[发明专利]振冲粉喷碎石桩的制桩工艺及其制桩振冲设备

说明书

技术领域

本发明涉及碎石桩制桩技术领域，提供一种振冲碎石桩的制桩工艺，尤其是提供一种振冲喷粉碎石桩的制桩工艺。本发明还提供该制桩工艺中使用的制桩振冲设备。背景技术

现有技术中，振冲桩是利用振冲器在施工场地内向下造孔至设计深度，由于振冲器在造孔中形成大于振冲器本身直径的垂直孔，因此可沿振冲器与成形孔之间的间隙填入石料，石料落至孔底部后被振冲器挤密，而后将振冲器提升一定高度继续填入石料挤密，反复此过程直至施工地面，制桩结束。以此工法形成的振冲桩虽经过挤密，但是所形成桩体仍然仅是石料的紧密排列，并未凝固形成一体式桩柱，这种碎石桩的整体性及水稳性不高，因此，单桩承载力相对较低，在相同施工面积内需要施工桩基数量大大增加，复合地基承载力受到限制，施工成本也相对较高。已有技术中还有一种工法，是粉喷桩技术，利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和浆液状或粉体状的固化剂强制搅拌，再浇注到桩孔中，使软土硬结一定强度的地基。粉喷桩由胶凝材料与原状土和天然水硬结形成，其中不掺加粗细骨料。由于组成材料的特点，粉喷桩强度较低。粉喷桩在受压时容易产生一定的变形。因此，这种粉喷桩的适用面较窄。现有技术中，将制桩的物料放入搅拌机中搅拌，然后输送至桩孔中，这样的工法也使得制桩的设备和操作都复杂了。

发明内容

本发明之主要目的在于提供一种振冲碎石桩施工中结合粉喷工艺的振冲粉喷碎石桩制桩工艺，使粉喷材料与粗细骨料充分结合形成整体的单桩，以提高桩基的单桩承载力，减少单位面积内的制桩数量，减少刚性制桩的成本，增加制桩施工的经济效益。

本发明的另一目的在于提供一种上述振冲粉喷碎石桩的工艺中使用的制桩振冲设备。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种振冲粉喷碎石桩的工艺，包括如下步骤：

步骤1：启动振冲器，振冲器开始造桩孔，在地面造孔达到设定深度；

步骤2：向上提升振冲器至一设定距离，振冲器继续运转，振冲器下料管中的填充料从下端的下料管管口落入孔中，该填充料包括碎石，还包括固化剂，其为：水泥；或者，包括水泥，以及粉煤灰和／或建筑砂，该固化剂通过另外的导管即粉喷管送入，在振冲器下料管的下部与所述碎石一起落入桩孔中，在振冲器常规喷水的参与下，所述固化剂与碎石混合，振冲器将桩孔中该设定距离的填充料密实；

重复步骤2，直至整个孔中填料密实，干燥凝固后形成固为一体的粉喷碎石桩。

在填充料中，固化剂的配比优选是：0.7～0.85m³的碎石中，加入水泥400～450Kg，或者，加入320～360Kg水泥和0.6m³建筑砂，或者，加入250～290Kg水泥和100kg粉煤灰，或者，加入250～290Kg水泥、100kg粉煤灰和0.55m³建筑砂。

如果按照体积比计，所述固化剂和投放碎石的体积比例可以为10～40：100。

施工过程中填充料的投放速度：0.5～1m³／分钟。振冲器的振冲频率可以是1450Hz～3500Hz。

所述固化剂通过压力输送，呈气化态在下料管内的下部与碎石混合。所述喷粉管的输送压力可以为0.3～0.5Mpa。

所述碎石可以是通过振冲设备上的与下料管连接的压力仓提供的气压不断向下料管中添加。

所述加料仓的压力可以为0.3～0.5Mpa。

碎石的平均直径一般是3～10厘米。

在步骤2中进行密实过程中，可以关闭振冲器中向其喷水孔输水通道，冷却振冲器电机的水由其中设置的回水管返回地面水箱中。

本发明提供的上述工艺中所使用的一种振冲粉喷碎石桩的制桩振冲设备，包括振冲器和下料装置，

所述下料装置包括下料管、电缆管和粉喷管，

所述下料管的上端连接加料仓和上料装置，该下料管的下端固设所述振冲器；

所述电缆管设置在所述下料管的内部或外部，与该下料管固定联接，其中设电缆线与所述振冲器连接；

所述粉喷管设置在所述下料管内部，其上端穿出所述下料管与固化剂加压储罐连接，其下端口设置在所述下料管的下部。

所述下料管的下部具有一渐扩锥形段，在该渐扩锥形段的下面连接一直筒段，所述振冲器置于该渐扩锥形段下方，贴靠直筒段的一侧筒壁，振冲器上方设置导向板使得下料管通道在其下部偏向直筒段的另一侧。

所述喷粉管的下端出口设置在所述渐扩锥形段的下部为宜。