冲击挤压桩的成型方法及其施工设备

摘要

冲击挤压桩的成型方法及其施工设备。该方法是在地基孔内加填料，后进行冲击挤压或挤压，或者是边填料边冲击挤压或挤压。施工设备包括驱动转运设备，冲击挤压推进器，推进器包括液压缸、接在液压缸活塞端的锥头，锥头内接有冲击油路，使处理地基时产生冲击作用，推进器上可附带有反力机构。采用本发明，可对密集的居民闹市区的“杂填”、“软弱”、“湿陷”、“液化”等各类建设工程的地基进行低噪音、小振动的处理，消除了夯、砸公害。

说明书

本发明属于地基处理及环卫处理，特别是桩的成型方法及其施工设备。

目前，不论是建设工程的地基处理，还是环卫工程领域的固体污染物的消纳治理，都普遍存在着造价高，工期长，效率低，质量不稳定以及固体污染物污染严重和难于治理等问题。以“夯实”碴土桩处理地基，虽与其他“桩基”和“强夯”等法相比有较大的改进，但还存在着噪音高，振动大，不但给社会造成公害，还影响人体健康，因而在城市居民区的应用受到国家环保法的限制。

本发明目的是提供一种桩的成型方法及其施工设备，采用这种方法和设备，可对密集的居民闹市区的“杂填”、“湿陷”、“液化”、“软弱”等类建设工程的地基进行低噪音、小振动的处理。它除了具有“夯实”碴土桩处理地基降低工程造价、节约钢材水泥和消纳治理固体污染物对社会污染的优点外，更重要的是减少了噪音、振动对人体的危害。为居民闹市的地基处理提供了一种新方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案，采用冲击挤压桩或挤压桩来处理地基，形成这种桩的方法是：先在地基上成孔，然后给孔内填料，再对地基孔内的填料作冲击挤压或挤压，或者是对地基孔内边填料边冲击挤压或挤压，迫使填料向侧向和竖向挤压，达到以冲击挤压桩或挤压桩处理地基的目的。

与上述成型方法相配套的施工设备是：它包括驱动转运设备，冲击挤压推进器，冲击挤压推进器包括液压缸、锥头，锥头接在液压缸的活塞端部，液压缸下端与锥头之间接一保护套，它位于活塞外围，液压缸顶部有吊环，锥头〔5〕内接有冲击油路。锥头内不 带冲击油路的为挤压推进器。推进器顶部加重力块后用于浅层地基处理，如自重大于地基强度2～3倍，可用于深层地基处理。

还有一种带反力机构的冲击挤压推进器或挤压推进器，即原推进器上加一反力机构，反力机构的主体为一液压缸，缸外铰接反力板，液压缸的活塞端部铰接曲杆，曲杆的另一端与铰接在缸外围的反力板一端铰接。同样，在推进器的顶部加重力块后用于浅层地基处理，但用于深层地基处理时，可以不考虑自重大小，仅依靠反力机构即可运行。

上述结构的推进器除用于冲击挤压、挤压成桩外，还可用于打孔，其中锥头带有冲击油路的冲击挤压推进器的打孔性能更优。

本发明的优点：除了具有“夯实”碴土桩的优点外，由于利用液压缸内液体压力对地基作挤压处理，还可利用锥头施加冲击力，实现了冲击挤压或挤压成桩，这种方法还具有以下优点：低噪音、小振动，减少了公害对社会污染，解决了城市居民区的地基处理，并提高了桩和桩土间共同作用的承载力，可根据工程需要由设计人员设计桩径及桩长，一般桩径为500～1000mm，深度为6～40m之间，允许承载力达20～60Tf/m²，为原天然地基承载力的3～9倍。

以下结合附图对本发明作进一步说明：

图1：冲击挤压推进器结构示意图;

图2：带反力机构的冲击挤压推进器的结构示意图;

图3：带反力机构的挤压推进器与重力升降架式驱动转运设备连接示意图;

图4：重力升降架结构示意图;

图5：冲击挤压推进器与摆动式驱动转运设备连接示意图;

图6：带反力机构的挤压推进器与起吊式驱动转运设备连接示意图;

图7：用带反力机构冲击挤压推进器施工形成的冲击挤压桩示意图。

图1中，〔4〕为液压缸，缸的活塞端部接一锥头〔5〕，锥头内接有冲击油路，油路可用定型产品（PPY系列液压破碎机中的液压镐，通化风动工具厂生产）（锥头内也可不带油路），锥头的外型呈圆形、三角形、菱形、多边形和凹凸不平的柱体、锥体以及橄榄体。锥头端部设有尖刃刀口或锥尖，可以提高推进速度。〔8〕为接在液压缸端部和锥头之间的保护套，为了保证活塞的往复运动正常进行，免除砂、土影响，〔9〕为重力块，〔9〕可以不与〔4〕相固定，将它安装在驱动转运设备上，也可以将〔9〕省去，将〔4〕自重加大（可进行深层地基处理），图中P为油路，〔13〕为吊环。

图2中，〔4〕为液压缸，〔8〕为保护套，〔5〕为锥头，〔4〕的上方有一油压缸〔10〕，〔10〕的活塞端部铰接一对曲杆〔11〕，曲杆另一端与反力板〔12〕铰接，反力板的端部铰接在液压缸〔10〕上，〔13〕为吊环，用于吊装，P为油路。

图3中，〔2〕为重力升降架式驱动转运设备，〔3〕为〔2〕上的重力升降架。图4中，位于驱动车上的液压缸〔14〕的活塞端部与门架〔16〕铰接，可使门架折合，〔15〕为液压缸，缸的活塞上接有链条（钢绳）〔17〕，〔18〕齿轮轴（滑轮轴），〔19〕为齿轮（滑轮），〔17〕套在〔19〕上，链条的一端与重力块〔9〕相接，〔20〕为电机，〔21〕为捲筒，〔22〕为滑轮，通过钢丝绳与图1、2中的吊环〔13〕相连。图3中所表示的挤压推进器为带反力板结构的推进器，该驱动转运设备也可用于无反力机构的挤压推进器。

图5中，代替重力块的机构为液压缸，液压缸位于摆动式驱动架上。摆动式驱动架为驱动转运设备〔2〕的构成部分，摆动式驱动架包括主液压缸〔7〕，〔7〕的两侧各与辅液压缸〔23〕连接，顶部辅液压缸〔23〕与曲杆〔24〕铰接，曲杆与主液压缸为轴式铰接，P为油路。

图6中，〔2〕为驱动转运设备（起重机），〔9〕为重力块。图7中，〔1〕为固体填料（如碎砖、碎瓦、土、砂、石、工业炉灰碴以及它们的混合物，灰土、混凝土等）。

挤压推进器的动作过程是：（1）处理浅层地基：驱动转运设备将重力块加到挤压推进器顶部，接通液压缸油路，使活塞推动锥头，产生挤压，如需要时，可打开锥头内的油路，产生冲击挤压，使液压缸活塞加速移动，形成挤压或冲击挤压桩;（2）处理深层地基：分二种情况，带有反力机构的挤压推进器，由于上部反力机构上的液压缸〔10〕的活塞推动曲杆〔11〕向外开放，将反力板〔12〕卡固于孔壁上，为下部液压缸〔4〕的活塞驱动锥头〔5〕进行挤压或冲击挤压作业提供反力点。如果是不带反力机构的挤压推进器，要依靠其自重（自重大于地层强度约2～3倍）及液压对地基作深层处理（挤压或冲击挤压）。