向上提振冲器；当一级上导杆完全露出地面，方可进行拆除一级上导杆；待全部上导杆拆除完毕，拆除吊头Ⅱ，换上吊头Ⅰ，将吊头Ⅰ的末端与底部导杆组件中的中间接线盒的前端插接，并通过销轴锁住，再进行振冲加密。
S7、反复S4-S6步骤，直到振冲设备达到设计标高或露出地面，形成由碎石组成的竖向增强体；
S8、拔护筒，制桩完成。
本发明在深度造孔、下护筒的过程中，如遇到弧石等情况时，可用冲击钻或潜孔锤打碎或旋挖直接挖出等方法进行处理。
本发明通过导杆对接的方式，快速插接增设上导杆，延长整个导杆的长度，使底部导杆组件悬挂振冲器造孔轻松达到目标深度，施工质量、效率、经济性、便利性均达到设计要求。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种信息化全自动低净空压桩设备