一種載體樁的施工設備及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程領域，尤其涉及粧的施工。
【背景技術】
[0002]載體粧是近年來發(fā)展迅速并得到廣泛應用的粧基技術，其是在專利號ZL98101041.5專利文獻中首次公開的，該粧型包括復合載體和混凝土粧身，該工藝的特點在于不對粧本身的變化進行研宄，而是注重對粧端下土體最大最優(yōu)的加固擠密，并通過三擊貫入度標準有效地形成復合載體，讓上部荷載有效地通過粧和粧下面的復合載體，傳遞到較好持力層上，從而大大提高了粧的承載力，因此具有單粧承載力高、造價經(jīng)濟等優(yōu)點。同時在專利ZL98101331.5專利文獻中，公開了一種針對載體粧的特點發(fā)明的一種施工設備。但是上述施工方法和施工設備在施工中經(jīng)常遇到一些難題，比如在遇到較硬土層時成孔困難或者成孔速度較慢，在進行填料夯擊過程中的工效較低，在遇到粧端土層較硬時進行填料夯擊操作困難，受施工方法和施工設備所限粧身較短等等，特別是施工方法和機械裝置較為落后，不能根據(jù)地質條件和設計要求的變化進行調整，使工效降低，成本增高。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明是為了解決上述的問題而提出的，目的在于提供一種載體粧的施工設備，并且通過該施工設備提供一種載體粧的施工方法，通過對施工設備的設計改進，以及施工方法的優(yōu)化提高，在合理利用載體粧的受力機理、充分發(fā)揮載體粧承載力高的優(yōu)勢的基礎上，實現(xiàn)工效的提高和成本的節(jié)約。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種載體粧的施工設備，包括有底盤，支架，支撐桿，內管和外管，底盤可前后左右移動，底盤上固定有配電箱和卷揚機，底盤前端設有垂直于底盤的支架，支架為獨桿式或者門架式，支架頂端設有滑輪組，支架通過支撐桿支撐于底盤上，內管可以在外管中插入或者提出，其特征在于:支架上安裝有錘擊裝置和振動裝置以及懸吊裝置，錘擊裝置包括有粧錘、粧錘下連接的內管、可插入內管的外管，內管的頂端設有夯擊盤，外管的頂端設有夯擊盤，當粧錘帶動內管提升后下落時，通過內管的夯擊盤擊打外管的夯擊盤，實現(xiàn)內管和外管同步向下沉入，上述外管的上端還設有填料口，當外管中填入填充料時，實現(xiàn)粧錘帶動內管對填充料進行窮擊，振動裝置包括中孔振動錘、中孔振動錘下連接的液壓卡鉗，液壓卡鉗可以夾緊或者松開外管，當液壓卡鉗夾緊外管時，通過中孔振動錘的振動實現(xiàn)外管向上提出或者向下沉入，上述粧錘位于上述中孔振動錘的上方，上述內管和外管從上述中孔振動錘的中孔穿過，懸吊裝置包括底盤上的卷揚機、繩索、支架頂端的滑輪組，從卷揚機中伸出的繩索穿過滑輪組分別連接上述粧錘和中孔振動錘，實現(xiàn)卷揚機帶動上述粧錘和中孔振動錘的上下移動。
[0005]最好，在上述的載體粧的施工設備中，上述粧錘包括柴油錘或者電動錘或者液壓錘或者重錘。
[0006]最好，在上述的載體粧的施工設備中，上述中孔振動錘是指由兩旁帶有電動或液壓驅動裝置，中間設有中孔的振動錘，中孔的直徑大于外管的外徑。
[0007]最好，在上述的載體粧的施工設備中，上述外管的上端設有可以被液壓卡鉗夾緊的卡板或者卡柄，液壓卡鉗也可以直接夾緊外管管身。
[0008]最好，在上述的載體粧的施工設備中，上述粧錘和上述振動頭，分別通過滑道與支架連接并可分別上下移動。
[0009]最好，在上述的載體粧的施工設備中，上述內管與外管的長度根據(jù)地質條件和施工要求進行調整，內管的長度可以大于或者等于或者小于外管。
[0010]最好，在上述的載體粧的施工設備中，上述內管的底端用鋼板封閉或者設置直徑大于內管外徑小于外管內徑的鋼板。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還包括一種采用上述設備進行載體粧施工的方法，包括下述步驟:
1)在粧位處，啟動粧錘，帶動內管擊打外管同步向下沉入，遇較硬土層時啟動中孔振動錘輔助成孔；
2)將內管和外管沉入至設定深度；
3)根據(jù)土層性質和上部荷載要求，通過下列方法之一進行粧端的加固處理:
①提升內管至外管填料口上方，向外管內填入定量的填充料，啟動粧錘帶動內管對填充料進行夯擊；
②提升內管至外管填料口上方，向外管內填入定量的填充料，將外管上提一定高度后，啟動粧錘通過內管將外管內的填充料擊出外管，并再次將外管向下沉入；
③不填料，啟動粧錘通過內管直接夯擊粧端土體，同時下沉外管；
4)重復進行上述步驟3)的操作，并通過下述控制方法之一，使粧端下一定深度和范圍內的土體被加固密實形成粧端載體，實現(xiàn)載體粧的等效計算面積Ae:
①測試三擊貫入度，三擊貫入度是指以底端直徑為355mm的3.5T重的重錘和6米自由落體的落距為控制標準，連續(xù)對粧端空打三次的累計下沉量，三擊貫入度等于或者小于設計值；
②當采用其他粧錘時，根據(jù)錘擊重量、落距、底面積及錘擊次數(shù)換算成與上述三擊貫入度相對應的下沉數(shù)值，換算后的下沉測試數(shù)值等于或者小于設計值；
③根據(jù)地質條件和荷載要求，計算粧端土體達到設計承載力時填充料的設定填充量，根據(jù)設定填充量將全部的填充料分次填入并夯實完畢；
5)通過下述方法之一，進行粧身施工:
①現(xiàn)澆混凝土粧身:提出內管，在外管中沉入鋼筋籠，澆注混凝土后提出外管成粧；
②現(xiàn)澆加設保護層混凝土粧身:提出內管，在外管中沉入外部帶有保護網(wǎng)的鋼筋籠，澆注混凝土后提出外管成粧，通過在粧身混凝土和粧孔壁土體之間加設保護層，提高粧身混凝土的完整性，防止縮徑斷粧；
③現(xiàn)澆抗拔混凝土粧身:將內外管繼續(xù)同步向下沉入，形成進入載體中一定深度的粧孔，提出內管，將鋼筋籠插入粧孔中，澆注混凝土后提出外管成粧，提高載體粧的抗拔能力；
④預制混凝土粧身:提出內管，向外管內注入水泥砂漿后放入預制鋼筋混凝土粧身，提出外管后保證砂漿填滿粧身與粧孔壁空隙。
[0012]最好，在上述的載體粧的施工方法中的步驟2)中，上述遇較硬土層時啟動中孔振動錘輔助成孔，是指當內管和外管在下沉時阻力較大時，通過啟動中孔振動錘對外管施加振動力，克服外管與粧孔壁土體的摩擦力，提高成孔速度。
[0013]最好，在上述的載體粧的施工方法中的步驟2)中，上述將內管和外管沉入至設定深度后，將內管擊出外管底端一定距離。
[0014]最好，在上述的載體粧的施工方法中的步驟2)中，上述向外管內填入定量的填充料，填充料包括水泥砂石拌合物或者碎磚或者碎石或者建筑垃圾的一種或幾種，上述水泥砂石拌合物包括干硬性混凝土或者低流態(tài)混凝土或者與粧身同級的混凝土。
[0015]最好，在上述的載體粧的施工方法中的步驟2)中，上述使粧端下一定深度和范圍內的土體被加固密實，是指粧端以下深度3?5米，直徑2?3米范圍內的土體被擠密，并保證施工地面不隆起，鄰粧載體不破壞。
[0016]最好，在上述的載體粧的施工方法中的步驟2)中，上述實現(xiàn)載體粧的等效計算面積Ae，Ae值是根據(jù)三擊貫入度和被加固土層的土性確定的。
[0017]最好，在上述的載體粧的施工方法中的步驟2)中的方法①和方法②中，上述三擊貫入度和換算后的下沉測試數(shù)值應等于或者小于設計值，設計值的取值范圍為I?100cm，如三擊貫入度和換算后的下沉測試數(shù)值大于設計值時，應繼續(xù)進行上述步驟3)中所述的填料并夯擊或者擊出外管的操作，還可以繼續(xù)向下沉入內管和外管后再進行上述步驟3)中所述的填料并夯擊或者擊出外管的操作，直至達到等于或者小于設計值標準。
[0018]最好，在上述的載體粧的施工方法中的步驟2)中的方法①至方法④中，上述的提出外管，是通過上拔外管或者通過啟動中孔振動錘對外管施加振動力或者二者結合的方式實現(xiàn)的。
[0019]上述載體粧的施工設備及其施工方法的特點和優(yōu)勢在于:
①施工設備充分利用現(xiàn)有的多種粧錘，除重錘外還可使用柴油錘、電動錘、液壓錘，均可進行載體粧施工；②施工設備加設中孔振動頭，結合粧錘進行粧身成孔，有效克服外管與粧孔壁土體的摩擦力，提高成孔速度；③通過加設液壓卡鉗，實現(xiàn)中孔振動頭和外管之間的快速連接和脫開，操作便捷提高施工效率；④施工方法中的填料夯擊操作可采用多種方法，根據(jù)地質條件和設計要求的變化能夠及時調整；⑤施工方法中可選擇多種方法來檢驗粧端載體的密實度，在原三擊貫入度的基礎上，根據(jù)粧錘的不同通過換算的方式保證粧端載體的承載力，還可以通過設定的填料量使粧端土體得到加固擠密；⑥施工方法中可選擇多種方法來進行粧身的施工，包括現(xiàn)澆混凝土粧身、現(xiàn)澆加設保護層混凝土粧身、現(xiàn)澆抗拔混凝土粧身、預制混凝土粧身等，擴大載體粧的應用類型；⑦顯著提高原載體粧的適用范圍，在各種土層和基礎形式中均可適用。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的載體粧的施工設備的一個實施例的示意圖；
圖2是本發(fā)明的載體粧的施工設備的錘擊裝置和振動裝置的示意圖；
圖1和圖2中，I為粧錘，2為中孔振動錘，3為內管，4為內管頂端的夯擊盤，5液壓卡鉗，6為外管，7為外管頂端的夯擊盤，8為外管上端的卡柄，9為護筒上端的填料口，10為底盤，11為底盤上的卷揚機，12為底盤上的配電箱，13為支架，14為支架頂端的滑輪組，15為支撐桿，16為繩索；
圖3是本發(fā)明的載體粧的施工方法的一個實施例的示意圖；
圖4是本發(fā)明的載體粧的施工方法的另一個實施例的示意圖；
圖3和圖4中，3為內管，6為外管，17為填充料，18為鋼筋籠，19為混凝土，20為預制鋼筋混凝土粧身，21為水泥砂漿。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0022]圖1是本發(fā)明的載體粧的施工設備的一個實施例的示意圖，如圖1所示，設備包括有底盤10，支架13，支撐桿15，內管3和外管6，底盤10可前后左右移動，底盤10上固定有配電箱12和卷揚機11，底盤10前端設有垂直于底盤的支架13，支架13為獨桿式或者門架式，支架13頂端設有滑輪組14，支架13通過支撐桿15支撐于底盤10上，內管3可以在外管6中插入或者提出，具體特征是:支架13上安裝有錘擊裝置和振動裝置以及懸吊裝置，錘擊裝置包括有粧錘1、粧錘I下連接的內管3、可插入內管3的外管6，內管3的長度大于外管6的長度，內管3的底端封閉，