振冲桩、振冲碎石设备及振冲施工方法与流程

本发明涉及桩机施工，尤其涉及一种振冲桩、振冲碎石设备及振冲施工方法。

背景技术：

1、振冲法已广泛应用于工程中的软弱粘土地基加固处理。“振冲碎石桩法”作为振冲法的一种，适用于粘性软土地基；其利用振冲桩在高压水流或气流冲击下边振边冲，软土地基被振冲成孔，然后在孔内分批填入碎石等坚硬材料，填料在振冲器的振动力作用下振捣密实，制成碎石桩，并有部分挤入孔壁的软土地基中，使桩体和原来的地基构成复合地基。

2、随着地基承载力要求的不断提高，碎石桩长度需求也不断增加，深层地质的复杂性为振冲桩的施工带来较大困难，例如在夹砂层中，振冲作用无法将砂向四周挤压，反而因为在振动作用下砂层重新排列不断挤密变得更加坚硬，或者软弱粘土层中存在孤立块石、硬质粘土层等，导致振冲桩无法继续下沉。

技术实现思路

1、本发明提供一种振冲桩、振冲碎石设备及振冲施工方法，用以解决现有技术中振冲桩下沉困难的问题。

2、第一方面，本发明提供一种振冲桩，包括：

3、振冲器，适于固定在升降装置上；

4、桩管本体，一端与所述振冲器转动连接；

5、钻头，具有多个，以所述桩管本体的轴线为旋转轴环形阵列于所述桩管本体的另一端，并与所述桩管本体连接；

6、开合机构，同轴设置于所述桩管本体的所述另一端，用于对所述桩管本体的内腔进行封闭和打开；

7、旋转驱动机构，设置于所述桩管本体的外壁，用于给所述桩管本体提供旋转力，并能够适应所述桩管本体沿其轴向的振冲，所述旋转驱动机构还用于固定在升降装置上。

8、根据本发明提供的振冲桩，所述旋转驱动机构包括：

9、支架，适于固定连接在升降装置上；

10、被动花键齿，同轴固接于所述桩管本体外壁；

11、主动花键齿，与所述支架转动连接，并与所述被动花键齿啮合，且所述主动花键齿的长度小于所述被动花键齿的长度，且所述主动花键齿的直径小于所述被动花键齿的直径；

12、第一锥形齿，与所述主动花键齿同轴固接；

13、第二锥形齿，与所述第一锥形齿啮合；

14、减速电机，与所述支架固定连接，并与所述第二锥形齿同轴固接；

15、壳体，将所述支架、被动花键齿、主动花键齿、第一锥形齿、第二锥形齿和减速电机包裹在内腔中，且一端与所述桩管本体转动连接，另一端适用于固定在升降装置上。

16、根据本发明提供的振冲桩，所述开合机构包括：

17、挡环，同轴固定在所述桩管本体的内腔壁上，且处于靠近所述钻头的设置端；

18、第一半圆形开合板，铰接于所述桩管本体的内腔壁上，并处于所述挡环的下方；

19、第二半圆形开合板，铰接于所述桩管本体的内腔壁上，并处于所述挡环的下方；

20、其中，所述第一半圆形开合板与所述第二半圆形开合板的下端面均具有向下突出的两个斜面；且在所述第一半圆形开合板与所述第二半圆形开合板均与所述挡环贴合时，能够形成一个完整的圆形，并封闭所述桩管本体的内腔。

21、根据本发明提供的振冲桩，在所述桩管本体上的外壁上开设有进料口，通过所述进料口能够将外部的填料送入所述桩管本体的内腔中。

22、根据本发明提供的振冲桩，所述钻头均向所述桩管本体的轴线侧具有偏转角度。

23、根据本发明提供的振冲桩，所述偏转角度为30°-60°。

24、根据本发明提供的振冲桩，所述振冲器的振冲头内同轴开设有圆柱形第一限位空腔和第二限位空腔，所述第一限位空腔的直径大于所述第二限位空腔的直径且两者同轴连通；所述桩管本体的上端头同轴固定有限位盘，所述限位盘处于所述第一限位空腔内，所述桩管本体贯穿所述第二限位空腔并向下延伸；

25、所述第一限位空腔的上下表面对应开设有第一环形槽，对应地所述限位盘的上下表面开设有第二环形槽，所述第一环形槽和所述第二环形槽之间夹持有多个滚珠；

26、所述第二限位空腔的腔壁同轴开设有多个第三环形槽，对应地所述桩管本体的外壁面同轴开设有多个第四环形槽；所述第三环形槽和所述第四环形槽之间夹持有多个滚珠。

27、第二方面，本发明还提供一种振冲碎石设备，包括如上所述的振冲桩，还包括：行走装置和升降装置，其中，所述升降装置固定安装在所述行走装置上，所述振冲桩固定在所述升降装置上。

28、根据本发明提供的振冲碎石设备，所述行走装置包括：

29、车架，所述升降装置安装在所述车架上；

30、履带式行走机构，安装在所述车架上；

31、操控台，安装在所述车架上。

32、第三方面，本发明还提供一种振冲施工方法，包括：

33、s1、场地平整测量放样，并确定打桩位；

34、s2、振冲碎石设备就位，桩管本体对准打桩位，启动振冲碎石设备，使得桩管对准打桩位慢慢进入土层；

35、s３、当振冲至特殊地质层而桩管本体无法继续振动下沉时，开启旋转驱动机构，钻头开始旋挖钻进，直至目标深度；

36、s４、通过进料口向桩管本体内灌入石料，结合振冲器的振动将石料进行振密，一次填料振密后，缓慢提起桩管，继续填料振密，自下而上制作碎石桩体，直至桩顶标高；

37、s５、将桩顶50cm左右处挖除，换填碎石垫层，碎石桩施工完成。

38、本发明的有益效果为：

39、本发明提供的一种振冲桩，通过将现有技术中的振冲桩改进为端头上具有多个钻头，以及在桩管本体的外壁上设置能够适应桩管本体振动的旋转驱动机构，最终可以实现振冲桩的钻进式打孔，进而有效的解决了解决现有技术中振冲桩下沉困难的问题。

40、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种振冲桩，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的振冲桩，其特征在于，所述旋转驱动机构包括：

3.根据权利要求1所述的振冲桩，其特征在于，所述开合机构包括：

4.根据权利要求1所述的振冲桩，其特征在于，在所述桩管本体上的外壁上开设有进料口，通过所述进料口能够将外部的填料送入所述桩管本体的内腔中。

5.根据权利要求1所述的振冲桩，其特征在于，所述钻头均向所述桩管本体的轴线侧具有偏转角度。

6.根据权利要求5所述的振冲桩，其特征在于，所述偏转角度为30°-60°。

7.根据权利要求1所述的振冲桩，其特征在于，所述振冲器的振冲头内同轴开设有圆柱形第一限位空腔和第二限位空腔，所述第一限位空腔的直径大于所述第二限位空腔的直径且两者同轴连通；所述桩管本体的上端头同轴固定有限位盘，所述限位盘处于所述第一限位空腔内，所述桩管本体贯穿所述第二限位空腔并向下延伸；

8.一种振冲碎石设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的振冲桩，还包括：行走装置和升降装置，其中，所述升降装置固定安装在所述行走装置上，所述振冲桩固定在所述升降装置上。

9.根据权利要求8所述的振冲碎石设备，其特征在于，所述行走装置包括：

10.一种振冲施工方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明涉及桩机施工技术领域，具体提供一种振冲桩、振冲碎石设备及振冲施工方法，其中振冲桩包括：振冲器、桩管本体、钻头、开合机构和旋转驱动机构，其中，振冲器适于固定在升降装置上；桩管本体一端与振冲器转动连接；钻头具有多个，以桩管本体的轴线为旋转轴环形阵列于桩管本体的另一端，并与桩管本体连接；开合机构同轴设置于桩管本体的另一端，用于对桩管本体的内腔进行封闭和打开；旋转驱动机构设置于桩管本体的外壁，用于给桩管本体提供旋转力，并能够适应桩管本体沿其轴向的振冲，旋转驱动机构还用于固定在升降装置上。本发明有效解决了现有技术中振冲桩下沉困难的问题。技术研发人员：徐少东,金崇强,高小荣,柯文燕受保护的技术使用者：中交第三航务工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9