[发明专利]复杂地层的超深振冲碎石桩的施工方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种地基处理施工方法。尤其涉及一种大功率振冲器作用下的超深振冲碎石桩的施工方法。

背景技术

国内外对振冲法碎石桩的施工进行了许多研究，并取得了一定的成功。但用碎石桩处治的深度超过15m甚至20m以上中粗砂含粉细砂夹层（互层）及圆砾含粉细砂夹层（互层）的复杂地层却很少。由于超深地层中的中粗砂及圆砾密实度较大，小于130kW的振冲器激振力较小，造孔速度慢甚至无法达到造孔要求，因而这类地层在采用振冲碎石桩处理时，常常需用150kW甚至180kW的大功率振冲器。由于中粗砂及圆砾地层中常含有粉细砂夹层，在该类地层中施工时，常常出现中粉细砂夹层“抱住”振冲器的现象（即我们俗称“抱孔”）。一旦发生“抱孔”，则振冲器无法移动，若强行上提，吊车大臂将有折断的危险。

目前常通过提高冲水水压，在一定程度上解决了“抱孔”问题, 可随之而来出现了“串孔”问题, 严重影响了振冲碎石桩的成桩质量。现行规范中，《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）中仅对75kW及以下的振冲器相关技术有所规定，《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》（DL/T 5214-2005）仅对130kW以下的振冲器相关技术有所规定，并未见有关于复杂地层中130kW以上的大功率振冲器施工的相关施工技术规定。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种复杂地层的超深振冲碎石桩的施工方法，本发明可以解决大功率振冲器在超过15m甚至20m以上中粗砂含粉细砂夹层（互层）及圆砾含粉细砂夹层（互层）的复杂地层中施工过程中遇到的“抱孔”、施工速度慢、“串孔”等施工难题。相比传统施工方法，可以有效加快施工进度、提高施工效率，并且减少设备的损坏率、降低成本。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种复杂地层的超深振冲碎石桩的施工方法，其特征在于步骤如下：

（1）施工准备工作：实施施工现场的“三通一平”,准备机具，将振冲器和导杆连接，将振冲器通过导气管连接至空压机；

（2）造孔：将振冲器吊起并对准桩位下降至离地面30cm以内，启动清水泵供水，启动空压机供气，待振冲器下端射水孔口出水的水压、水量和喷气孔口气压达到工艺要求，方启动振冲器；待振冲器内的偏心块达到额定转速时，下沉振冲器贯入土层进行造孔，造孔过程中吊机卷扬绳的下放速度控制在0.5~2m/min；并始终保持振冲器处于悬挂状态；当造孔达到设计深度，上提振冲器，造孔完毕；

（3）清孔：关闭空压机，控制振冲器提出孔口，然后再次下沉振冲器，往复2~3次，使孔口泥浆变稀；

（4）填料：清孔后将振冲器提离孔底30~50cm，由装载机向孔内投入碎石，每次填料厚度为30~50cm，依靠振冲器的水平振动力将孔内的石料振密，当振冲器电机的电流迅速增大，直至达到加密电流110~180A，仍继续加密，达到留振时间为5~10s，填料加密过程完成，此过程中加密水压为0.2~0.8MPa；

（5）成桩：重复步骤（4），直至填料加密至桩顶。

所述步骤（2）中，在振冲器逐步下沉的过程中，控制气协的气压随成桩深度的加大同步增加。 

所述步骤（2）中，造孔过程中若遇电流值超过电机的额定电流时，应暂停振冲器的下沉或减速下沉，增大水压、气压冲垮松散土层后再继续下沉造孔。

所述步骤（2）中，若土层中有较硬的夹层，应采用扩孔措施，即在硬土层中将振冲器上下往复移动几次，以使该段孔径扩大，便于填料。

所述步骤（2）中，针对的是深度超过15~20m中粗砂含粉细砂夹层（互层）及圆砾含粉细砂夹层（互层）的复杂地层。

所述步骤（2）中，所使用的振冲器的功率为130kW~180kW。

所述步骤（2）中，所用的空压机容积为7~12m³，喷气孔口气压为0.2~0.8Mpa。

所述步骤（2）中，振冲器的造孔电流为110~190A，造孔水压为0.2~0.8Mpa。

所述步骤（2）中，如遇塌孔，采用黏土泥浆护壁。

所述步骤（5）中，施工成桩深度为15~22m。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、采用本方法所述的步骤，并采用130~180kW大功率振冲器可有效解决超过15m~22m中粗砂含粉细砂夹层（互层）及圆砾含粉细砂夹层（互层）的复杂地层中造孔速度较慢甚至无法造孔的难题。