一种水泥土复合管桩整体式成型机及其水泥土复合管桩成型方法与流程

2021-01-17 11:01:57|

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本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种水泥土复合管桩整体式成型机及其水泥土复合管桩成型方法。

背景技术：

水泥土复合管桩是由水泥土和预应力混凝土管桩复合施工形成的具有互补增强作用的桩体，内芯为预应力混凝土管桩，外芯为水泥土桩。

目前，水泥土复合管桩的施工主要是采用水泥土施工机具和管桩施工设备两套设备交替轮流施工。该施工方式存在如下缺点：①、占用场地大。两套设备同时进场并交替、行走必然对场地面积需求大。②、耗时比较长。一道工序完成后，另一套设备入场、定位，工序衔接耗时较长。③、占用人员多。每套设备都要配备一班操作工人，劳务成本高。④、设备进场、转场搬运费用高。两套设备必然要产生两套设备的搬运费用。⑤、施工费用高。工时长、人员多、运费高、场地占用大等导致施工费用必然较高。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种水泥土复合管桩整体式成型机及其水泥土复合管桩成型方法，以解决现有水泥土复合管桩的施工方式存在的占用场地大、耗时长、占用人员多、设备搬运费高、施工费用高等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种水泥土复合管桩整体式成型机，所述整体式成型机包括履带式打桩机和水泥桩施工装置，所述履带式打桩机包括平台和桩架，所述桩架安装在所述平台上，所述水泥桩施工装置安装在所述桩架上。

进一步地，所述履带式打桩机还包括管桩施工装置，所述管桩施工装置与所述水泥桩施工装置分别安装在所述桩架的相对侧。

进一步地，所述桩架的一侧设置有第一导轨，另一侧设置有第二导轨；所述管桩施工装置可滑动地安装在所述第一导轨上；所述水泥桩施工装置可滑动地安装在所述第二导轨上。

进一步地，所述水泥桩施工装置包括安装箱、动力头、钻杆和钻头，所述安装箱和所述动力头分别可滑动地安装在所述第二导轨上，所述安装箱上安装有所述钻杆，所述钻杆与所述动力头连接，所述钻头安装在所述钻杆的底端；所述钻杆与所述桩架平行。

进一步地，所述水泥桩施工装置还包括高压旋喷水龙头，所述高压旋喷水龙头安装在所述钻杆的顶端。

进一步地，所述钻杆下方靠近所述钻头的位置安装有搅拌翅和水平喷嘴。

进一步地，所述管桩施工装置包括卷扬机、液压桩锤和夹桩器，所述卷扬机的钢丝绳通过所述桩架上部的导向滑轮与所述液压桩锤连接，所述夹桩器安装在所述桩架的下方；所述液压桩锤与所述桩架平行。

进一步地，所述履带式打桩机还包括操作室和履带式行走机构，所述操作室与所述平台连接，所述履带式行走机构通过安装座安装在所述平台的下方。

根据本发明的第二方面，一种水泥土复合管桩成型方法，所述成型方法使用上述的整体式成型机。

进一步地，所述成型方法包括如下步骤：

s1：将所述整体式成型机就位，对所述水泥桩施工装置进行定位和调平；

s2：启动水泥浆搅拌机，制备水泥浆；

s3：启动所述水泥桩施工装置，所述水泥浆在注浆泵的作用下通过所述水泥桩施工装置的高压旋喷水龙头进入所述水泥桩施工装置的钻杆中，所述钻杆自钻式下沉至设计深度；

s4：所述钻杆通过水平喷嘴在设计深度处喷浆搅拌30s±5s，再开始提升，并始终保持送浆连续；

s5：重复步骤s4和s5对需复搅复喷段进行高压喷射搅拌的下沉和提升；

s6：关闭所述水泥桩施工装置，将所述整体式成型机直线位移，所述履带式打桩机的管桩施工装置定位，然后进行沉桩、接桩、送桩；

s7：将所述整体式成型机移至下一机位，重复作业。

本发明具有如下优点：

本发明一种水泥土复合管桩整体式成型机是集水泥桩施工装置和管桩施工装置于一体的整体式水泥土复合管桩施工机械，水泥桩施工装置和管桩施工装置在桩架上平行布置于桩架两侧。在使用过程中，通过直线轻移桩架，即可先后完成水泥土桩及管桩的定位及施工。

本发明一种水泥土复合管桩整体式成型机具有占用场地小、安全系数高、操作简单、节省成本等优点。

本发明一种水泥土复合管桩成型方法，采用本发明一种水泥土复合管桩整体式成型机，通过直线轻移桩架，即可先后完成水泥土桩及管桩的定位及施工，能够有效缩短施工周期，节约用工成本，缩减机械搬运费用，降低管桩制作成本，且操作方法安全简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明1提供的一种水泥土复合管桩整体式成型机的正视图；

图2为本发明2提供的一种水泥土复合管桩整体式成型机的俯视图；

图中：平台1，桩架2，第一导轨3，第二导轨4，安装箱5，动力头6，钻杆7，钻头8，搅拌翅9，卷扬机10，液压桩锤11，夹桩器12，操作室13，履带式行走机构14。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-2所示的一种水泥土复合管桩整体式成型机包括履带式打桩机和水泥桩施工装置，所述履带式打桩机包括平台1、桩架2和管桩施工装置，所述桩架2安装在所述平台1上，所述管桩施工装置与所述水泥桩施工装置分别安装在所述桩架2的相对侧，且二者均与所述桩架2平行。

本发明的整体式成型机是集水泥桩施工装置和管桩施工装置于一体的整体式水泥土复合管桩施工机械，其中，水泥桩施工装置和管桩施工装置在桩架上成180度平行布置于桩架两侧。在使用过程中，通过直线轻移桩架，即可先后完成水泥土桩及管桩的定位及施工。

所述桩架2的一侧设置有两个第一导轨3，另一侧设置有两个第二导轨4；所述管桩施工装置通过第一滑块可滑动地安装在所述第一导轨3上；所述水泥桩施工装置通过第二滑块可滑动地安装在所述第二导轨4上。通过该技术方案，能够实现管桩施工装置和水泥桩施工装置的上下升降，以适应不同的施工要求。

所述水泥桩施工装置包括安装箱5、动力头6、钻杆7和钻头8，所述安装箱5和所述动力头6分别通过第三滑块可滑动地安装在所述第二导轨4上，所述安装箱5上安装有所述钻杆7，所述钻杆7与所述动力头6连接，所述钻头8安装在所述钻杆7的底端。

所述水泥桩施工装置还包括高压旋喷水龙头8，所述高压旋喷水龙头8安装在所述钻杆7的顶端。通过该技术方案，高压旋喷水龙头8与喷浆、喷气、喷水系统连接，通过高压旋喷水龙头8能够实现向钻杆7的内腔内注浆。

所述钻杆7下方靠近所述钻头8的位置安装有搅拌翅9和水平喷嘴。通过钻头8个搅拌翅9设计，能够更有效地实现钻杆下沉至设计深度，通过水平喷嘴能够将钻杆7内的浆料喷出，完成注浆。

所述管桩施工装置包括卷扬机10、液压桩锤11和夹桩器12，所述卷扬机10的钢丝绳通过所述桩架2上部的导向滑轮与所述液压桩锤11连接，所述夹桩器12安装在所述桩架2的下方。通过卷扬机10的作用能够实现液压桩锤11的上下打击，通过夹桩器12能够实现对管桩的固定。更优选地，所述液压桩锤11与所述钻杆7均有所述桩架2平行，这样，通过直线轻移桩架，使先后对水泥土桩及管桩的定位及施工更加精准有效，能有效节省施工时间。

所述履带式打桩机还包括操作室13和履带式行走机构14，所述操作室13与所述平台1连接，所述履带式行走机构14通过安装座安装在所述平台1的下方。通过操作室13和履带式行走机构14的设计，能够完成对平台1和桩架2的机械移动。

本发明的整体式成型机具有以下优点：

1、占用场地小。水泥桩施工装置和管桩施工装置合二为一，大大缩小了场地占用面积。

2、缩短施工周期。水泥桩施工完成后，只需2-3分钟通过直线轻移桩架，即可完成管桩施工装置的定位，极大地缩短了工序衔接间隔时间。

3、节约用工成本。整体式成型机需一班工人即可完成两个工序操作，节约了用工成本。

4、缩减机械搬运费用。采用整体式成型机后，机械入场、转场只需搬运一套设备，节约了搬运成本。

5、降低管桩高度。水泥土复合管桩通过加大横向摩阻力，降低了管桩高度，进而降低了管桩成本。

6、降低总施工成本。通过降低工时、人工、运费、单桩成本等，进而降低总成本。

7、安全系数高。本发明的整体式成型机改变了传统旋转式施工设备，而是将水泥桩施工装置和管桩施工装置平行布置于桩架两侧，施工中不需要旋转桩机，而是将桩机稍微进行直线位移，实现水泥土施工与管桩施工的前后衔接，降低了桩架旋转中带来的风险。

8、简单易操作。本发明的整体式成型机操作对操作员的熟练度、经验程度要求较低，操作简单。

本发明的整体式成型机可用于素填土、粉土、黏性土、松散砂土、稍密砂土、中密砂土等土层的施工。如遇有下列情况时，应通过现场和室内试验确定其适用性：1、淤泥、淤泥质土、吹填土、含有大量植物根茎土；2、地下水具有强腐蚀性或/和地下水流速较大的场地；3、含有较多石块、漂石或其他障碍物；4、含有不宜作为持力层的坚硬夹层；5、密实砂层。

实施例2

一种水泥土复合管桩成型方法，所述成型方法使用实施例1所述的整体式成型机。所述成型方法包括如下步骤：