CN114908730B - 加强型振冲碎石桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加强型振冲碎石桩施工方法，涉及桩基工程领域，解决振冲碎石桩扩孔后容易塌孔，导致实际桩形与设计桩形不一致的问题。本发明采用的技术方案是：加强型振冲碎石桩施工方法，开挖桩孔，下放护筒，清孔后向桩孔内填入碎石并锤击密实，将集渣桶吊放至桩孔内碎石顶面，组装并预压扩孔护壁网组件，安装振冲碎石桩扩径喷头并将扩孔护壁网组件吊放至桩孔内集渣桶内，上提护筒，通过对扩孔护壁网组件上下端同时、等量地进行施压，通过振冲碎石桩扩径喷头进行扩孔施工，含渣废水进入集渣桶内排出；循环操作至扩孔完毕；从桩孔内取出施工所用物体，重复操作直至完成施工。本发明用于软粘土、亚粘土及粉砂土的地基加固处理。

Description

加强型振冲碎石桩施工方法

技术领域

本发明涉及桩基工程领域，具体是一种加强型振冲碎石桩的施工方法。

背景技术

冲积平原是由河流沉积作用而形成的一种平原地貌。冲积平原的地层分布大量的黏土及粉砂土地层，存在承载力不足、沉降大以及液化等不良地质问题。对于冲积平原的地层，主要的地基处理方法有换填法、强夯法、振冲碎石桩法，其中振冲碎石桩法效果最佳。

传统的振冲碎石桩为圆柱形，与地层的结合性较差，振冲碎石桩的整体稳定性和抗剪强度有待加强。也有研究将振冲碎石桩进行鼓状扩大，加大振冲碎石桩与地基接触面，同时增强二者结合交互程度，在保证受力满足设计要求条件下，增强加固效果，达到改善振冲碎石桩处理不良地基的目的。但是，按照现有的施工方法，在振冲碎石桩的扩孔部位进行扩孔，然后直接加入填料，扩孔部位容易形成塌孔，影响成桩质量；另外，仅在振冲碎石桩的局部进行扩孔，桩形不规则，导致桩体受力不均。

发明内容

本发明首先提供一种加强型振冲碎石桩施工方法，解决振冲碎石桩扩孔后容易塌孔，导致实际桩形与设计桩形不一致的问题。

本发明采用的技术方案是：加强型振冲碎石桩施工方法，包括以下步骤：

S1、开挖桩孔，下放护筒对桩孔进行护壁，直至设计深度。例如，采用射水法进行桩孔开挖，护筒为钢制护筒。

S2、完成清孔后，向桩孔内填入碎石并锤击密实，再上提护筒，使护筒下端位于碎石顶面处，直至护筒下端位于扩孔位置。

进一步的是：步骤S2中，先向桩孔内填入碎石，然后上提护筒，使护筒下端位于碎石顶面处，再填入碎石并锤击密实，再上提护筒至护筒下端位于碎石顶面处，最后重复操作，直至护筒下端位于扩孔位置。例如，碎石的单次填入厚度为0.3～0.5m。

S3、将集渣桶吊放至桩孔内碎石顶面处。

首先，通过推杆将集渣桶吊放至桩孔内碎石的顶部，推杆上端位于桩孔外；然后，上提护筒，上提高度为集渣桶的高度；最后，下压推杆，辐条撑开并维持撑开状态，弹性外圈紧贴桩孔侧壁。其中，集渣桶包括圆筒状的弹性外圈，弹性外圈的下端通过柔性防水材料进行封闭，弹性外圈的内侧连接至少两层辐条，每层的辐条均与同一个滑动环相连，各根辐条两端均可转动连接弹性外圈和滑动环，各个滑动环均位于弹性外圈的中心轴线处，滑动环内穿设推杆。例如，弹性外圈为橡胶材质，柔性防水材料为防水布，辐条为钢辐条，滑动环为钢环。

S4、组装扩孔护壁网组件。

扩孔护壁网组件包括扩孔护壁网、连接弹簧和弹性网，扩孔护壁网包括呈长条状的钢丝网，钢丝网的中部设置喷头固定孔，钢丝网的上下端分别设置弧形钢筋；扩孔护壁网至少三个，各个扩孔护壁网上端的弧形钢筋之间通过连接弹簧连接并形成环形，各个扩孔护壁网下端的弧形钢筋之间通过连接弹簧相连并形成环形，相邻扩孔护壁网的钢丝网之间通过弹性网相连。

进一步的是：扩孔护壁网的喷头固定孔的边缘设置钢支撑环，扩孔护壁网的钢丝网的左右侧分别设置支撑钢筋，弹性网连接于支撑钢筋。例如，弹性网为纤维网。

S5、预压扩孔护壁网组件。

对扩孔护壁网组件的顶部和底部之间进行预压，使各个扩孔护壁网的钢丝网向外弯曲，再通过绳索对扩孔护壁网组件的中间部位进行绑扎，使扩孔护壁网组件顶部和底部的连接弹簧处于压缩状态。

S6、在扩孔护壁网组件的喷头固定孔处分别安装振冲碎石桩扩径喷头。

本发明提供一种振冲碎石桩扩径喷头，目的在于能在桩孔外部操作桩孔内部的振冲碎石桩扩径喷头，使振冲碎石桩扩径喷头从喷头固定孔脱落。振冲碎石桩扩径喷头，包括外壳和连接于外壳一端的旋转喷水头，外壳内设置与旋转喷水头相连的进水管，外壳靠近旋转喷水头的一端的侧壁的圆周方向设置至少一个安装孔，安装孔内安装弹出式的卡扣，外壳内部固定安装电磁吸盘，电磁吸盘连接电缆，电磁吸盘与卡扣磁吸配合；电磁吸盘在通电状态和断电状态进行转换时，卡扣在回缩至安装孔内与自动弹出安装孔两种状态同步转换。

进一步的是：电磁吸盘呈圆环状，圆环的外径小于外壳的内径，电磁吸盘的圆心位于外壳的轴线上，电磁吸盘通过至少两根连接钢筋固定安装于外壳的内壁。

进一步的是：卡扣与外壳之间或卡扣与卡扣之间设置用于将卡扣弹出安装孔的压缩弹簧或者扭簧。

进一步的是：外壳内还设置保护管，进水管和电缆分别设置于保护管内。例如，保护管为软质的PVC管。

具体的：卡扣为2～4个，且各卡扣沿外壳的轴线等中心角分布。

例如，卡扣位于外壳内部的一侧为磁吸材料或设置磁吸材料并直接与电磁吸盘磁吸配合，电磁吸盘在外壳的位置与卡扣在外壳的位置一致。

又例如，外壳内的每个卡扣分别配置一根第一控制杆，每根第一控制杆均位于卡扣背对旋转喷水头的一侧，第一控制杆的一端与卡扣固定连接、另一端铰接于外壳的内壁，卡扣位于外壳内部的一侧和/或第一控制杆为磁吸材料并与电磁吸盘磁吸配合。

再例如，外壳内的每个卡扣分别配置一根第二控制杆，每根第二控制杆和电磁吸盘均位于卡扣背对旋转喷水头的一侧，电磁吸盘通过连接钢筋固定安装于外壳的内壁，连接钢筋与第二控制杆的数量相等且位置对应，连接钢筋的外侧穿设弹性固定件，弹性固定件与第二控制杆固定连接，第二控制杆为磁吸材料并与电磁吸盘磁吸配合。

具体的：弹性固定件为两根磁吸弹簧，其中一根磁吸弹簧的两端与外壳内壁和第二控制杆固定连接，另一根磁吸弹簧两端与第二控制杆和电磁吸盘固定连接。

其中，卡扣最好为塑料材质，第一控制杆和第二控制杆均可由钢条制成。

S7、将扩孔护壁网组件吊放至桩孔内集渣桶内最上层的辐条上方。

扩孔护壁网下端的各段弧形钢筋分别连接绳索并通过绳索吊放至桩孔内集渣桶内，再将施压装置吊放至扩孔护壁网组件的顶部，施压装置的操作件的上端位于桩孔外。其中，施压装置包括压环和固定连接于压环一侧的操作件，压环呈圆环形，圆环的外径与护筒的内径适配，圆环的内径小于步骤S5预压后的扩孔护壁网组件中弧形钢筋与连接弹簧围成的圆形的直径。

具体的：扩孔护壁网组件通过钢丝绳吊放至桩孔内，操作件为钢管、钢格板或钢片，操作件的下端焊接固定于压环。

S8、上提护筒，使护筒下端接近扩孔护壁网组件的上端。

其中，步骤S7中，扩孔护壁网组件插入集渣桶的深度为扩孔护壁网组件在桩孔内的最大压缩变形量的一半。进一步的是：步骤S8中，护筒下端至桩孔孔口的距离与扩孔护壁网组件上端至桩孔孔口的距离的差为扩孔护壁网组件在桩孔内的最大压缩变形量的一半。

S9、通过吊放扩孔护壁网组件的绳索与施压装置同时、等量地对扩孔护壁网组件进行施压，各个扩孔护壁网的钢丝网向外弯曲并紧贴桩孔侧壁，扩孔护壁网组件中间部位的绳索受压后断裂。

S10、向集渣桶内放入排水管，通过振冲碎石桩扩径喷头进行扩孔施工，含渣废水进入集渣桶内并通过排水管排出桩孔。

S11、循环操作步骤S9和步骤S10，直至扩孔完毕。

S12、从桩孔内取出施压装置，使振冲碎石桩扩径喷头从喷头固定孔脱落，将振冲碎石桩扩径喷头和排水管从桩孔内取出，通过推杆上提集渣桶的滑动环将集渣桶从桩孔内取出。

S13、重复上述步骤S2～S12，直至完成整根加强型振冲碎石桩的施工。

本发明还提供一种加强型振冲碎石桩，通过上述加强型振冲碎石桩施工方法得到，目的在于加大振冲碎石桩与地基接触面，增强二者结合交互程度，改善振冲碎石桩的受力，提高地基加固效果。加强型振冲碎石桩，包括竖向布置的桩体，桩体包括至少一节扩径段，扩径段外侧设置上述步骤S4组装得到的孔护壁网组件，扩径段的周围设有至少三个凸出体，并且每个凸出体对应一个扩孔护壁网。

进一步的是：凸出体的外轮廓呈半球形或半椭球形。

例如，扩径段的周围等中心角设置4～12个凸出体。

本发明加强型振冲碎石桩及其施工方法的有益效果是：本发明加强型振冲碎石桩施工方法通过扩孔护壁网组件解决扩孔中的塌孔问题，确保振冲碎石桩的施工质量。扩孔护壁网组件最终形成振冲碎石桩的一部分，提高了振冲碎石桩的成形质量。集渣桶对扩孔过程中产生的含渣废水进行收集，再通过排水管外排，避免含渣废水在桩孔内沉淀，影响成桩质量。

本发明加强型振冲碎石桩的桩体设置扩径段，并且扩径段的外侧设置扩孔护壁网组件，确保振冲碎石桩的最终形状与设计的形状一致。扩径段通过葫芦状扩大，加大了振冲碎石桩与地层的接触面积，增强了二者结合交互程度，提高了振冲碎石桩的承载力。

加强型振冲碎石桩扩径段设置半球形或半椭球形的凸出体，凸出体受力的作用线在桩体范围内，凸出体所受外力相当于对桩体具有挤密作用，利于桩体的长期稳定。

本发明还提供了一种振冲碎石桩扩径喷头，外壳设置弹出式的卡扣，卡扣自动弹出安装孔，振冲碎石桩扩径喷头可通过卡扣固定安装于扩孔护壁网组件的喷头固定孔；完成扩孔后，电磁吸盘改变通断电状态，也即是开始通电或断电，卡扣回缩至安装孔内，振冲碎石桩扩径喷头在喷水的反作用下从卡扣安装孔内脱出，可实现振冲碎石桩扩径喷头的取出。

附图说明

图1是本发明加强型振冲碎石桩施工方法的示意图。

图2是图1中的集渣桶的结构示意图。

图3是图1中的扩孔护壁网组件的结构示意图。

图4是图3中的扩孔护壁网的结构示意图。

图5是图1中的施压装置的结构示意图。

图6是本发明振冲碎石桩扩径喷头一个实施例的示意图。

图7是本发明振冲碎石桩扩径喷头另一个实施例的示意图。

图8是本发明加强型振冲碎石桩的纵剖面的局部示意图。

图9是图8沿A-A方向的横截面图。

附图标记：护筒1、集渣桶2、弹性外圈21、柔性防水材料22、辐条23、滑动环24、推杆25、扩孔护壁网组件3、扩孔护壁网31、钢丝网311、喷头固定孔312、钢支撑环313、支撑钢筋314、弧形钢筋315、连接弹簧32、绳索33、振冲碎石桩扩径喷头4、外壳41、旋转喷水头42、卡扣43、电磁吸盘44、连接钢筋45、保护管46、第一控制杆47、第二控制杆48、磁吸弹簧49，施压装置5、压环51、操作件52、桩体6。

具体实施方式

本发明加强型振冲碎石桩及其施工方法适用于深度在15m及以内的软粘土、亚粘土及粉砂土的地基加固处理，非扩径段的桩径一般为60～100cm。下面结合附图对本发明作进一步说明。

参考图1，本发明加强型振冲碎石桩施工方法，包括以下步骤：

S1、开挖桩孔，下放护筒1对桩孔进行护壁，进行清孔，直至设计深度。例如，采用射水法进行桩孔开挖，将振冲器对准桩位，启动施工车或吊机的卷扬机，使振动器以1～2m/min的速度在土层中下沉。随着桩孔深度增加，通过下放护筒1对桩孔侧壁进行保护，直至开挖至设计深度。护筒1一般选用钢制护筒。

S2、完成清孔后，向桩孔内填入碎石并锤击密实，再上提护筒1，使护筒1下端位于碎石顶面处，直至护筒1下端位于扩孔位置。

本步骤可以一次完成，也可以多次完成，由最低位置的扩径段与桩底的距离决定。具体的，清孔后，先向桩孔内填入碎石，然后上提护筒1，使护筒1下端位于碎石顶面处，即护筒1上提高度与该次碎石填入的厚度一致；再填入碎石并锤击密实，再上提护筒1至护筒1下端位于碎石顶面处；最后重复操作，直至护筒1下端位于扩孔位置。为了控制密实度，碎石的单次填入厚度为0.3～0.5m。

S3、将集渣桶2吊放至桩孔内碎石顶面处。

集渣桶2用于收集扩孔产生的含渣废水。集渣桶2包括圆筒状的弹性外圈21，弹性外圈21最好为橡胶材质，弹性外圈21的下端通过柔性防水材料22进行封闭，例如柔性防水材料22为防水布，弹性外圈21的内侧设置至少两层辐条23，例如在图2所示实施例中，辐条23为两层。每层辐条23的在弹性外圈21的连接位置高度相等，每层至少三根辐条23，每根辐条23的长度相等，各根辐条23两端均可转动连接弹性外圈21和滑动环24，滑动环24最好为钢环，每层的辐条23均与同一个滑动环24相连，各个滑动环24均位于弹性外圈21的中心轴线处。滑动环24内穿设推杆25，推杆25与滑动环24之间最好固定连接。

通过推杆25上提集渣桶2，在集渣桶2的自重作用下，各辐条23一定程度相对收拢，弹性外圈21处于收缩、挤压状态，集渣桶2的直径小于桩孔内径，通过推杆25可将集渣桶2吊放至桩孔内碎石的顶部。推杆25的长度不低于桩孔深度，推杆25上端始终位于桩孔外，以便于操作集渣桶2。上提护筒1，上提高度为集渣桶2的高度，再下压推杆25，辐条23撑开并维持撑开状态，弹性外圈21紧贴桩孔侧壁。下压推杆25时，辐条23撑开弹性外圈21，使弹性外圈21紧贴桩孔侧壁。相对固定推杆25，可使辐条23维持撑开状态，弹性外圈21维持紧贴桩孔侧壁状态；或者，滑动环24下压至一定程度后自锁，辐条23自动维持撑开状态，通过推杆25上提滑动环24，滑动环24的自锁功能失效，辐条23收拢。

S4、组装扩孔护壁网组件3。

扩孔护壁网组件3用于形成扩径段的凸出体。参见3和图4，扩孔护壁网组件3包括扩孔护壁网31、连接弹簧32和弹性网，扩孔护壁网31至少三个。单个的扩孔护壁网31包括呈长条状的钢丝网311，钢丝网311的中部设置喷头固定孔312，喷头固定孔312用于安装振冲碎石桩扩径喷头4，例如喷头固定孔312为圆形或矩形。为了保证喷头固定孔312处的稳固，扩孔护壁网31的喷头固定孔312的边缘设置钢支撑环313。钢丝网311的上下端分别设置弧形钢筋315，弧形钢筋315的长度大于钢丝网311上下端长度。各个扩孔护壁网31上端的弧形钢筋315之间通过连接弹簧32连接并形成环形，该环形为圆形或接近于圆形；各个扩孔护壁网31下端的弧形钢筋315之间通过连接弹簧32相连并形成环形，该环形为圆形或接近于圆形。相邻扩孔护壁网31之间通过弹性网相连，弹性网为自身可以具有一定弹性，并且可变形的网状材料，例如为纤维网。弹性网可直接连接于钢丝网311的左右侧，为了提高连接强度，钢丝网311的左右侧分别设置支撑钢筋314，弹性网连接于支撑钢筋314。

S5、预压扩孔护壁网组件3。

对扩孔护壁网组件3的顶部和底部之间进行预压，使各个扩孔护壁网31的钢丝网311，或者钢丝网311与支撑钢筋314向外弯曲，再通过绳索对扩孔护壁网组件3的中间部位进行绑扎，使扩孔护壁网组件3顶部和底部的连接弹簧32处于压缩状态。绳索可选用棉线等易断的线。预压和绑扎扩孔护壁网组件3的目的是减小扩孔护壁网组件3的尺寸，以便于将扩孔护壁网组件3吊放至桩孔内。

S6、在扩孔护壁网组件3的喷头固定孔312处分别安装振冲碎石桩扩径喷头4。

振冲碎石桩扩径喷头4用于扩孔。振冲碎石桩扩径喷头4的数量与喷头固定孔312的数量对应。下面提出一种振冲碎石桩扩径喷头，目的在于能在桩孔外操作桩孔内的振冲碎石桩扩径喷头4，使振冲碎石桩扩径喷头4从喷头固定孔312脱落，从而实现取出振冲碎石桩扩径喷头4的目的。

参见图6和图7，振冲碎石桩扩径喷头4，包括外壳41和连接于外壳41一端的旋转喷水头42，外壳41内设置与旋转喷水头42相连的进水管，进水管用于向旋转喷水头42供水。外壳41靠近旋转喷水头42的一端的侧壁的圆周方向设置至少一个安装孔，安装孔内安装弹出式的卡扣43，卡扣43为金属或塑料材质。卡扣43一般为2～4个，且各卡扣43最好沿外壳41的轴线等中心角分布。所谓弹出式的卡扣43，指的是卡扣43可从安装孔内弹出或转出，也可以收缩或转回至安装孔内。例如，卡扣43与外壳41之间设置用于将卡扣43弹出安装孔的压缩弹簧或者扭簧，或者卡扣43为两个或更多时，卡扣43与卡扣43之间设置用于将卡扣43弹出安装孔的压缩弹簧。

外壳41内部设置固定安装的电磁吸盘44，电磁吸盘44呈圆环状，圆环所在平面与外壳41的轴线方向垂直，圆环的外径小于外壳41的内径，电磁吸盘44的圆心位于外壳41的轴线上。电磁吸盘44固定安装于外壳41的内壁，例如电磁吸盘44通过至少两根连接钢筋45固定安装于外壳41的内壁。电磁吸盘44连接电缆，电缆用于向电磁吸盘44供电并产生磁吸力，电磁吸盘44与卡扣43直接或间接磁吸配合，电磁吸盘44产生的磁吸力控制卡扣43在安装孔内的位置。电磁吸盘44在通电状态和断电状态进行转换时，卡扣43在回缩至安装孔内与自动弹出安装孔两种状态同步转换。

为了对进水管和电缆形成保护作用，外壳41内还设置保护管46，进水管和电缆分别设置于保护管46内。例如，保护管46为软质的PVC管。

电磁吸盘44直接或间接与卡扣43磁吸配合。例如，卡扣43位于外壳41内部的一侧为磁吸材料或设置磁吸材料并直接与电磁吸盘44磁吸配合，电磁吸盘44在外壳41的位置与卡扣43在外壳41的位置一致，即卡扣4位于电磁吸盘44与外壳41之间的间隙。下面给出另外两个电磁吸盘44与卡扣43磁吸配合的实施例。

如图6所示，卡扣43之间设置弹簧，弹簧用于将卡扣43顶出安装孔。外壳41内的每个卡扣43分别配置一根第一控制杆47，每根第一控制杆47均位于卡扣43背对旋转喷水头42的一侧，对应图6，旋转喷水头42位于卡扣43的左侧，第一控制杆47位于卡扣43右侧。第一控制杆47的一端与卡扣43固定连接、另一端铰接于外壳41的内壁，卡扣43位于外壳41内部的一侧和/或第一控制杆47为磁吸材料并与电磁吸盘44磁吸配合。电磁吸盘44通电后形成磁吸力，卡扣43和第一控制杆47在磁吸力作用下向电磁吸盘44方向移动，卡扣43收缩至安装孔内。电磁吸盘44断电，磁吸力消失，卡扣43在弹簧的作用下自动弹出安装孔。

再例如，如图7所示，卡扣43之间设置弹簧，弹簧用于将卡扣43顶出安装孔。外壳41内的每个卡扣43分别配置一根第二控制杆48，每根第二控制杆48和电磁吸盘44均位于卡扣43背对旋转喷水头42的一侧，电磁吸盘44通过连接钢筋45固定安装于外壳41的内壁，连接钢筋45与第二控制杆48的数量相等且位置对应，连接钢筋45沿电磁吸盘44的半径方向布置。连接钢筋45的外侧穿设弹性固定件，弹性固定件与第二控制杆48固定连接，弹性固定件用于固定第二控制杆48，并且具有保护电磁吸盘44的作用，避免第二控制杆48在磁吸力的作用下对电磁吸盘44造成损伤。例如，参见图7，弹性固定件为两根磁吸弹簧49，其中一根磁吸弹簧49的两端与外壳41内壁和第二控制杆48固定连接，另一根磁吸弹簧49两端与第二控制杆48和电磁吸盘49固定连接。此外，弹性固定件还可以是弹性垫圈，弹性垫圈穿设于连接钢筋45的外侧，弹性垫圈的两侧分别为第二控制杆48和电磁吸盘44，弹性垫圈的与第二控制杆48固定连接。第二控制杆48为磁吸材料并与电磁吸盘44磁吸配合。第二控制杆48由钢条制成，电磁吸盘44直接吸附第二控制杆48，使卡扣43回缩至安装孔内。

S7、将扩孔护壁网组件3吊放至桩孔内集渣桶2内最上层的辐条23上方。

推杆25从扩孔护壁网组件3的上下端的环形内穿过，再将扩孔护壁网组件3吊放至桩孔内集渣桶2内。吊放扩孔护壁网组件3时，扩孔护壁网31下端的各段弧形钢筋315分别连接绳索33，绳索33可选择钢丝绳，通过绳索33吊放至桩孔内集渣桶2内最上层的辐条23上方。扩孔护壁网31下端的各段弧形钢筋315分别连接绳索33，一来保证吊放扩孔护壁网组件3的平衡，二来便于后续平衡地提拉扩孔护壁网31下端对扩孔护壁网组件3进行施压。

将施压装置5吊放至扩孔护壁网组件3的顶部，施压装置5用于对扩孔护壁网组件3的顶部进行下压。施压装置5包括压环51和固定连接于压环51一侧的操作件52，压环51呈圆环形，圆环的外径与护筒1的内径适配，保证圆环可放入桩孔，圆环的内径小于步骤S5预压后的扩孔护壁网组件3中弧形钢筋315与连接弹簧32围成的圆形的直径，使压环51能对扩孔护壁网组件3的上端进行下压。例如，参见图5，压环51铁环，操作件52为钢管、钢格板或钢片，操作件52的下端焊接固定于压环51，操作件52上端位于桩孔外。

S8、上提护筒1，使护筒1下端接近扩孔护壁网组件3的上端。

本步骤上提护筒1是为了进行扩孔。步骤S7中，扩孔护壁网组件3插入集渣桶2的深度最好为扩孔护壁网组件3在桩孔内的最大压缩变形量的一半；并且，上提护筒1后，护筒1下端至桩孔孔口的距离与扩孔护壁网组件3上端至桩孔孔口的距离的差最好为扩孔护壁网组件3在桩孔内的最大压缩变形量的一半。

S9、通过吊放扩孔护壁网组件3的绳索33与施压装置5同时、等量对扩孔护壁网组件3进行施压，即下压施压装置5并同时上拉绳索33，下压量与上拉量相等，以确保振冲碎石桩扩径喷头4始终保持在设计高度。各个扩孔护壁网31向外弯曲，并紧贴桩孔侧壁，扩孔护壁网组件3中间部位的绳索33断裂。

S10、向集渣桶2内放入排水管，通过振冲碎石桩扩径喷头4进行扩孔施工，含渣废水进入集渣桶2内并通过排水管排出桩孔。

S11、循环操作步骤S9和步骤S10，直至扩孔完毕。

S12、从桩孔内取出施压装置5，使振冲碎石桩扩径喷头4从喷头固定孔312脱落，将振冲碎石桩扩径喷头4和排水管从桩孔内取出，通过推杆25上提集渣桶2的滑动环24将集渣桶2从桩孔内取出。例如，对振冲碎石桩扩径喷头4的电磁吸盘44进行通电，振冲碎石桩扩径喷头4从喷头固定孔312内脱出。

S13、重复上述步骤S2～S12，直至完成整根加强型振冲碎石桩的施工。

通过上述加强型振冲碎石桩施工方法得到的加强型振冲碎石桩，包括竖向布置的桩体，桩体为碎石材质，桩体包括至少一节扩径段，扩径段外侧设置上述扩孔护壁网组件3，扩径段的周围具有至少三个凸出体，每个凸出体对应一个扩孔护壁网31。凸出体的外轮廓最好呈半球形或半椭球形，土层对凸出体作用力的延长线相交于桩体非扩径段的范围内，凸出体所受外力对对桩体具有挤密作用，利于桩体的长期稳定。桩体扩径段周围的凸出体最好均匀布置，至少三个，一般等中心角设置4～12个凸出体，例如设置8个凸出体，如图9所示。

本发明在加强型振冲碎石桩的桩体6设置扩径段，并且扩径段的外侧设置扩孔护壁网组件3，确保振冲碎石桩的最终形状与设计的形状一致。加强型振冲碎石桩的扩径段通过葫芦状扩大，加大了振冲碎石桩与地层的接触面积，增强了二者结合交互程度，提高了振冲碎石桩的承载力。

Claims (10)

1.加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、开挖桩孔，下放护筒(1)对桩孔进行护壁，直至设计深度；

S2、完成清孔后，向桩孔内填入碎石并锤击密实，再上提护筒(1)，使护筒(1)下端位于碎石顶面处，直至护筒(1)下端位于扩孔位置；

S3、将集渣桶(2)吊放至桩孔内碎石顶面处；

首先，通过推杆(25)将集渣桶(2)吊放至桩孔内碎石的顶部，推杆(25)上端位于桩孔外；然后，上提护筒(1)，上提高度为集渣桶(2)的高度；最后，下压推杆(25)，辐条(23)撑开并维持撑开状态，弹性外圈(21)紧贴桩孔侧壁；其中，集渣桶(2)包括圆筒状的弹性外圈(21)，弹性外圈(21)的下端通过柔性防水材料(22)进行封闭，弹性外圈(21)的内侧连接至少两层辐条(23)，每层的辐条(23)均与同一个滑动环(24)相连，各根辐条(23)两端均可转动连接弹性外圈(21)和滑动环(24)，各个滑动环(24)均位于弹性外圈(21)的中心轴线处，滑动环(24)内穿设推杆(25)；

S4、组装扩孔护壁网组件(3)；

扩孔护壁网组件(3)包括扩孔护壁网(31)、连接弹簧(32)和弹性网，扩孔护壁网(31)包括呈长条状的钢丝网(311)，钢丝网(311)的中部设置喷头固定孔(312)，钢丝网(311)的上下端分别设置弧形钢筋(315)；扩孔护壁网(31)至少三个，各个扩孔护壁网(31)上端的弧形钢筋(315)之间通过连接弹簧(32)连接并形成环形，各个扩孔护壁网(31)下端的弧形钢筋(315)之间通过连接弹簧(32)相连并形成环形，相邻扩孔护壁网(31)的钢丝网(311)之间通过弹性网相连；

S5、预压扩孔护壁网组件(3)；

对扩孔护壁网组件(3)的顶部和底部之间进行预压，使各个扩孔护壁网(31)的钢丝网(311)向外弯曲，再通过绳索对扩孔护壁网组件(3)的中间部位进行绑扎，使扩孔护壁网组件(3)顶部和底部的连接弹簧(32)处于压缩状态；

S6、在扩孔护壁网组件(3)的喷头固定孔(312)处分别安装振冲碎石桩扩径喷头(4)，振冲碎石桩扩径喷头(4)包括外壳(41)和连接于外壳(41)一端的旋转喷水头(42)，外壳(41)内设置与旋转喷水头(42)相连的进水管，外壳(41)靠近旋转喷水头(42)的一端的侧壁的圆周方向设置至少一个安装孔，安装孔内安装弹出式的卡扣(43)，外壳(41)内部固定安装电磁吸盘(44)，电磁吸盘(44)连接电缆，电磁吸盘(44)与卡扣(43)磁吸配合；电磁吸盘(44)在通电状态和断电状态进行转换时，卡扣(43)在回缩至安装孔内与自动弹出安装孔两种状态同步转换；

S7、将扩孔护壁网组件(3)吊放至桩孔内集渣桶(2)内最上层的辐条(23)上方；

扩孔护壁网(31)下端的各段弧形钢筋(315)分别连接绳索(33)并通过绳索(33)吊放至桩孔内集渣桶(2)内，再将施压装置(5)吊放至扩孔护壁网组件(3)的顶部，施压装置(5)的操作件(52)的上端位于桩孔外；其中，施压装置(5)包括压环(51)和固定连接于压环(51)一侧的操作件(52)，压环(51)呈圆环形，圆环的外径与护筒(1)的内径适配，圆环的内径小于步骤S5预压后的扩孔护壁网组件(3)中弧形钢筋(315)与连接弹簧(32)围成的圆形的直径；

S8、上提护筒(1)，使护筒(1)下端接近扩孔护壁网组件(3)的上端；

S9、通过吊放扩孔护壁网组件(3)的绳索(33)与施压装置(5)同时、等量地对扩孔护壁网组件(3)进行施压，各个扩孔护壁网(31)的钢丝网(311)向外弯曲并紧贴桩孔侧壁，扩孔护壁网组件(3)中间部位的绳索受压后断裂；

S10、向集渣桶(2)内放入排水管，通过振冲碎石桩扩径喷头(4)进行扩孔施工，含渣废水进入集渣桶(2)内并通过排水管排出桩孔；

S11、循环操作步骤S9和步骤S10，直至扩孔完毕；

S12、从桩孔内取出施压装置(5)，使振冲碎石桩扩径喷头(4)从喷头固定孔(312)脱落，将振冲碎石桩扩径喷头(4)和排水管从桩孔内取出，通过推杆(25)上提集渣桶(2)的滑动环(24)将集渣桶(2)从桩孔内取出；

S13、重复上述步骤S2～S12，直至完成整根加强型振冲碎石桩的施工。

2.如权利要求1所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：步骤S1中，采用射水法进行桩孔开挖，护筒(1)为钢制护筒。

3.如权利要求1所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：步骤S2中，先向桩孔内填入碎石，然后上提护筒(1)，使护筒(1)下端位于碎石顶面处，再填入碎石并锤击密实，再上提护筒(1)至护筒(1)下端位于碎石顶面处，最后重复操作，直至护筒(1)下端位于扩孔位置。

4.如权利要求3所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：步骤S2中，碎石的单次填入厚度为0.3～0.5m。

5.如权利要求1所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：步骤S3中，弹性外圈(21)为橡胶材质，柔性防水材料(22)为防水布，辐条(23)为钢辐条(23)，滑动环(24)为钢环。

6.如权利要求1～5任一权利要求所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：步骤S4中，扩孔护壁网(31)的喷头固定孔(312)的边缘设置钢支撑环(313)，钢丝网(311)的左右侧分别设置支撑钢筋(314)，弹性网连接于支撑钢筋(314)。

7.如权利要求6所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：弹性网为纤维网。

8.如权利要求1～5任一权利要求所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：步骤S7中，扩孔护壁网组件(3)通过钢丝绳吊放至桩孔内，操作件(52)为钢管、钢格板或钢片，操作件(52)的下端焊接固定于压环(51)。

9.如权利要求1～5任一权利要求所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：步骤S7中，扩孔护壁网组件(3)插入集渣桶(2)的深度为扩孔护壁网组件(3)在桩孔内的最大压缩变形量的一半。

10.如权利要求9所述的加强型振冲碎石桩施工方法，其特征在于：步骤S8中，护筒(1)下端至桩孔孔口的距离与扩孔护壁网组件(3)上端至桩孔孔口的距离的差为扩孔护壁网组件(3)在桩孔内的最大压缩变形量的一半。

Images