振冲混凝土成桩施工法及其施工设备 本发明涉及一种振冲混凝土成桩施工法及其施工设备。
目前，北京地区20层以上高层建筑的地基处理较多地采用长螺旋泵送超流态混凝土灌注桩(简称CFG桩)，而一般的振冲碎石桩技术则较难满足该类建筑物的设计地基承载力。CFG桩的成桩施工：采用长螺旋钻孔，达到设计深度后，提升长螺旋钻杆，同时用泵输送超流态混凝土成桩。目前，该方法主要存在的问题是：
1、为螺旋钻取土桩，对桩间土无振实，挤密作用。桩土为被动结合，共同作用。
2、桩体截面为圆形，成桩桩体体表面积为最小，对以摩擦为主的CFG复合地基，不能充分发挥桩体强度效能。
3、受施工机具工艺制约，适用范围局限性大，仅适用于相对较软的土层(强度较低的软粘土、粘土、粉细砂等)，不适用于含砾量较高的土层，强度较高(180—220KN/m2)粘土、土体渗透系数K值较大的含水层等等。
4、施工机具较为庞大，作业行走不易，且对施工场区平整度要求高。
5、受国内现有施工机具制约，其桩长一般只能在12—16m范围内。
本发明的目的是实现一种振冲混凝土成桩施工法及其施工设备，该施工方法可适用于各种复杂地层，可提高桩周围土摩擦力15—30％，成桩桩体表面积大，可充分发挥桩强度效能，并且成桩工效可提高20—30％，该施工法所使用设备简单。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：这种振冲混凝土成桩施工法包括下述步骤：
(1)在振冲器的外部附加导料管，并将导料管的上口与混凝土压灌装置的混凝土泵出口连接；
(2)用振冲器造孔至设计深度，同时跟进导料管；
(3)进行清孔，然后用泵压混凝土到孔底；
(4)提升振冲器同时用泵送混凝土成桩，即完成一根桩；
将振冲器和导料管移至下一桩位，重复以上操作。
本发明采用振冲器代替长螺旋造孔，无须取土且对土体有良好的挤密，振实作用，并通过振冲器振捣混凝土，可提高混凝土的密实度，及水泥砂浆与桩间土的强制性混掺，从而提高桩周土对桩体的摩擦力。
本发明的振冲混凝土成桩施工法的施工设备，包括有混凝土压灌装置，振冲器，并在振冲器的外部设有加料管，该加料管的进料口通过软管与混凝土压灌装置地混凝土泵出口连接。其中，混凝土压灌装置为原长螺旋泵送超流态混凝土灌注桩的设备。而振冲器为北京振冲股份有限公司生产的BJ—75KW振冲器，或从国外引进的150KW液压振冲器。
在本发明的设备中，所述的加料管的出料口内设置有逆向阀门。
在本发明的设备中，加料管为一根，内径为120mm，外径为159mm的耐磨钢管。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的施工方法工作示意图
图2为本发明的设备示意图
如图2所示，本发明的施工方法所用的设备包括有混凝土压灌装置1、振冲器2，混凝土压灌装置1有混凝土泵5，振冲器2的外部平行设有加料管3，加料管3是焊接在振冲器2上，加料管3的出料口与振冲器2的下缘平齐，加料管3的进料口通过软管4与混凝土压灌装置1的混凝土泵5出口连接，振冲器2通过吊车6调试就位。采用常规方法配制混凝土，并加入到混凝土压灌装置1中。图1为本发明的方式方法工作示意图，图1中振冲器2和加料管3从左到右有四个位置图，即四个工作步骤图。用吊车将振冲器2和加料管3就位调试，即图1中的第一位置。再用振冲器2造孔至设计深度，同时跟进导料管3，即图1中的第二位置，进行清孔后，用泵送混凝土到孔底。然后提升振冲器2，同时用泵送混凝土，其提升过程的位置如图1中的第三位置。将振冲器2和加料管3提出地面，即完成一根桩7，如图1中的第四位置。再用吊车将振冲器和导料管移至下一桩位，重复以上操作，依次进行各桩的施工。
本发明的振冲混凝土成桩施工法具有以下优点：
1、采用振冲成孔，最大水平激振力可达160—180KN，无须取土且对土体有良好的挤密、振实作用，可提高桩周围土摩擦力15—30％(含粒量高者取大值)。
2、桩体为异形，成桩桩体表面积大，可充分发挥桩强度效能。
3、本施工法是采用泵送压注混凝土，使得桩周土对桩体约束增大10—15％可通过振冲器振捣(均为下出料方式)混凝土，不仅可提高混凝土密实度，还能使混凝土中的水泥砂浆在桩体表面外沿径向与桩间土进行强制性地混掺，即可进一步地提高桩周上对桩体的摩擦力，又能有效改善桩土工作条件，使桩土成为主动结合的共同作用状态。
4、可适用于各种复杂地层。
5、施工机具简单，仅需北京振冲工程有限公司生产的BJ—75KW振冲器，或从国外引进的150KW液压振冲器略加改造即可。
6、对施工场区场地要求不高，作业时不需频繁移机，其成桩工效比传统CFG高20—30％。