CN113006042B - 一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，步骤如下：S1.柱锤冲扩桩施工：1)测量放线；2)测放桩位点；3)施工机具就位，使柱锤对准桩位；4)通过柱锤冲孔；5)填料；6)成桩；7)地基处理结束，待桩体龄期达到7‑14天，即由检测单位对处理后的地基进行检测开挖基槽；8)基坑开挖后人工开始清桩间土和剔除桩头，符合要求后，并请业主、监理、勘察进行验槽；S2.CFG桩施工；本发明通过柱锤冲扩桩施工与CFG桩施工配合的方式，二者相辅相成，具有很好的应用前景；设有柱锤，柱锤包括门型支撑架、底座、柱锤本体和用于提升柱锤本体的提升单元，对整个柱锤本体自由下落过程进行多个位置的充分导向，提高稳定性和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及地基基础加固领域，具体是一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺。
背景技术
地基加固即在既有建筑地基和基础加固前，应先对地基和基础进行鉴定，方可进行加固设计和施工，既有建筑地基和基础的鉴定、加固设计和施工，应由具有相应资质的单位和有经验的专业技术人员承担。
现有的地基加固施工工艺较为单一，要么施工成本高，工期较长，要么地基承载力无法满足较高的要求，局限性较大。
发明内容
本发明的实施例目的在于提供一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，步骤如下：
S1.柱锤冲扩桩施工
1)测量放线
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；
2)测放桩位点
验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点，先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来，在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
3)施工机具就位，使柱锤对准桩位；
4)通过柱锤冲孔
根据土质情况可分别采用下述二种成孔方式：
a.将柱锤提升一定高度，然后自动下落冲击土层，如此反复冲击，接近设计成孔深度时，在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实；
b.填料冲击成孔：成孔时出即用柱锤边冲击边将套管压入土中，直至桩底设计标高，出现缩颈或坍孔时，分次填入碎石，边冲击边将填料挤入孔底，当孔底接近设计孔深时，夯入部分碎石挤密桩间土；
5)填料
桩体材料为厂区内杂填土，柱锤冲扩桩填料为厂区内杂填土，碎砖、碎石粒径不应大于100mm，填料的有机物含量不应超过5％，每延米填料量不应小于0.42m3；
6)成桩
A.夯扩成桩前应核查孔内深度，如孔深不够或发现塌孔时，需重新进行成孔，填入桩料前，应进行孔底夯实；
B.用标准料斗或运料车向孔内应分层填入杂填土，3.5T夯锤与桩孔要相互对中，夯锤应能自由下落，落距6m，填料应分层填入桩孔夯实，桩身5.0m范围内每次填料不大于0.15m3，桩身5.0m以上每次填料不大于0.3m3，每次填料锤击数不小于3击；前两击或两击以上落距不小于6m；最后一击提锤高度6m的贯入度应小于0.15m，否则应继续夯击直至满足要求，成桩至地面时可采取低落距锤多击数反复夯击，地面隆起不超过0.15m，桩间土平均挤密系数大于0.93，柱锤冲扩桩的填料充盈系数不小于1.5；
C.每次填料前应将夯锤提出孔口，按每次填料量要求将桩料匀速填入孔内，不应盲目快填，填料时应防止孔内掉入其他杂物；
D.顶应高于设计桩顶标高0.5m，夯扩桩施工结束后，应将桩孔顶部空孔部分用素土回填，进行桩体养护；
E施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工；
锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填度、夯击次数、总填料量根据试验确定，施工中应作好记录，并对发现的问题及时进行处理；
7)地基处理结束，待桩体龄期达到7-14天，即由检测单位对处理后的地基进行检测开挖基槽，用1-2台小型挖掘机进行开挖，每边超出基础宽度50cm，且力求坑底平整，基底预留20mm施工保护层为人工开挖；
8)基坑开挖后人工开始清桩间土和剔除桩头，符合要求后，并请业主、监理、勘察进行验槽；
S2.CFG桩施工
(1)桩位放样
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点；先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来；在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
(2)钻机就位
钻机就位前，技术人员对桩点进行十字定位，并设定位桩，便于随时检查孔位偏差；根据设计桩长确定门型架高度，并在钻机表面做好明显的深度标记；
钻机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在50mm内，保持钻杆垂直，并在钻孔过程中，随时注意检查钻杆垂直度，及时调整，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1％；
(3)开钻、孔口清理
开钻前检查钻头上的契形出料口是否闭合，严禁开口钻进，钻尖接触地面时，下钻速度要慢，钻进速度为1.0～1.5m/min或根据试桩确定；
成孔过程中，一般不得反转和提升钻杆；如需提升钻杆或反转，将钻杆提升至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口；
进入软硬层交界时，保证钻杆垂直，缓慢进入，在含有砖块、杂填土层软塑性土层钻进时，尽量减少钻杆晃动，以免孔径变化异常；钻进时注意电流变化状态，电流值超越操作规程时，及时提升排土，直至电流变化为正常状态；钻出的土随钻随清，钻至设计标高时，将钻杆周围土方清除干净；钻进过程中随时检查钻杆垂直度，并作好进度记录；
(4)钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正；在成孔过程中发现钻杆摇动或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、移位，钻具损坏；当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据；当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求，施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减；
在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考；
(5)灌注混凝土
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料；当钻杆芯充满混合料后钻杆开始反向旋转提升钻杆，提钻过程中应严格控制提升速度与旋转速度，使二者匹配，严禁先提管后泵料；
固定泵与钻机距离一般控制在60m以内，混凝土泵送连续进行，当钻机移位时，固定泵内的混凝土连续搅拌；泵送混凝土时，保持斗内混凝土高度，一般不得低于40cm；
(6)压灌成桩
成孔至设计深度后，开启定心钻尖，接着压入预拌混凝土，混凝土坍落度一般控制在180±20mm，然后边压灌边提钻；
要求准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌筑成桩施工拔管速度按匀速控制，拔管速度控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度适当放慢；
施工桩顶标高高出设计桩标高不少于0.5m，桩长允许偏差不大于20mm；
成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天做一组试块，一组共3块，试块为边长150mm的立方体，标准养护，测定其立方体坑压强度；
(7)钻机移位
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工，施工时由于CFG桩的土较多，经常会将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使愿标定的桩位发生移动，因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确；
(8)桩间土开挖
CFG桩施工完毕，待桩体达到设计强度的70％后方可进行桩间土开挖及清运；开挖时，采用小型挖掘机配合人工进行开挖，清除保护土层时不得扰动基底土施工，防止形成橡皮土，施工时严格控制标高，不得超挖；开挖过程中配专人负责指挥，确保挖掘机铲尖距离CFG桩边缘有一定安全距离，一般靠近桩周围预留20cm采用人工清除桩间土，应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
在一种可选方案中：先施工柱锤冲扩桩，桩径600mm，桩长8.5m，桩间距为1800mm,再施工CFG桩，桩径600mm，桩长20.5m，桩间距为1800mm，柱锤冲扩桩与CFG桩间隔设置。
在一种可选方案中：所述柱锤包括门型支撑架、底座、柱锤本体和用于提升柱锤本体的提升单元，所述门型支撑架两侧底端均安装有底座，所述门型支撑架顶部中间开设有导向孔，所述柱锤本体贯穿导向孔，所述提升单元安装于门型支撑架上且驱动连接柱锤本体，还包括有用于对柱锤本体进行稳定导向的导向单元，所述导向单元包括导向套、双向丝杆、内螺纹套、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述柱锤本体上从上往下套装有多个导向套，所述门型支撑架顶部下表面位于柱锤本体一侧水平转动安装有双向丝杆，双向丝杆两侧螺纹段上分别螺纹连接有内螺纹套，所述内螺纹套与门型支撑架顶部滑动连接，所述内螺纹套顶部固定有滑块，所述门型支撑架上开设有供滑块滑动连接的滑槽，所述内螺纹套与第四连杆一端铰接，第四连杆另一端与第三连杆中部铰接，第三连杆一端与门型支撑架顶部铰接，第三连杆上铰接有多根第二连杆，一根第三连杆连接的第二连杆的数量与导向套的数量相等且一一对应，所述第二连杆远离第三连杆的一端与导向套外壁铰接，所述双向丝杆中部固定安装有第二齿轮，所述柱锤本体上固定安装有竖直的与第二齿轮啮合的内凹齿条。
在一种可选方案中：所述底座的底部边缘设有凸环，凸环上环向螺纹穿设有多根定位钻杆。
在一种可选方案中：所述提升单元包括转环、驱动转环转动的驱动组件、驱动杆、安装杆和第一齿轮，所述门型支撑架顶部位于柱锤本体外部转动安装有转环，门型支撑架上位于转环一侧安装驱动组件，所述转环上表面通过球轴承环向铰接有多根驱动杆，所述驱动杆远离转环的一端与安装杆中部铰接，安装杆的数量与驱动杆的数量相等且一一对应，安装杆一端与门型支撑架顶部铰接，安装杆另一端固定安装有第一电机，第一电机的输出轴上固定安装有第一齿轮，所述第一齿轮与柱锤本体上的内凹齿条啮合，内凹齿条的数量与第一齿轮的数量相等且一一对应。
在一种可选方案中：所述所述驱动组件包括驱动电机、蜗杆和蜗轮圈，所述驱动电机固定安装于门型支撑架上，所述驱动电机的输出轴上固定安装有蜗杆，所述蜗杆驱动连接转环上固定的蜗轮圈。
在一种可选方案中：所述底座与门型支撑架之间连接有减震单元，所述减震单元包括支板、第一连杆、内螺旋套、外螺旋杆、转盘、拉簧和调节螺杆，所述门型支撑架底端活动贯穿底座顶部并延伸至底座内，门型支撑架底端固定有支板，所述底座内水平设有两根外螺旋杆，两根外螺旋杆转动连接且旋向相同，两根外螺旋杆上分别螺旋连接有内螺旋套，所述内螺旋套上铰接有两根第一连杆，两根第一连杆远离内螺旋套的一端分别与底座底部和支板下表面中部铰接，两根外螺旋杆端部均固定安装有转盘，转盘外端面偏心固定有销轴，所述销轴上套装有转套，所述转套与拉簧一端勾连，拉簧另一端与连接板勾连，所述连接板上转动安装有调节螺杆，调节螺杆顶端贯穿底座顶部并延伸至底座上方，调节螺杆与底座螺纹连接。
在一种可选方案中：两根外螺旋杆的邻近端设有阻力组件，所述阻力组件包括摩擦环、套环和第二弹簧，两根外螺旋杆的邻近端均套装有摩擦环，摩擦环与外螺旋杆花键连接，两个摩擦环的相对面上均匀设有摩擦凸起，外螺旋杆上位于摩擦环外侧设有套环，套环与外螺旋杆之间设有间隔，能够相对移动，所述套环上铰接有第五连杆，外螺旋杆上位于摩擦环与套环之间套装有第二弹簧，第五连杆远离套环的一端与支板铰接。
在一种可选方案中：所述螺旋套上固定有L型杆，所述L型杆的水平杆上套装有活动杆，活动杆一端贯穿底座并延伸至外部，所述L型杆的水平杆上位于竖直杆和活动杆之间套装有第一弹簧，所述活动杆位于底座外部的一端固定有防脱板，防脱板套设于定位钻杆外部，防脱板与定位钻杆接触的面上均匀布设有防滑齿。
在一种可选方案中：所述导向套上环向等距固定有多根电动推杆，电动推杆的伸缩杆延伸至导向套内，电动推杆的伸缩杆位于导向套内的一端固定有第二电机，第二电机的输出轴上固定安装有驱动轮，驱动轮与柱锤本体外壁接触。
相较于现有技术，本发明实施例的有益效果如下：
本发明通过柱锤冲扩桩施工与CFG桩施工配合的方式，本申请的CFG桩施工使用广泛，地基承载力满足要求，属非挤土成桩工艺；穿透能力强、低噪音、无振动、无泥浆污染；施工效率高及质量容易控制，钻孔夯扩挤密桩机具设备简单，主要有长螺旋钻孔机、履带或轮式吊车、装载机、推土机等，填充材料随处可取，可采用建筑、工业垃圾，也可采用碎石、卵石或灰土，加固速度快，节约投资，二者相辅相成，具有很好的应用前景；
设有柱锤，所述柱锤包括门型支撑架、底座、柱锤本体和用于提升柱锤本体的提升单元，柱锤本体在自由下落过程中，通过内凹齿条带动第二齿轮转动，第二齿轮带动双向丝杆转动，双向丝杆带动两个内螺纹套相互靠近，内螺纹套通过第四连杆带动第三连杆转动，第三连杆通过第二连杆带动多个导向套向下移动，从而对整个柱锤本体自由下落过程进行多个位置的充分导向，提高稳定性和准确性。
附图说明
图1为柱锤冲扩桩与CFG桩的分布图。
图2为柱锤冲扩桩施工工艺流程框图。
图3为CFG桩试桩施工工艺流程框图。
图4为本发明中柱锤的结构示意图。
图5为图1中的A处放大图。
图6为图1中的B处放大图。
图7为本发明中导向套的结构示意图。
附图标记注释：1-门型支撑架、2-底座、3-调节螺杆、4-拉簧、5-转盘、6-防脱板、7-定位钻杆、8-活动杆、9-第一弹簧、10-L型杆、11-内螺旋套、12-第一连杆、13-阻力组件、14-外螺旋杆、15-支板、16-第二连杆、17-导向套、18-柱锤本体、19-内凹齿条、20-第三连杆、21-第四连杆、22-内螺纹套、23-双向丝杆、24-驱动组件、25-安装杆、26-驱动杆、27-第一齿轮、28-转环、29-第二齿轮、30-套环、31-摩擦环、32-第二弹簧、33-电动推杆、34-第二电机、35-驱动轮。
具体实施方式
以下实施例会对本发明进行详述，本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
实施例1
请参阅图1-7，本发明实施例中，一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，步骤如下：
S1.柱锤冲扩桩施工
1)测量放线
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；
2)测放桩位点
验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点，先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来，在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
3)施工机具就位，使柱锤对准桩位；
4)通过柱锤冲孔
根据土质情况可分别采用下述二种成孔方式：
a.将柱锤提升一定高度，然后自动下落冲击土层，如此反复冲击，接近设计成孔深度时，在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实；
b.填料冲击成孔：成孔时出即用柱锤边冲击边将套管压入土中，直至桩底设计标高，出现缩颈或坍孔时，分次填入碎石，边冲击边将填料挤入孔底，当孔底接近设计孔深时，夯入部分碎石挤密桩间土；
5)填料
桩体材料为厂区内杂填土，柱锤冲扩桩填料为厂区内杂填土，碎砖、碎石粒径不应大于100mm，填料的有机物含量不应超过5％，每延米填料量不应小于0.42m3；
6)成桩
A.夯扩成桩前应核查孔内深度，如孔深不够或发现塌孔时，需重新进行成孔，填入桩料前，应进行孔底夯实；
B.用标准料斗或运料车向孔内应分层填入杂填土，3.5T夯锤与桩孔要相互对中，夯锤应能自由下落，落距6m，填料应分层填入桩孔夯实，桩身5.0m范围内每次填料不大于0.15m3，桩身5.0m以上每次填料不大于0.3m3，每次填料锤击数不小于3击；前两击或两击以上落距不小于6m；最后一击提锤高度6m的贯入度应小于0.15m，否则应继续夯击直至满足要求，成桩至地面时可采取低落距锤多击数反复夯击，地面隆起不超过0.15m，桩间土平均挤密系数大于0.93，柱锤冲扩桩的填料充盈系数不小于1.5；
C.每次填料前应将夯锤提出孔口，按每次填料量要求将桩料匀速填入孔内，不应盲目快填，填料时应防止孔内掉入其他杂物；
D.顶应高于设计桩顶标高0.5m，夯扩桩施工结束后，应将桩孔顶部空孔部分用素土回填，进行桩体养护；
E施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工；
锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填度、夯击次数、总填料量根据试验确定，施工中应作好记录，并对发现的问题及时进行处理；
7)地基处理结束，待桩体龄期达到7天，即由检测单位对处理后的地基进行检测开挖基槽，用1台小型挖掘机进行开挖，每边超出基础宽度50cm，且力求坑底平整，基底预留20mm施工保护层为人工开挖；
8)基坑开挖后人工开始清桩间土和剔除桩头，符合要求后，并请业主、监理、勘察进行验槽；
S2.CFG桩施工
(1)桩位放样
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点；先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来；在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
(2)钻机就位
钻机就位前，技术人员对桩点进行十字定位，并设定位桩，便于随时检查孔位偏差；根据设计桩长确定门型架高度，并在钻机表面做好明显的深度标记；
钻机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在50mm内，保持钻杆垂直，并在钻孔过程中，随时注意检查钻杆垂直度，及时调整，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1％；
(3)开钻、孔口清理
开钻前检查钻头上的契形出料口是否闭合，严禁开口钻进，钻尖接触地面时，下钻速度要慢，钻进速度为1.0m/min或根据试桩确定；
成孔过程中，一般不得反转和提升钻杆；如需提升钻杆或反转，将钻杆提升至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口；
进入软硬层交界时，保证钻杆垂直，缓慢进入，在含有砖块、杂填土层软塑性土层钻进时，尽量减少钻杆晃动，以免孔径变化异常；钻进时注意电流变化状态，电流值超越操作规程时，及时提升排土，直至电流变化为正常状态；钻出的土随钻随清，钻至设计标高时，将钻杆周围土方清除干净；钻进过程中随时检查钻杆垂直度，并作好进度记录；
(4)钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正；在成孔过程中发现钻杆摇动或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、移位，钻具损坏；当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据；当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求，施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减；
在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考；
(5)灌注混凝土
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料；当钻杆芯充满混合料后钻杆开始反向旋转提升钻杆，提钻过程中应严格控制提升速度与旋转速度，使二者匹配，严禁先提管后泵料；
固定泵与钻机距离一般控制在60m以内，混凝土泵送连续进行，当钻机移位时，固定泵内的混凝土连续搅拌；泵送混凝土时，保持斗内混凝土高度，一般不得低于40cm；
(6)压灌成桩
成孔至设计深度后，开启定心钻尖，接着压入预拌混凝土，混凝土坍落度一般控制在160mm，然后边压灌边提钻；
要求准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌筑成桩施工拔管速度按匀速控制，拔管速度控制在1.2m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度适当放慢；
施工桩顶标高高出设计桩标高不少于0.5m，桩长允许偏差不大于20mm；
成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天做一组试块，一组共3块，试块为边长150mm的立方体，标准养护，测定其立方体坑压强度；
(7)钻机移位
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工，施工时由于CFG桩的土较多，经常会将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使愿标定的桩位发生移动，因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确；
(8)桩间土开挖
CFG桩施工完毕，待桩体达到设计强度的70％后方可进行桩间土开挖及清运；开挖时，采用小型挖掘机配合人工进行开挖，清除保护土层时不得扰动基底土施工，防止形成橡皮土，施工时严格控制标高，不得超挖；开挖过程中配专人负责指挥，确保挖掘机铲尖距离CFG桩边缘有一定安全距离，一般靠近桩周围预留20cm采用人工清除桩间土，应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害；
所述柱锤包括门型支撑架1、底座2、柱锤本体18和用于提升柱锤本体18的提升单元，所述门型支撑架1两侧底端均安装有底座2，所述底座2的底部边缘设有凸环，凸环上环向螺纹穿设有多根定位钻杆7，提高稳定性，所述门型支撑架1顶部中间开设有导向孔，所述柱锤本体18贯穿导向孔，所述提升单元安装于门型支撑架1上且驱动连接柱锤本体18，进一步的，由于柱锤本体18自由下落过程中，容易发生倾斜偏转，稳定性较差，而且影响冲击位置的准确性，还包括有用于对柱锤本体18进行稳定导向的导向单元，所述导向单元包括导向套17、双向丝杆23、内螺纹套22、第二连杆16、第三连杆20和第四连杆21，所述柱锤本体18上从上往下套装有多个导向套17，所述门型支撑架1顶部下表面位于柱锤本体18一侧水平转动安装有双向丝杆23，双向丝杆23两侧螺纹段上分别螺纹连接有内螺纹套22，所述内螺纹套22与门型支撑架1顶部滑动连接，本实施例中，所述内螺纹套22顶部固定有滑块，所述门型支撑架1上开设有供滑块滑动连接的滑槽，所述内螺纹套22与第四连杆21一端铰接，第四连杆21另一端与第三连杆20中部铰接，第三连杆20一端与门型支撑架1顶部铰接，第三连杆20上铰接有多根第二连杆16，一根第三连杆20连接的第二连杆16的数量与导向套17的数量相等且一一对应，所述第二连杆16远离第三连杆20的一端与导向套17外壁铰接，所述双向丝杆23中部固定安装有第二齿轮29，所述柱锤本体18上固定安装有竖直的与第二齿轮29啮合的内凹齿条19，当提升单元将柱锤本体18提升后，柱锤本体18在自由下落过程中，通过内凹齿条19带动第二齿轮29转动，第二齿轮29带动双向丝杆23转动，双向丝杆23带动两个内螺纹套22相互靠近，内螺纹套22通过第四连杆21带动第三连杆20转动，第三连杆20通过第二连杆16带动多个导向套17向下移动，从而对整个柱锤本体18自由下落过程进行多个位置的充分导向，提高稳定性和准确性；
实施例2
本发明实施例中，一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，步骤如下：
S1.柱锤冲扩桩施工
1)测量放线
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；
2)测放桩位点
验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点，先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来，在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
3)施工机具就位，使柱锤对准桩位；
4)通过柱锤冲孔
根据土质情况可分别采用下述二种成孔方式：
a.将柱锤提升一定高度，然后自动下落冲击土层，如此反复冲击，接近设计成孔深度时，在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实；
b.填料冲击成孔：成孔时出即用柱锤边冲击边将套管压入土中，直至桩底设计标高，出现缩颈或坍孔时，分次填入碎石，边冲击边将填料挤入孔底，当孔底接近设计孔深时，夯入部分碎石挤密桩间土；
5)填料
桩体材料为厂区内杂填土，柱锤冲扩桩填料为厂区内杂填土，碎砖、碎石粒径不应大于100mm，填料的有机物含量不应超过5％，每延米填料量不应小于0.42m3；
6)成桩
A.夯扩成桩前应核查孔内深度，如孔深不够或发现塌孔时，需重新进行成孔，填入桩料前，应进行孔底夯实；
B.用标准料斗或运料车向孔内应分层填入杂填土，3.5T夯锤与桩孔要相互对中，夯锤应能自由下落，落距6m，填料应分层填入桩孔夯实，桩身5.0m范围内每次填料不大于0.15m3，桩身5.0m以上每次填料不大于0.3m3，每次填料锤击数不小于3击；前两击或两击以上落距不小于6m；最后一击提锤高度6m的贯入度应小于0.15m，否则应继续夯击直至满足要求，成桩至地面时可采取低落距锤多击数反复夯击，地面隆起不超过0.15m，桩间土平均挤密系数大于0.93，柱锤冲扩桩的填料充盈系数不小于1.5；
C.每次填料前应将夯锤提出孔口，按每次填料量要求将桩料匀速填入孔内，不应盲目快填，填料时应防止孔内掉入其他杂物；
D.顶应高于设计桩顶标高0.5m，夯扩桩施工结束后，应将桩孔顶部空孔部分用素土回填，进行桩体养护；
E施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工；
锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填度、夯击次数、总填料量根据试验确定，施工中应作好记录，并对发现的问题及时进行处理；
7)地基处理结束，待桩体龄期达到10天，即由检测单位对处理后的地基进行检测开挖基槽，用2台小型挖掘机进行开挖，每边超出基础宽度50cm，且力求坑底平整，基底预留20mm施工保护层为人工开挖；
8)基坑开挖后人工开始清桩间土和剔除桩头，符合要求后，并请业主、监理、勘察进行验槽；
S2.CFG桩施工
(1)桩位放样
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点；先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来；在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
(2)钻机就位
钻机就位前，技术人员对桩点进行十字定位，并设定位桩，便于随时检查孔位偏差；根据设计桩长确定门型架高度，并在钻机表面做好明显的深度标记；
钻机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在50mm内，保持钻杆垂直，并在钻孔过程中，随时注意检查钻杆垂直度，及时调整，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1％；
(3)开钻、孔口清理
开钻前检查钻头上的契形出料口是否闭合，严禁开口钻进，钻尖接触地面时，下钻速度要慢，钻进速度为1.3m/min或根据试桩确定；
成孔过程中，一般不得反转和提升钻杆；如需提升钻杆或反转，将钻杆提升至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口；
进入软硬层交界时，保证钻杆垂直，缓慢进入，在含有砖块、杂填土层软塑性土层钻进时，尽量减少钻杆晃动，以免孔径变化异常；钻进时注意电流变化状态，电流值超越操作规程时，及时提升排土，直至电流变化为正常状态；钻出的土随钻随清，钻至设计标高时，将钻杆周围土方清除干净；钻进过程中随时检查钻杆垂直度，并作好进度记录；
(4)钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正；在成孔过程中发现钻杆摇动或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、移位，钻具损坏；当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据；当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求，施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减；
在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考；
(5)灌注混凝土
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料；当钻杆芯充满混合料后钻杆开始反向旋转提升钻杆，提钻过程中应严格控制提升速度与旋转速度，使二者匹配，严禁先提管后泵料；
固定泵与钻机距离一般控制在60m以内，混凝土泵送连续进行，当钻机移位时，固定泵内的混凝土连续搅拌；泵送混凝土时，保持斗内混凝土高度，一般不得低于40cm；
(6)压灌成桩
成孔至设计深度后，开启定心钻尖，接着压入预拌混凝土，混凝土坍落度一般控制在180mm，然后边压灌边提钻；
要求准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌筑成桩施工拔管速度按匀速控制，拔管速度控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度适当放慢；
施工桩顶标高高出设计桩标高不少于0.5m，桩长允许偏差不大于20mm；
成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天做一组试块，一组共3块，试块为边长150mm的立方体，标准养护，测定其立方体坑压强度；
(7)钻机移位
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工，施工时由于CFG桩的土较多，经常会将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使愿标定的桩位发生移动，因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确；
(8)桩间土开挖
CFG桩施工完毕，待桩体达到设计强度的70％后方可进行桩间土开挖及清运；开挖时，采用小型挖掘机配合人工进行开挖，清除保护土层时不得扰动基底土施工，防止形成橡皮土，施工时严格控制标高，不得超挖；开挖过程中配专人负责指挥，确保挖掘机铲尖距离CFG桩边缘有一定安全距离，一般靠近桩周围预留20cm采用人工清除桩间土，应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害；
所述柱锤包括门型支撑架1、底座2、柱锤本体18和用于提升柱锤本体18的提升单元，所述门型支撑架1两侧底端均安装有底座2，所述底座2的底部边缘设有凸环，凸环上环向螺纹穿设有多根定位钻杆7，提高稳定性，所述门型支撑架1顶部中间开设有导向孔，所述柱锤本体18贯穿导向孔，所述提升单元安装于门型支撑架1上且驱动连接柱锤本体18，进一步的，由于柱锤本体18自由下落过程中，容易发生倾斜偏转，稳定性较差，而且影响冲击位置的准确性，还包括有用于对柱锤本体18进行稳定导向的导向单元，所述导向单元包括导向套17、双向丝杆23、内螺纹套22、第二连杆16、第三连杆20和第四连杆21，所述柱锤本体18上从上往下套装有多个导向套17，所述门型支撑架1顶部下表面位于柱锤本体18一侧水平转动安装有双向丝杆23，双向丝杆23两侧螺纹段上分别螺纹连接有内螺纹套22，所述内螺纹套22与门型支撑架1顶部滑动连接，本实施例中，所述内螺纹套22顶部固定有滑块，所述门型支撑架1上开设有供滑块滑动连接的滑槽，所述内螺纹套22与第四连杆21一端铰接，第四连杆21另一端与第三连杆20中部铰接，第三连杆20一端与门型支撑架1顶部铰接，第三连杆20上铰接有多根第二连杆16，一根第三连杆20连接的第二连杆16的数量与导向套17的数量相等且一一对应，所述第二连杆16远离第三连杆20的一端与导向套17外壁铰接，所述双向丝杆23中部固定安装有第二齿轮29，所述柱锤本体18上固定安装有竖直的与第二齿轮29啮合的内凹齿条19，当提升单元将柱锤本体18提升后，柱锤本体18在自由下落过程中，通过内凹齿条19带动第二齿轮29转动，第二齿轮29带动双向丝杆23转动，双向丝杆23带动两个内螺纹套22相互靠近，内螺纹套22通过第四连杆21带动第三连杆20转动，第三连杆20通过第二连杆16带动多个导向套17向下移动，从而对整个柱锤本体18自由下落过程进行多个位置的充分导向，提高稳定性和准确性；
实施例3
本发明实施例中，一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，步骤如下：
S1.柱锤冲扩桩施工
1)测量放线
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；
2)测放桩位点
验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点，先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来，在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
3)施工机具就位，使柱锤对准桩位；
4)通过柱锤冲孔
根据土质情况可分别采用下述二种成孔方式：
a.将柱锤提升一定高度，然后自动下落冲击土层，如此反复冲击，接近设计成孔深度时，在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实；
b.填料冲击成孔：成孔时出即用柱锤边冲击边将套管压入土中，直至桩底设计标高，出现缩颈或坍孔时，分次填入碎石，边冲击边将填料挤入孔底，当孔底接近设计孔深时，夯入部分碎石挤密桩间土；
5)填料
桩体材料为厂区内杂填土，柱锤冲扩桩填料为厂区内杂填土，碎砖、碎石粒径不应大于100mm，填料的有机物含量不应超过5％，每延米填料量不应小于0.42m3；
6)成桩
A.夯扩成桩前应核查孔内深度，如孔深不够或发现塌孔时，需重新进行成孔，填入桩料前，应进行孔底夯实；
B.用标准料斗或运料车向孔内应分层填入杂填土，3.5T夯锤与桩孔要相互对中，夯锤应能自由下落，落距6m，填料应分层填入桩孔夯实，桩身5.0m范围内每次填料不大于0.15m3，桩身5.0m以上每次填料不大于0.3m3，每次填料锤击数不小于3击；前两击或两击以上落距不小于6m；最后一击提锤高度6m的贯入度应小于0.15m，否则应继续夯击直至满足要求，成桩至地面时可采取低落距锤多击数反复夯击，地面隆起不超过0.15m，桩间土平均挤密系数大于0.93，柱锤冲扩桩的填料充盈系数不小于1.5；
C.每次填料前应将夯锤提出孔口，按每次填料量要求将桩料匀速填入孔内，不应盲目快填，填料时应防止孔内掉入其他杂物；
D.顶应高于设计桩顶标高0.5m，夯扩桩施工结束后，应将桩孔顶部空孔部分用素土回填，进行桩体养护；
E施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工；
锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填度、夯击次数、总填料量根据试验确定，施工中应作好记录，并对发现的问题及时进行处理；
7)地基处理结束，待桩体龄期达到14天，即由检测单位对处理后的地基进行检测开挖基槽，用2台小型挖掘机进行开挖，每边超出基础宽度50cm，且力求坑底平整，基底预留20mm施工保护层为人工开挖；
8)基坑开挖后人工开始清桩间土和剔除桩头，符合要求后，并请业主、监理、勘察进行验槽；
S2.CFG桩施工
(1)桩位放样
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点；先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来；在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
(2)钻机就位
钻机就位前，技术人员对桩点进行十字定位，并设定位桩，便于随时检查孔位偏差；根据设计桩长确定门型架高度，并在钻机表面做好明显的深度标记；
钻机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在50mm内，保持钻杆垂直，并在钻孔过程中，随时注意检查钻杆垂直度，及时调整，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1％；
(3)开钻、孔口清理
开钻前检查钻头上的契形出料口是否闭合，严禁开口钻进，钻尖接触地面时，下钻速度要慢，钻进速度为1.5m/min或根据试桩确定；
成孔过程中，一般不得反转和提升钻杆；如需提升钻杆或反转，将钻杆提升至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口；
进入软硬层交界时，保证钻杆垂直，缓慢进入，在含有砖块、杂填土层软塑性土层钻进时，尽量减少钻杆晃动，以免孔径变化异常；钻进时注意电流变化状态，电流值超越操作规程时，及时提升排土，直至电流变化为正常状态；钻出的土随钻随清，钻至设计标高时，将钻杆周围土方清除干净；钻进过程中随时检查钻杆垂直度，并作好进度记录；
(4)钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正；在成孔过程中发现钻杆摇动或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、移位，钻具损坏；当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据；当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求，施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减；
在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考；
(5)灌注混凝土
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料；当钻杆芯充满混合料后钻杆开始反向旋转提升钻杆，提钻过程中应严格控制提升速度与旋转速度，使二者匹配，严禁先提管后泵料；
固定泵与钻机距离一般控制在60m以内，混凝土泵送连续进行，当钻机移位时，固定泵内的混凝土连续搅拌；泵送混凝土时，保持斗内混凝土高度，一般不得低于40cm；
(6)压灌成桩
成孔至设计深度后，开启定心钻尖，接着压入预拌混凝土，混凝土坍落度一般控制在200mm，然后边压灌边提钻；
要求准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌筑成桩施工拔管速度按匀速控制，拔管速度控制在1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度适当放慢；
施工桩顶标高高出设计桩标高不少于0.5m，桩长允许偏差不大于20mm；
成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天做一组试块，一组共3块，试块为边长150mm的立方体，标准养护，测定其立方体坑压强度；
(7)钻机移位
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工，施工时由于CFG桩的土较多，经常会将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使愿标定的桩位发生移动，因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确；
(8)桩间土开挖
CFG桩施工完毕，待桩体达到设计强度的70％后方可进行桩间土开挖及清运；开挖时，采用小型挖掘机配合人工进行开挖，清除保护土层时不得扰动基底土施工，防止形成橡皮土，施工时严格控制标高，不得超挖；开挖过程中配专人负责指挥，确保挖掘机铲尖距离CFG桩边缘有一定安全距离，一般靠近桩周围预留20cm采用人工清除桩间土，应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害；
所述柱锤包括门型支撑架1、底座2、柱锤本体18和用于提升柱锤本体18的提升单元，所述门型支撑架1两侧底端均安装有底座2，所述底座2的底部边缘设有凸环，凸环上环向螺纹穿设有多根定位钻杆7，提高稳定性，所述门型支撑架1顶部中间开设有导向孔，所述柱锤本体18贯穿导向孔，所述提升单元安装于门型支撑架1上且驱动连接柱锤本体18，进一步的，由于柱锤本体18自由下落过程中，容易发生倾斜偏转，稳定性较差，而且影响冲击位置的准确性，还包括有用于对柱锤本体18进行稳定导向的导向单元，所述导向单元包括导向套17、双向丝杆23、内螺纹套22、第二连杆16、第三连杆20和第四连杆21，所述柱锤本体18上从上往下套装有多个导向套17，所述门型支撑架1顶部下表面位于柱锤本体18一侧水平转动安装有双向丝杆23，双向丝杆23两侧螺纹段上分别螺纹连接有内螺纹套22，所述内螺纹套22与门型支撑架1顶部滑动连接，本实施例中，所述内螺纹套22顶部固定有滑块，所述门型支撑架1上开设有供滑块滑动连接的滑槽，所述内螺纹套22与第四连杆21一端铰接，第四连杆21另一端与第三连杆20中部铰接，第三连杆20一端与门型支撑架1顶部铰接，第三连杆20上铰接有多根第二连杆16，一根第三连杆20连接的第二连杆16的数量与导向套17的数量相等且一一对应，所述第二连杆16远离第三连杆20的一端与导向套17外壁铰接，所述双向丝杆23中部固定安装有第二齿轮29，所述柱锤本体18上固定安装有竖直的与第二齿轮29啮合的内凹齿条19，当提升单元将柱锤本体18提升后，柱锤本体18在自由下落过程中，通过内凹齿条19带动第二齿轮29转动，第二齿轮29带动双向丝杆23转动，双向丝杆23带动两个内螺纹套22相互靠近，内螺纹套22通过第四连杆21带动第三连杆20转动，第三连杆20通过第二连杆16带动多个导向套17向下移动，从而对整个柱锤本体18自由下落过程进行多个位置的充分导向，提高稳定性和准确性；
实施例4
在实施例2的基础上，进一步的，本实施例中，所述提升单元包括转环28、驱动转环28转动的驱动组件24、驱动杆26、安装杆25和第一齿轮27，所述门型支撑架1顶部位于柱锤本体18外部转动安装有转环28，门型支撑架1上位于转环28一侧安装驱动组件24，所述转环28上表面通过球轴承环向铰接有多根驱动杆26，所述驱动杆26远离转环28的一端与安装杆25中部铰接，安装杆25的数量与驱动杆26的数量相等且一一对应，安装杆25一端与门型支撑架1顶部铰接，安装杆25另一端固定安装有第一电机，第一电机的输出轴上固定安装有第一齿轮27，所述第一齿轮27与柱锤本体18上的内凹齿条19啮合，内凹齿条19的数量与第一齿轮27的数量相等且一一对应，需要提升柱锤本体18时，通过驱动组件24带动转环28转动，转环28通过驱动杆26带动安装杆25转动，安装杆25带动第一电机和第一齿轮27运动，第一齿轮27与柱锤本体18上的内凹齿条19啮合，通过第一电机带动第一齿轮27转动，第一齿轮27与内凹齿条19配合带动柱锤本体18向上运动，将柱锤本体18提升，需要柱锤本体18下落冲击时，驱动组件24带动转环28反向转动，转环28通过驱动杆26带动安装杆25及其上的第一齿轮27与柱锤本体18脱离，从而柱锤本体18在重力下自由下落，进行冲击，操作简单，方便快速，提高了工作效率；
实施例5
在实施例4的基础上，本实施例中，所述驱动组件24包括驱动电机、蜗杆和蜗轮圈，所述驱动电机固定安装于门型支撑架1上，所述驱动电机的输出轴上固定安装有蜗杆，所述蜗杆驱动连接转环28上固定的蜗轮圈，通过蜗杆与蜗轮圈的啮合的自锁性能，能够进一步提高稳定性和安全性；
实施例6
本实施例在实施例5的基础上，更进一步的，由于冲击时产生较大的震动，需要进行一定的减震，不然长时间震动会影响使用寿命，所述底座2与门型支撑架1之间连接有减震单元，所述减震单元包括支板15、第一连杆12、内螺旋套11、外螺旋杆14、转盘5、拉簧4和调节螺杆3，所述门型支撑架1底端活动贯穿底座2顶部并延伸至底座2内，门型支撑架1底端固定有支板15，所述底座2内水平设有两根外螺旋杆14，两根外螺旋杆14转动连接且旋向相同，两根外螺旋杆14上分别螺旋连接有内螺旋套11，所述内螺旋套11上铰接有两根第一连杆12，两根第一连杆12远离内螺旋套11的一端分别与底座2底部和支板15下表面中部铰接，两根外螺旋杆14端部均固定安装有转盘5，转盘5外端面偏心固定有销轴，所述销轴上套装有转套，所述转套与拉簧4一端勾连，拉簧4另一端与连接板勾连，所述连接板上转动安装有调节螺杆3，调节螺杆3顶端贯穿底座2顶部并延伸至底座2上方，调节螺杆3与底座2螺纹连接，门型支撑架1震动时，通过支板15和第一连杆12带动内螺旋套11运动，内螺旋套11使得外螺旋杆14转动，外螺旋杆14带动转盘5转动，转盘5转动时拉动拉簧4，通过拉簧4的拉力以及内螺旋套11与外螺旋杆14之间的摩擦阻力进行缓冲减震，通过调整调节螺杆3的位置，调整拉簧4的初始长度，进而达到调整缓冲减震性能的作用；
实施例7
在实施例6的基础上，更进一步的，两根外螺旋杆14的邻近端设有阻力组件13，所述阻力组件13包括摩擦环31、套环30和第二弹簧32，两根外螺旋杆14的邻近端均套装有摩擦环31，摩擦环31与外螺旋杆14花键连接，两个摩擦环31的相对面上均匀设有摩擦凸起，外螺旋杆14上位于摩擦环31外侧设有套环30，套环30与外螺旋杆14之间设有间隔，能够相对移动，所述套环30上铰接有第五连杆，外螺旋杆14上位于摩擦环31与套环30之间套装有第二弹簧32，第五连杆远离套环30的一端与支板15铰接，支板15震动时，通过第五连杆带动套环30移动，套环30通过第二弹簧32挤压摩擦环31，使两个摩擦环31贴紧，摩擦力增大，进一步利用摩擦力缓冲减震；
实施例8
在实施例7的基础上，本实施例中，为了提高底座2的稳定性，所述螺旋套上固定有L型杆10，所述L型杆10的水平杆上套装有活动杆8，活动杆8一端贯穿底座2并延伸至外部，所述L型杆10的水平杆上位于竖直杆和活动杆8之间套装有第一弹簧9，所述活动杆8位于底座2外部的一端固定有防脱板6，防脱板6套设于定位钻杆7外部，防脱板6与定位钻杆7接触的面上均匀布设有防滑齿，防止定位钻杆7脱离，进一步提高安全性。
实施例9
在实施例8的基础上，所述导向套17上环向等距固定有多根电动推杆33，电动推杆33的伸缩杆延伸至导向套17内，电动推杆33的伸缩杆位于导向套17内的一端固定有第二电机34，第二电机34的输出轴上固定安装有驱动轮35，驱动轮35与柱锤本体18外壁接触，通过电动推杆33带动驱动轮35移动能够适应不同尺寸的柱锤本体18，通过第二电机34带动驱动轮35转动，驱动轮35驱动柱锤本体18进一步运动，能够调整冲击力度。
本发明的工作原理是：需要提升柱锤本体18时，通过驱动组件24带动转环28转动，转环28通过驱动杆26带动安装杆25转动，安装杆25带动第一电机和第一齿轮27运动，第一齿轮27与柱锤本体18上的内凹齿条19啮合，通过第一电机带动第一齿轮27转动，第一齿轮27与内凹齿条19配合带动柱锤本体18向上运动，将柱锤本体18提升，需要柱锤本体18下落冲击时，驱动组件24带动转环28反向转动，转环28通过驱动杆26带动安装杆25及其上的第一齿轮27与柱锤本体18脱离，从而柱锤本体18在重力下自由下落，进行冲击，操作简单，方便快速，提高了工作效率；当提升单元将柱锤本体18提升后，柱锤本体18在自由下落过程中，通过内凹齿条19带动第二齿轮29转动，第二齿轮29带动双向丝杆23转动，双向丝杆23带动两个内螺纹套22相互靠近，内螺纹套22通过第四连杆21带动第三连杆20转动，第三连杆20通过第二连杆16带动多个导向套17向下移动，从而对整个柱锤本体18自由下落过程进行多个位置的充分导向，提高稳定性和准确性；门型支撑架1震动时，通过支板15和第一连杆12带动内螺旋套11运动，内螺旋套11使得外螺旋杆14转动，外螺旋杆14带动转盘5转动，转盘5转动时拉动拉簧4，通过拉簧4的拉力以及内螺旋套11与外螺旋杆14之间的摩擦阻力进行缓冲减震，通过调整调节螺杆3的位置，调整拉簧4的初始长度，进而达到调整缓冲减震性能的作用，支板15震动时，通过第五连杆带动套环30移动，套环30通过第二弹簧32挤压摩擦环31，使两个摩擦环31贴紧，摩擦力增大，进一步利用摩擦力缓冲减震。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，步骤如下：
S1.柱锤冲扩桩施工：
1)测量放线；
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；
2)测放桩位点；
验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点，先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来，在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
3)施工机具就位，使柱锤对准桩位；
4)通过柱锤冲孔；
根据土质情况分别采用下述二种成孔方式：
a.将柱锤提升一定高度，然后自动下落冲击土层，如此反复冲击，接近设计成孔深度时，在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实；
b.填料冲击成孔：成孔时出即用柱锤边冲击边将套管压入土中，直至桩底设计标高，出现缩颈或坍孔时，分次填入碎石，边冲击边将填料挤入孔底，当孔底接近设计孔深时，夯入部分碎石挤密桩间土；
5)填料；
桩体材料为厂区内杂填土，柱锤冲扩桩填料为厂区内杂填土，碎砖、碎石粒径不应大于100mm，填料的有机物含量不应超过5％，每延米填料量不应小于0.42m3；
6)成桩；
A.夯扩成桩前应核查孔内深度，如孔深不够或发现塌孔时，需重新进行成孔，填入桩料前，应进行孔底夯实；
B.用标准料斗或运料车向孔内应分层填入杂填土，3.5T夯锤与桩孔要相互对中，夯锤应能自由下落，落距6m，填料应分层填入桩孔夯实，桩身5.0m范围内每次填料不大于0.15m3，桩身5.0m以上每次填料不大于0.3m3，每次填料锤击数不小于3击；前两击或两击以上落距不小于6m；最后一击提锤高度6m的贯入度应小于0.15m，否则应继续夯击直至满足要求，成桩至地面时采取低落距锤多击数反复夯击，地面隆起不超过0.15m，桩间土平均挤密系数大于0.93，柱锤冲扩桩的填料充盈系数不小于1.5；
C.每次填料前应将夯锤提出孔口，按每次填料量要求将桩料匀速填入孔内，不应盲目快填，填料时应防止孔内掉入其他杂物；
D.顶应高于设计桩顶标高0.5m，夯扩桩施工结束后，应将桩孔顶部空孔部分用素土回填，进行桩体养护；
E施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工；
锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填度、夯击次数、总填料量根据试验确定，施工中应作好记录，并对发现的问题及时进行处理；
7)地基处理结束，待桩体龄期达到7-14天，即由检测单位对处理后的地基进行检测开挖基槽，用1-2台小型挖掘机进行开挖，每边超出基础宽度50cm，且力求坑底平整，基底预留20mm施工保护层为人工开挖；
8)基坑开挖后人工开始清桩间土和剔除桩头，符合要求后，并请业主、监理、勘察进行验槽；
S2.CFG桩施工；
所述柱锤包括门型支撑架(1)、底座(2)、柱锤本体(18)和用于提升柱锤本体(18)的提升单元，所述门型支撑架(1)两侧底端均安装有底座(2)，所述门型支撑架(1)顶部中间开设有导向孔，所述柱锤本体(18)贯穿导向孔，所述提升单元安装于门型支撑架(1)上且驱动连接柱锤本体(18)，还包括有用于对柱锤本体(18)进行稳定导向的导向单元，所述导向单元包括导向套(17)、双向丝杆(23)、内螺纹套(22)、第二连杆(16)、第三连杆(20)和第四连杆(21)，所述柱锤本体(18)上从上往下套装有多个导向套(17)，所述门型支撑架(1)顶部下表面位于柱锤本体(18)一侧水平转动安装有双向丝杆(23)，双向丝杆(23)两侧螺纹段上分别螺纹连接有内螺纹套(22)，所述内螺纹套(22)与门型支撑架(1)顶部滑动连接，所述内螺纹套(22)顶部固定有滑块，所述门型支撑架(1)上开设有供滑块滑动连接的滑槽，所述内螺纹套(22)与第四连杆(21)一端铰接，第四连杆(21)另一端与第三连杆(20)中部铰接，第三连杆(20)一端与门型支撑架(1)顶部铰接，第三连杆(20)上铰接有多根第二连杆(16)，一根第三连杆(20)连接的第二连杆(16)的数量与导向套(17)的数量相等且一一对应，所述第二连杆(16)远离第三连杆(20)的一端与导向套(17)外壁铰接，所述双向丝杆(23)中部固定安装有第二齿轮(29)，所述柱锤本体(18)上固定安装有竖直的与第二齿轮(29)啮合的内凹齿条(19)，所述底座(2)的底部边缘设有凸环，凸环上环向螺纹穿设有多根定位钻杆(7)。
2.根据权利要求1所述的建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，先施工柱锤冲扩桩，桩径600mm，桩长8.5m，桩间距为1800mm,再施工CFG桩，桩径600mm，桩长20.5m，桩间距为1800mm，柱锤冲扩桩与CFG桩间隔设置。
3.根据权利要求1所述的建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，所述CFG桩施工具体步骤如下：
(1)桩位放样；
场地开挖至打桩作业面标高后，根据业主提供的测量资料进行定位放线，并请监理工程师验线；验线合格后，开始按照设计要求进行桩位放点；先依据控制点使用电子经纬仪把各轴线控制点定出来，然后把需要放桩位点的矩形范围用白线围上，然后依据与轴线之间的关系把区域内桩位点定出来；在每个桩位点处用钢筋打入，以此做为记号，并撒上白灰，方便施工时找桩位点；
(2)钻机就位；
钻机就位前，技术人员对桩点进行十字定位，并设定位桩，便于随时检查孔位偏差；根据设计桩长确定门型架高度，并在钻机表面做好明显的深度标记；
钻机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在50mm内，保持钻杆垂直，并在钻孔过程中，随时注意检查钻杆垂直度，及时调整，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1％；
(3)开钻、孔口清理；
开钻前检查钻头上的契形出料口是否闭合，严禁开口钻进，钻尖接触地面时，下钻速度要慢，钻进速度为1.0～1.5m/min或根据试桩确定；
成孔过程中，不得反转和提升钻杆；如需提升钻杆或反转，将钻杆提升至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口；
进入软硬层交界时，保证钻杆垂直，缓慢进入，在含有砖块、杂填土层软塑性土层钻进时，尽量减少钻杆晃动，以免孔径变化异常；钻进时注意电流变化状态，电流值超越操作规程时，及时提升排土，直至电流变化为正常状态；钻出的土随钻随清，钻至设计标高时，将钻杆周围土方清除干净；钻进过程中随时检查钻杆垂直度，并作好进度记录；
(4)钻进成孔；
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正；在成孔过程中发现钻杆摇动或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、移位，钻具损坏；当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据；当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求，施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减；
在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考；
(5)灌注混凝土；
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料；当钻杆芯充满混合料后钻杆开始反向旋转提升钻杆，提钻过程中应严格控制提升速度与旋转速度，使二者匹配，严禁先提管后泵料；
固定泵与钻机距离控制在60m以内，混凝土泵送连续进行，当钻机移位时，固定泵内的混凝土连续搅拌；泵送混凝土时，保持斗内混凝土高度，不得低于40cm；
(6)压灌成桩；
成孔至设计深度后，开启定心钻尖，接着压入预拌混凝土，混凝土坍落度控制在180±20mm，然后边压灌边提钻；
要求准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌筑成桩施工拔管速度按匀速控制，拔管速度控制在1.2～1.5m/min，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度适当放慢；
施工桩顶标高高出设计桩标高不少于0.5m，桩长允许偏差不大于20mm；
成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天做一组试块，一组共3块，试块为边长150mm的立方体，标准养护，测定其立方体坑压强度；
(7)钻机移位；
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工，施工时由于CFG桩的土较多，经常会将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使愿标定的桩位发生移动，因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确；
(8)桩间土开挖；
CFG桩施工完毕，待桩体达到设计强度的70％后方可进行桩间土开挖及清运；开挖时，采用小型挖掘机配合人工进行开挖，清除保护土层时不得扰动基底土施工，防止形成橡皮土，施工时严格控制标高，不得超挖；开挖过程中配专人负责指挥，确保挖掘机铲尖距离CFG桩边缘有一定安全距离，靠近桩周围预留20cm采用人工清除桩间土，应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害。
4.根据权利要求1所述的建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，所述提升单元包括转环(28)、驱动转环(28)转动的驱动组件(24)、驱动杆(26)、安装杆(25)和第一齿轮(27)，所述门型支撑架(1)顶部位于柱锤本体(18)外部转动安装有转环(28)，门型支撑架(1)上位于转环(28)一侧安装驱动组件(24)，所述转环(28)上表面通过球轴承环向铰接有多根驱动杆(26)，所述驱动杆(26)远离转环(28)的一端与安装杆(25)中部铰接，安装杆(25)的数量与驱动杆(26)的数量相等且一一对应，安装杆(25)一端与门型支撑架(1)顶部铰接，安装杆(25)另一端固定安装有第一电机，第一电机的输出轴上固定安装有第一齿轮(27)，所述第一齿轮(27)与柱锤本体(18)上的内凹齿条(19)啮合，内凹齿条(19)的数量与第一齿轮(27)的数量相等且一一对应。
5.根据权利要求4所述的建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，所述驱动组件(24)包括驱动电机、蜗杆和蜗轮圈，所述驱动电机固定安装于门型支撑架(1)上，所述驱动电机的输出轴上固定安装有蜗杆，所述蜗杆驱动连接转环(28)上固定的蜗轮圈。
6.根据权利要求1所述的建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，所述底座(2)与门型支撑架(1)之间连接有减震单元，所述减震单元包括支板(15)、第一连杆(12)、内螺旋套(11)、外螺旋杆(14)、转盘(5)、拉簧(4)和调节螺杆(3)，所述门型支撑架(1)底端活动贯穿底座(2)顶部并延伸至底座(2)内，门型支撑架(1)底端固定有支板(15)，所述底座(2)内水平设有两根外螺旋杆(14)，两根外螺旋杆(14)转动连接且旋向相同，两根外螺旋杆(14)上分别螺旋连接有内螺旋套(11)，所述内螺旋套(11)上铰接有两根第一连杆(12)，两根第一连杆(12)远离内螺旋套(11)的一端分别与底座(2)底部和支板(15)下表面中部铰接，两根外螺旋杆(14)端部均固定安装有转盘(5)，转盘(5)外端面偏心固定有销轴，所述销轴上套装有转套，所述转套与拉簧(4)一端勾连，拉簧(4)另一端与连接板勾连，所述连接板上转动安装有调节螺杆(3)，调节螺杆(3)顶端贯穿底座(2)顶部并延伸至底座(2)上方，调节螺杆(3)与底座(2)螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，两根外螺旋杆(14)的邻近端设有阻力组件(13)，所述阻力组件(13)包括摩擦环(31)、套环(30)和第二弹簧(32)，两根外螺旋杆(14)的邻近端均套装有摩擦环(31)，摩擦环(31)与外螺旋杆(14)花键连接，两个摩擦环(31)的相对面上均匀设有摩擦凸起，外螺旋杆(14)上位于摩擦环(31)外侧设有套环(30)，套环(30)与外螺旋杆(14)之间设有间隔，能够相对移动，所述套环(30)上铰接有第五连杆，外螺旋杆(14)上位于摩擦环(31)与套环(30)之间套装有第二弹簧(32)，第五连杆远离套环(30)的一端与支板(15)铰接。
8.根据权利要求6所述的建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，所述螺旋套上固定有L型杆(10)，所述L型杆(10)的水平杆上套装有活动杆(8)，活动杆(8)一端贯穿底座(2)并延伸至外部，所述L型杆(10)的水平杆上位于竖直杆和活动杆(8)之间套装有第一弹簧(9)，所述活动杆(8)位于底座(2)外部的一端固定有防脱板(6)，防脱板(6)套设于定位钻杆(7)外部，防脱板(6)与定位钻杆(7)接触的面上均匀布设有防滑齿。
9.根据权利要求1所述的建筑垃圾土地层大型水工构筑物地基加固施工工艺，其特征在于，所述导向套(17)上环向等距固定有多根电动推杆(33)，电动推杆(33)的伸缩杆延伸至导向套(17)内，电动推杆(33)的伸缩杆位于导向套(17)内的一端固定有第二电机(34)，第二电机(34)的输出轴上固定安装有驱动轮(35)，驱动轮(35)与柱锤本体(18)外壁接触。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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