[发明专利]一种碎石挤密桩用成桩设备及成桩施工方法

说明书

技术领域

本发明属于桩基施工技术领域，尤其是涉及一种碎石挤密桩用成桩设备及成桩施工方法。

背景技术

碎石挤密桩是常见的复合地基处理方法，其原理在于：通过挤压式施工形成桩孔，并向桩孔内放置碎石，处理后的地基为将原软弱土置换为碎石，桩周土壤得到挤密，同时碎石挤密桩还可以像砂井一样起到控水排水的作用。因为碎石挤密桩的这些显著优点，所以在地基处理中得到了广泛的应用。

碎石挤密桩传统的施工工艺为振动冲击碎石桩，即使用振动器将桩管沉入土壤内，然后将碎石材料注入桩管内，同时振动桩管并将桩管拔起，使碎石挤密，形成连续的具有一定承载能力的桩体。振动冲击碎石桩的施工工艺存在以下缺点：因为传统的碎石挤密桩在成桩时需要对钻杆加以高频的振动，高频振动会对桩周边土壤产生液化现象，破坏原状土壤已经固结的原始结构，使土壤承载力下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种碎石挤密桩用成桩设备，该设备的钻杆通过驱动装置进行连续转动，且在转动的过程中进行向下钻进和向上提升，在向下钻进的同时不会对桩周土体产生较大的震动，有利于对桩周土体原始结构的保护，避免了桩周土体承载力的下降；同时通过在钻杆的下端设置钻门，便于碎石料的出料，结构简单且使用方便。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碎石挤密桩用成桩设备，其特征在于：包括呈竖向布设的钻杆和驱动所述钻杆连续转动并使所述钻杆向下钻进与向上提升的驱动装置，所述钻杆内部为供该碎石料下料的空心钻杆，所述钻杆的下端设置有供所述碎石料出料的钻门，所述钻门为圆形结构，所述钻门的直径不小于所述钻杆的内径，所述钻门为开合构件，所述开合构件包括水平布设的安装杆和可沿所述安装杆进行上下翻转的开合本体，所述安装杆的两端均与所述钻杆固定连接，所述安装杆位于所述钻杆的中部，所述开合本体的数量为两个，两个所述开合本体均为半圆形平板。

上述一种碎石挤密桩用成桩设备，其特征是：所述钻杆的外壁上由上至下设置有搅拌叶片，所述搅拌叶片沿所述钻杆外壁的周向呈螺旋线布设。

上述一种碎石挤密桩用成桩设备，其特征是：所述搅拌叶片的宽度由上至下均相同，所述搅拌叶片的螺距由上向下均相同。

上述一种碎石挤密桩用成桩设备，其特征是：所述搅拌叶片的外侧均设置有切削齿或刀刃。

上述一种碎石挤密桩用成桩设备，其特征是：所述搅拌叶片的下端设置在所述钻门的下方，所述搅拌叶片的下端与所述钻门之间的距离为8mm～12mm。

上述一种碎石挤密桩用成桩设备，其特征是：所述安装杆的长度不小于所述钻杆的内径。

本发明还提供了一种利用上述成桩设备进行碎石挤密桩成型的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、施工准备：平整施工场地后，对所施工碎石挤密桩的桩位进行放线测量，再将旋转钻机移至碎石挤密桩的桩位所处位置处，使钻门位于所施工碎石挤密桩桩位的正上方，同时所述钻杆呈竖向布设；

步骤二、钻杆下钻成孔：启动所述驱动装置，所述驱动装置带动所述钻杆逆时针旋转，并通过控制所述驱动装置使所述钻杆匀速竖直向下钻进，此时所述钻门为闭合状态，直至所述钻门钻进至所施工碎石挤密桩的桩底标高处，关闭所述驱动装置，使所述钻杆停止旋转及钻进，形成所施工碎石挤密桩的桩孔；

步骤三、初步灌入碎石料：在所述钻杆的入口处灌入碎石料，使所述碎石料填满所述空心钻杆的内部时，停止碎石料的灌入；

步骤四、提升钻杆及再次灌入碎石料：启动所述驱动装置，所述驱动装置带动所述钻杆顺时针旋转，并通过控制所述驱动装置使所述钻杆匀速竖直向上提升，在所述钻杆提升的过程中，所述钻门打开，使所述碎石料连续地进入步骤二中形成的所述桩孔内；

在所述碎石料进入所述桩孔的过程中，当所述空心钻杆内碎石料的高度低于所述空心钻杆高度的1/2～2/3时，在所述钻杆的入口处灌入碎石料，使所述碎石料填满所述空心钻杆的内部；

步骤五、桩体成型：重复步骤三至步骤四，直至所施工碎石挤密桩成型。

上述一种碎石挤密桩成型的施工方法，其特征是：步骤二中所述钻杆匀速竖直向下钻进的速度为0.2m/min～0.5m/min；

步骤二中所述钻杆每匀速竖直向下钻进2m～3m，控制所述驱动装置使所述钻杆停止下钻，同时所述钻杆持续旋转不小于15s；

步骤二中所述钻门钻进至所施工碎石挤密桩的桩底标高处时，控制所述驱动装置使所述钻杆停止下钻，同时所述钻杆持续旋转30s～40s。