一种高水位区域砂性地基振冲碎石桩设备的制作方法

本实用新型涉及振冲器技术领域，特别涉及一种高水位区域砂性地基振冲碎石桩设备。

背景技术：

传统的路基液化处理采用振冲碎石桩施工工艺进行加固处理。振冲碎石桩施工工艺是利用一种能产生水平向震动力的设备(振冲器)在高压水流下边振边冲，在软地基中成孔，然后在孔内填入碎石等材料制成桩体，与原地基形成一个复合地基，提高地基承载力，减少沉降的地基加固方法。传统的振冲设备中，高压水流经由设置在振冲器内部中的水流通道在振冲头的射水孔射出，也即高压水流的出水孔设置在振冲头上。

随着沿海城市的发展，以景观为主题的沿海大道的路基、构物工程的地基液化处理面临着：地下水位高(地下水位≥0.5m)、粉细砂处理深度深且通过日积月累的作用，砂层的击实标准值高等施工困难，利用传统的振冲设备进行施工，常常造成振动下沉过程中出现砂层塌孔，振冲设备抱死而难以上提/拔出，不能达到设计桩长的困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种适合高水位区域砂性地基的振冲碎石桩设备，其可以克服现有技术的缺陷，在振动下沉过程中能将周围砂层快速降低其标贯强度，避免振冲设备抱死难以上提/拔出，使振冲器能更深入的进尺，从而达到设计桩长。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种高水位区域砂性地基振冲碎石桩设备，包括：振冲器和高压射水装置，所述高压射水装置包含射水管，所述射水管周向间隔设于所述振冲器的外周；所述振冲器具有倒锥形的振冲头，所述振冲头的一端为直径最大的锥头端，另一端为直径最小的锥尖端，所述射水管的出水口与所述振冲头的锥头端齐平。

可选地，所述射水管的数量为3条，所述3条射水管中任意两条射水管之间的间隔距离相等。

可选地，所述高压射水装置还包含高压水输送管和高压水泵，所述高压水输送管用于连接所述射水管和所述高压水泵。

可选地，所述射水管焊接在所述振冲器的外周上。

可选地，所述射水管为钢管。

可选地，所述高压水输送管为塑料管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型提供的高水位区域砂性地基振冲碎石桩设备，通过将高压射水装置的射水管设置在振冲器的外周，辅助振冲器振冲成孔，与传统的振冲器将射水孔设在振冲头上相比，本实用新型在振动下沉过程中能快速降低其周围砂层的标贯强度，避免振冲设备抱死难以上提/拔出，使振冲器能更深入的进尺，从而达到设计桩长；同时成桩时间短，大大加快了施工进度，缩短了项目施工的总工期；

2、本实用新型的射水管可通过焊接的方式固定在振冲器外周，从而可以直接利用传统的振冲器改装，成本低，性价比高。

附图说明

图1：实施例1的振冲碎石桩设备结构示意图；

图2：实施例1的振冲碎石桩设备俯视图。

图中：

10、振冲器，101、振冲头，1011、锥头端，1012、锥尖端；

20、高压射水装置，201、射水管，2011、出水口，202、高压水泵，203、高压水输送管。

具体实施方式

本实用新型提供一种适合高水位区域砂性地基的振冲碎石桩设备，其可以克服现有技术的缺陷，在振动下沉过程中能快速降低周围砂层的标贯强度，避免振冲设备抱死难以上提/拔出，使振冲器能更深入的进尺，从而达到设计桩长。为更加清楚的表示，下面结合附图对本实用新型做详细的说明。

实施例1：

参照图1和图2所示，本实施例公开了一种振冲碎石桩设备，该设备包括振冲器10和高压射水装置20。参照图1所示，振冲器10包括圆柱形的本体(未标示)和连接在所述本体前端的振冲头101。振冲头101为上大下小的倒锥形结构，其直径最大的一端为锥头端1011，直径最小的一端为锥尖端1012。锥形结构的设计便于其向下振动成孔。

参照图1所示，高压射水装置20包括射水管201、高压水泵202及高压水输送管203。高压水输送管203用于连接高压水泵202和射水管201，其一端连接高压水泵202的出水孔，另一端连接射水管201的进水孔。由于本实用新型适用于高水位区域砂性地基，所以高压水泵202可以就地利用水资源，且冲洗水汇流排出后还可循环利用，经济环保。具体的，射水管201为钢管(例如是dn65钢管)，高压水输送管203可以为塑料管(例如是dn100塑料管)，一方面可以保证下沉过程中射水管201不易因振动、沙土/碎石撞击等损坏，一方面可以降低总成本。

参照图1和图2所示，射水管201周向间隔设于所述振冲器10圆柱形本体的外周，其可以是通过焊接固定在振冲器10的外壁上。射水管201的出水口2011与振冲头101的锥头端1011齐平，从而不会影响振冲头101向下进尺，且射出的水恰好正对振冲头101锥尖端1012周围的砂土冲击，帮助成孔和扩孔，从而在振动下沉过程中能快速降低其周围砂层的标贯强度，避免振冲设备抱死难以上提/拔出，使振冲器能更深入的进尺，从而达到项目需要的设计桩长。参照图2所示，射水管的数量可以为3条，所述3条射水管中任意两条射水管之间的间隔距离相等，也即，三者形成稳固的等边三角形结构，从不同方向对振冲头101锥尖端1012周围的砂土进行冲击。

本实施例中，振冲器10可为常规传统振冲器的结构，即内部含高压水流通道，振冲头设有射水孔，但是实际施工时，该水流通道和射水孔均不启用。本实用新型可以直接利用传统的振冲器改装，成本低，性价比高。在其他实施例中，振冲器10也可以不带有高压射水功能，也即其内部不含高压水流通道，其振冲头101也不含射水孔。

本实用新型使用时，采用常规振冲施工工艺进行施工，具体施工步骤如下：

s1、施工前的准备工作：根据施工图内容计算出施工期内应配置的机械设备，所需的施工人员，工地用水、用电和材料数量等。搭好临时设施，并确定好施工方案，绘制施工平面图。做好场地表面处理，以便机械行驶；

s2、测量放线定桩位：根据桩位图用水平仪找平放线，并用小木桩和钢筋头固定好桩的位置，然后进行校核。在基础四周原有建筑物上留设四个基准点，便于复核和后续工作测量放线；

s3、机具选用及就位：根据工程内容和现场情况选用机械。包括：所述振冲碎石桩设备，汽车吊(或履带吊)及其它配套机具，振冲法施工除上述振冲碎石桩设备外，还需行走式起吊装置，电气控制台等配套设备。上述工作就绪后，机具就位。检查机具、水压、电压是否符合施工要求，再进行空载试验，开机前应先起动高压水泵电机，然后再开振冲器电机，当振冲器电机运行指示灯亮后，方可进行工作；

s4、首先将振冲器对准桩位：要求振冲器要垂直落下，且不可出现倾斜现象，否则会偏位和损坏方向节。对好桩位后再次开动水源，电源检查它们是否正常；

s5、振冲成孔：开动振冲器同时启动吊车，使振冲器下降，振冲器开孔后，施工一定要控制好下降速度，一般控制在1～2m/min左右。成孔水压保持在0.6mpa左右，工作时可根据要求减小水量，但不得停水，防止泥砂倒灌入射水管，在接近孔底标高时水压适当减小。泥浆溢出孔口流入泥浆池内，用专用运输车及时运走，当振冲至设计桩底标高以上30cm时，将振冲器提到孔口，提升速度2～3m/min，再往下沉至孔底，重复1～2次。既起至清孔的作用又达到扩孔的目的；

s6、填料振冲成桩：

成孔清孔后，将碎石倒入孔内，放下振冲器进行振冲剂压，在填料过程中做到“连续填料，多填慢震”，经过反复地填料及振冲，使得碎石挤压密实成桩。振实质量由密实电流控制；

s7、质量控制及检验：

在选碎石时，应按设计要求选择碎石粒径，选19mm～63mm的碎石，并且要级配适中。碎石含泥量不得超过10％。另外。对每根桩的填料量也要进行认真的核实和控制。

试验

利用同一高水位区域液化路基施工工地利用本实用新型和传统设备(振冲器型号zcq-30)进行振冲施工对比试验，试验结果见表1。

表1：振冲碎石桩设备和传统设备施工对比试验结果

由表1可知，本实施例应用于高水位区域液化路基处理，施工效率能够达到12min/根，施工过程中不会出现振冲器抱死情况，单根桩相比传统设备可节约9min，该项目碎石桩总根数0.6万根，总的节约工期3个月。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例公开的振冲碎石桩设备中，振冲器10为常规传统振冲器的结构，即内部含高压水流通道，振冲头设有射水孔，实际施工时，该射水孔和射水管201的出水口可以配合一起向外射水，由于设在外周与锥头部齐平的出水口201不断射水，辅助成孔和扩孔，同时可以避免该振冲头的射水孔堵孔，有效降低砂层标贯强度以使振冲器10能打入设计深度。

以上实施例仅用以解释说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管上述实施例对本实用新型进行了具体的说明，相关技术人员应当理解，依然可对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改和等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围之中。

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