CN109112917A - 一种场道粉细砂地基施工设备及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种场道粉细砂地基施工设备及其施工方法，属于场道地基处理技术领域，包括步骤：S1、桩位测量放线；S2、振冲施工，通过场道粉细砂地基施工设备对S1中多个桩位分别进行施工，且多个桩位的施工方法均相同；S3、修整场地；S4、检测验收。采用振冲器的强力振动和高压水冲力的双重作用使饱和砂产生液化，砂土颗粒重新排列沉积，土颗粒间空隙率减小，达到更加密实的目的；在振冲器打孔的过程中，吊筒的外壁与孔壁贴合，有效地防止孔壁坍塌，因此不需要为避免孔壁坍塌而牺牲造孔的下降速度，提高施工效率；使地基处理后，地表下1m深度以下土基压实度可达到0.95，4m深度以下土基压实度达到0.93；地基承载力特征值可以达到360Kpa以上。

Description

一种场道粉细砂地基施工设备及其施工方法

技术领域

本发明涉及场道地基处理技术领域，特别涉及一种场道粉细砂地基施工设备及其施工方法。

背景技术

公路路基处理采用的粉细砂振动碾压土工布包裹法、粉细砂掺和粘性土碾压法等不适合于民用机场场道工程，因为公路路基比机场场道土基处理深度小，且对路基密实度要求比机场场道工程的要求低；而水坠砂法施工需先开挖基坑3～4m深，然后分层回填坠实，用水量大、土砂方量较大、施工工期较长，造价较高。

而振冲密实施工方法是一种常用的粉细砂地基施工方法，但是在振冲器造孔的过程中，容易发生孔壁坍塌，为了避免坍砂将振冲器抱住，即产生所谓的“夹桩”现象，通常需要牺牲造孔下降速度，速度不能过快。实际施工过程中，因突发性停电、持力层变化等原因，特别是造孔的深度过大，很容易造成桩孔壁沙层坍塌，塌落的沙子将所述振冲器抱死无法提钻，形成“夹桩”现象时，为施工带来了不便，降低了施工效率。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种场道粉细砂地基施工设备，具有防止孔壁沙层坍塌，提高施工效率的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种场道粉细砂地基施工设备，包括振冲器，所述振冲器上方通过法兰盘可拆卸连接有吊筒，吊筒设置一个或多个，所述吊筒包括第一筒体和第二筒体，第一筒体和第二筒体的横截面为半圆形，所述第一筒体和第二筒体上设置有用于防止第一筒体和第二筒体错位的限位件，所述吊筒的两端均固定设置有用于连接第一筒体和第二筒体的连接组件，相邻两所述吊筒通过固定组件固定连接。

实施上述技术方案，使用时，根据待施工的孔位深度，选择好安装吊筒的个数，以使振冲器加上吊筒的长度不小于孔位的深度，安装时，将第一筒体和第二筒体对齐，并使振冲器的电缆和水管处于吊筒内，再通过限位件限定第一筒体和第二筒体的位置以防止第一筒体和第二筒体错位，最后通过连接组件将第一筒体和第二筒体固定连接，而相邻的两吊筒通过固定组件实现固定连接；在振冲器打孔的过程中，吊筒的外壁与孔壁贴合，有效地防止孔壁坍塌，因此不需要为避免孔壁坍塌而牺牲造孔的下降速度，一定程度上提高施工效率。

优选的，所述第一筒体上且与第二筒体碰触的侧壁开设有卡槽，所述限位件为固定设置于第二筒体上用于插入卡槽内的卡块。

实施上述技术方案，将卡块插入卡槽，从而实现防止第一筒体和第二筒体错位的目的，以方便进行连接组件的安装。

优选的，所述卡槽为燕尾槽，所述卡块为与卡槽相适配的燕尾块，所述第一筒体与第二筒体碰触的侧壁且位于卡槽的上方开设有与卡槽连通的安装槽，安装槽的槽口宽度大于燕尾块的宽度。

实施上述技术方案，安装时，先将卡块插入安装槽内，在沿吊筒轴向移动第一筒体或第二筒体，以使卡块滑移至卡槽内，而燕尾槽与燕尾块配合，有效地防止卡块沿吊筒的径向脱离卡槽。

优选的，所述连接组件包括连接螺栓，固定设置于第一筒体外壁的第一连接片，以及固定设置于第二筒体外壁的第二连接片，所述第一连接片和第二连接片上开设有连通的连接孔，连接螺栓穿过连接孔以使第一连接片和第二连接片连接。

实施上述技术方案，当第一筒体和第二筒体贴合后，第一连接片与第二连接片上的连接孔正对，旋转连接螺栓，使连接螺栓穿过连接孔并与连接螺母拧紧，从而实现固定连接第一筒体和第二筒体的目的。

优选的，所述固定组件包括固定螺栓和固定设置于吊筒外壁的固定片，固定片上开设有固定孔，固定螺栓穿过固定孔以使相邻两吊筒固定连接。

实施上述技术方案，将两吊筒对齐，旋转固定螺栓，使固定螺栓穿过固定孔并与固定螺母拧紧，实现固定连接吊筒的目的。

优选的，所述第一筒体和第二筒体上均设置有固定片，所述第一筒体上的固定片与第一连接片固定连接，所述第二筒体上的固定片与第二连接片固定连接。

实施上述技术方案，将第一筒体和第二筒体上均设置固定片，提高相邻两吊筒连接的牢固性，且使固定片与第一连接片或第二连接片固定连接，增加了固定片、第一连接片和第二连接片的强度，有效地防止变形。

本发明的另一目的在于提供一种场道粉细砂地基施工方法，具有防止孔壁沙层坍塌，提高施工效率的优点。

一种场道粉细砂地基施工方法，包括以下步骤：

S1、桩位测量放线，按照常规的桩位测量放线方法，在待施工的粉细砂地基上对需施工的多个桩位分别进行测量放线，多个桩位呈等边三角形布设，相邻两个桩位的间距均为2~2.5m；

S2、振冲施工，通过权利要求1~6任意一项所述的场道粉细砂地基施工设备对S1中多个桩位分别进行施工，且多个桩位的施工方法均相同；

S3、修整场地，待桩位振冲施工完毕后，通过平地机将场地刮平；

S4、检测验收。

实施上述技术方案，通过人工和机械将场地的杂物清除，并按照常规的桩位测量放线方法，在待施工的粉细砂地基上对需施工的多个桩位分别进行测量放线，多个桩位呈等边三角形布设，相邻两个桩位的间距均为2~2.5m；根据待施工的孔位深度，选择好安装吊筒的个数，以使振冲器加上吊筒的长度不小于孔位的深度，再通过振冲器对桩位进行振冲施工，待桩位振冲施工完毕后，通过平地机将场地刮平；最后通过标准贯入或动力触探检验处理效果，并验收合格；在振冲器打孔的过程中，吊筒的外壁与孔壁贴合，有效地防止孔壁坍塌，因此不需要为避免孔壁坍塌而牺牲造孔的下降速度，一定程度上提高施工效率。

优选的，S2中具体的施工方法如下：

S21、机械就位，通过吊装设备将所述振冲器吊至待施工桩位上方，桩位中心与振冲器中心的偏差小于50mm，振冲器垂直度小于1%；

S22、造孔施工，启动所述振冲器和与所述振冲器相接的高压水泵送系统，且控制振冲器以2m/min~3m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基内，直至下降至设计标高处，则完成当前的造孔过程，孔深不大于12m，且造孔过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa~1.2MPa，且其供水量为500L/min~600L/min；

S23、振密成桩，达到密实电流后逐段提升振冲器，利用砂层自行坍塌代替加料，控制所述振冲器以1.5~2.5m/min的速度缓慢向上提升至孔口，以确保密实，在振密成桩的过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.4MPa~0.6MPa，且其供水量为250L/min~350L/min。

实施上述技术方案，通过吊装设备将所述振冲器吊至待施工桩位上方，调节振冲器位置，使桩位中心与振冲器中心的偏差小于50mm，振冲器垂直度小于1%，以保证造孔的质量；然后启动振冲器和与振冲器相接的高压水泵送系统，且控制振冲器以2m/min~3m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基内，直至下降至设计标高处，则完成当前的造孔过程。并要求孔深不大于12m，且造孔过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa~1.2MPa，且其供水量为500L/min~600L/min；在达到90~120A的密实电流后逐段提升振冲器，利用砂层自行坍塌代替加料，控制振冲器以1.5~2.5m/min的速度缓慢向上提升至孔口，以确保密实；在振密成桩的过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.4MPa~0.6MPa，且其供水量为250L/min~350L/min；完成单个桩位的振冲施工，采用振冲器的强力振动和高压水冲力的双重作用使饱和砂产生液化，砂土颗粒重新排列沉积，土颗粒间空隙率减小，达到更加密实的目的。

优选的，多次重复步骤S21~ S23，直至完成S1中多个桩位的全部施工。

实施上述技术方案，通过多次重复步骤S21~S23，以保证单个桩位的施工质量，以使地基处理后，地表下1m深度以下土基压实度可以达到0.95，4m深度以下土基压实度可以达到0.93；地基承载力特征值可以达到360Kpa 以上。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：采用振冲器的强力振动和高压水冲力的双重作用使饱和砂产生液化，砂土颗粒重新排列沉积，土颗粒间空隙率减小，达到更加密实的目的；而在振冲器打孔的过程中，吊筒的外壁与孔壁贴合，有效地防止孔壁坍塌，因此不需要为避免孔壁坍塌而牺牲造孔的下降速度，一定程度上提高施工效率。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的爆炸图，旨在体现吊筒；

图3是图2中的A部放大图。

附图标记：1、振冲器；2、法兰盘；3、吊筒；31、第一筒体；311、卡槽；312、安装槽；32、第二筒体；321、卡块；4、连接组件；41、连接螺栓；42、第一连接片；43、第二连接片；51、固定螺栓；52、固定片；521、固定孔；6、连接孔；7、连接螺母；8、固定螺母；9、吊耳；10、吊车。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1、2所示，一种场道粉细砂地基施工设备，包括振冲器1，振冲器1上方通过法兰盘2可拆卸连接有吊筒3，吊筒3设置一个或多个，具体数量通过孔位的深度决定，以使振冲器1加上吊筒3的长度不小于孔位的深度，吊筒3采用不锈钢制成，以确保足够的抗压强度，吊筒3包括第一筒体31和第二筒体32，第一筒体31和第二筒体32的横截面为半圆形，吊筒3的外壁固定设置有供吊车10的吊绳吊挂的吊耳9（参见图3），第一筒体31和第二筒体32上均设置有吊耳9。

如图2、3所示，第一筒体31和第二筒体32上设置有用于防止第一筒体31和第二筒体32错位的限位件，第一筒体31上且与第二筒体32碰触的侧壁开设有卡槽311，限位件为固定设置于第二筒体32上用于插入卡槽311内的卡块321，卡槽311为燕尾槽，卡块321为与卡槽311相适配的燕尾块，第一筒体31与第二筒体32碰触的侧壁且位于卡槽311的上方开设有与卡槽311连通的安装槽312，安装槽312的槽口宽度大于燕尾块的宽度。

安装时，先将卡块321插入安装槽312内，在沿吊筒3轴向移动第一筒体31或第二筒体32，以使卡块321滑移至卡槽311内，从而实现防止第一筒体31和第二筒体32错位的目的，以方便进行连接组件4的安装；而燕尾槽与燕尾块配合，有效地防止卡块321沿吊筒3的径向脱离卡槽311。

如图2、3所示，吊筒3的两端均固定设置有用于连接第一筒体31和第二筒体32的连接组件4，连接组件4包括连接螺栓41，固定设置于第一筒体31外壁的第一连接片42，以及固定设置于第二筒体32外壁的第二连接片43，第一连接片42和第二连接片43上开设有连通的连接孔6，连接螺栓41穿过连接孔6以使第一连接片42和第二连接片43连接。

当第一筒体31和第二筒体32贴合后，第一连接片42与第二连接片43上的连接孔6正对，旋转连接螺栓41，使连接螺栓41穿过连接孔6并与连接螺母7拧紧，从而实现固定连接第一筒体31和第二筒体32的目的。

如图2、3所示，相邻两吊筒3通过固定组件固定连接，固定组件包括固定螺栓51和固定设置于吊筒3外壁的固定片52，固定片52上开设有固定孔521，固定螺栓51穿过固定孔521以使相邻两吊筒3固定连接。第一筒体31和第二筒体32上均设置有固定片52，第一筒体31上的固定片52与第一连接片42固定连接，第二筒体32上的固定片52与第二连接片43固定连接，固定片52与第一连接片42或第二连接片43构成L形板，固定片52垂直于吊筒3的轴线，第一连接片42和第二连接片43平行于吊筒3的轴线；提高相邻两吊筒3连接的牢固性，且使固定片52与第一连接片42或第二连接片43固定连接，增加了固定片52、第一连接片42和第二连接片43的强度，有效地防止变形。

将两吊筒3对齐，旋转固定螺栓51，使固定螺栓51穿过固定孔521并与固定螺母8拧紧，实现固定连接吊筒3的目的。

具体工作过程：使用时，根据待施工的孔位深度，选择好安装吊筒3的个数，以使振冲器1加上吊筒3的长度不小于孔位的深度，安装时，将第一筒体31和第二筒体32对齐，并使振冲器1的电缆和水管处于吊筒3内，再将卡块321插入安装槽312内，在沿吊筒3轴向移动第一筒体31或第二筒体32，以使卡块321滑移至卡槽311内；待第一筒体31和第二筒体32贴合后，第一连接片42与第二连接片43上的连接孔6正对，旋转连接螺栓41，使连接螺栓41穿过连接孔6并与连接螺母7拧紧。而需要连接多个吊筒3时，将相邻两吊筒3对齐，旋转固定螺栓51，使固定螺栓51穿过固定孔521并与固定螺母8拧紧；在振冲器1打孔的过程中，吊筒3的外壁与孔壁贴合，有效地防止孔壁坍塌，因此不需要为避免孔壁坍塌而牺牲造孔的下降速度，一定程度上提高施工效率。

实施例二：

一种场道粉细砂地基施工方法，包括以下步骤：

S1、桩位测量放线，通过人工和机械将场地的杂物清除，并按照常规的桩位测量放线方法，在待施工的粉细砂地基上对需施工的多个桩位分别进行测量放线，多个桩位呈等边三角形布设，相邻两个桩位的间距均为2~2.5m；

S2、振冲施工，对S1中多个桩位分别进行施工，且多个桩位的施工方法均相同；

S21、机械就位，通过吊装设备将振冲器1吊至待施工桩位上方，桩位中心与振冲器1中心的偏差小于50mm，振冲器1垂直度小于1%；

S22、造孔施工，启动振冲器1和与振冲器1相接的高压水泵送系统，且控制振冲器1以2m/min~3m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基内，直至下降至设计标高处，则完成当前的造孔过程，孔深不大于12m，且造孔过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa~1.2MPa，且其供水量为500L/min~600L/min；

S23、振密成桩，达到密实电流后逐段提升振冲器1，密实电流为90~120A，利用砂层自行坍塌代替加料，控制振冲器1以1.5~2.5m/min的速度缓慢向上提升至孔口，以确保密实，在振密成桩的过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.4MPa~0.6MPa，且其供水量为250L/min~350L/min。

S3、修整场地，待桩位振冲施工完毕后，通过平地机将场地刮平；

S4、检测验收。

具体施工过程：通过人工和机械将场地的杂物清除，并按照常规的桩位测量放线方法，在待施工的粉细砂地基上对需施工的多个桩位分别进行测量放线，多个桩位呈等边三角形布设，相邻两个桩位的间距均为2~2.5m；根据待施工的孔位深度，选择好安装吊筒3的个数，以使振冲器1加上吊筒3的长度不小于孔位的深度，再通过振冲器1对桩位进行振冲施工。

施工时，通过吊装设备如吊车10，将振冲器1吊至待施工桩位上方，调节振冲器1位置，使桩位中心与振冲器1中心的偏差小于50mm，振冲器1垂直度小于1%，以保证造孔的质量；然后启动振冲器1和与振冲器1相接的高压水泵送系统，且控制振冲器1以2m/min~3m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基内，直至下降至设计标高处，则完成当前的造孔过程。

并要求孔深不大于12m，且造孔过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa~1.2MPa，且其供水量为500L/min~600L/min；在达到90~120A的密实电流后逐段提升振冲器1，利用砂层自行坍塌代替加料，控制振冲器1以1.5~2.5m/min的速度缓慢向上提升至孔口，以确保密实；在振密成桩的过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.4MPa~0.6MPa，且其供水量为250L/min~350L/min，完成单个桩位的振冲施工。

采用振冲器1的强力振动和高压水冲力的双重作用使饱和砂产生液化，砂土颗粒重新排列沉积，土颗粒间空隙率减小，达到更加密实的目的。待桩位振冲施工完毕后，通过平地机将场地刮平；最后通过标准贯入或动力触探检验处理效果，并验收合格。

在振冲器1打孔的过程中，吊筒3的外壁与孔壁贴合，有效地防止孔壁坍塌，因此不需要为避免孔壁坍塌而牺牲造孔的下降速度，一定程度上提高施工效率。

在实际施工过程中，多次重复步骤S21~S23，直至完成S1中多个桩位的全部施工，通过多次重复步骤S21~S23，以保证单个桩位的施工质量，以使地基处理后，地表下1m深度以下土基压实度可以达到0.95，4m深度以下土基压实度可以达到0.93；地基承载力特征值可以达到360Kpa以上。

以上仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (9)

1.一种场道粉细砂地基施工设备，包括振冲器(1)，其特征是，所述振冲器(1)上方通过法兰盘(2)可拆卸连接有吊筒(3)，吊筒(3)设置一个或多个，所述吊筒(3)包括第一筒体(31)和第二筒体(32)，第一筒体(31)和第二筒体(32)的横截面为半圆形，所述第一筒体(31)和第二筒体(32)上设置有用于防止第一筒体(31)和第二筒体(32)错位的限位件，所述吊筒(3)的两端均固定设置有用于连接第一筒体(31)和第二筒体(32)的连接组件(4)，相邻两所述吊筒(3)通过固定组件固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种场道粉细砂地基施工设备，其特征是，所述第一筒体(31)上且与第二筒体(32)碰触的侧壁开设有卡槽(311)，所述限位件为固定设置于第二筒体(32)上用于插入卡槽(311)内的卡块(321)。

3.根据权利要求2所述的一种场道粉细砂地基施工设备，其特征是，所述卡槽(311)为燕尾槽，所述卡块(321)为与卡槽(311)相适配的燕尾块，所述第一筒体(31)与第二筒体(32)碰触的侧壁且位于卡槽(311)的上方开设有与卡槽(311)连通的安装槽(312)，安装槽(312)的槽口宽度大于燕尾块的宽度。

4.根据权利要求3所述的一种场道粉细砂地基施工设备，其特征是，所述连接组件(4)包括连接螺栓(41)，固定设置于第一筒体(31)外壁的第一连接片(42)，以及固定设置于第二筒体(32)外壁的第二连接片(43)，所述第一连接片(42)和第二连接片(43)上开设有连通的连接孔(6)，连接螺栓(41)穿过连接孔(6)以使第一连接片(42)和第二连接片(43)连接。

5.根据权利要求4所述的一种场道粉细砂地基施工设备，其特征是，所述固定组件包括固定螺栓(51)和固定设置于吊筒(3)外壁的固定片(52)，固定片(52)上开设有固定孔(521)，固定螺栓(51)穿过固定孔(521)以使相邻两吊筒(3)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种场道粉细砂地基施工设备，其特征是，所述第一筒体(31)和第二筒体(32)上均设置有固定片(52)，所述第一筒体(31)上的固定片(52)与第一连接片(42)固定连接，所述第二筒体(32)上的固定片(52)与第二连接片(43)固定连接。

7.一种场道粉细砂地基施工方法，其特征是，包括以下步骤：

S1、桩位测量放线，按照常规的桩位测量放线方法，在待施工的粉细砂地基上对需施工的多个桩位分别进行测量放线，多个桩位呈等边三角形布设，相邻两个桩位的间距均为2~2.5m；

S2、振冲施工，通过权利要求1~6任意一项所述的场道粉细砂地基施工设备对S1中多个桩位分别进行施工，且多个桩位的施工方法均相同；

S3、修整场地，待桩位振冲施工完毕后，通过平地机将场地刮平；

S4、检测验收。

8.根据权利要求7所述的一种场道粉细砂地基施工方法，其特征是，S2中具体的施工方法如下：

S21、机械就位，通过吊装设备将所述振冲器(1)吊至待施工桩位上方，桩位中心与振冲器(1)中心的偏差小于50mm，振冲器(1)垂直度小于1%；

S22、造孔施工，启动所述振冲器(1)和与所述振冲器(1)相接的高压水泵送系统，且控制振冲器(1)以2m/min~3m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基内，直至下降至设计标高处，则完成当前的造孔过程，孔深不大于12m，且造孔过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa~1.2MPa，且其供水量为500L/min~600L/min；

S23、振密成桩，达到密实电流后逐段提升振冲器(1)，利用砂层自行坍塌代替加料，控制所述振冲器(1)以1.5~2.5m/min的速度缓慢向上提升至孔口，以确保密实，在振密成桩的过程中，高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.4MPa~0.6MPa，且其供水量为250L/min~350L/min。

9.根据权利要求8所述的一种场道粉细砂地基施工方法，其特征是，多次重复步骤S21~S23，直至完成S1中多个桩位的全部施工。