一种可实现碎石桩有效桩径的振冲加密施工方法与流程

本发明涉及振冲碎石桩，尤其涉及一种可实现碎石桩有效桩径的振冲加密施工方法。

背景技术：

1、振冲法是一种地基处理的方法，在振冲器水平振动和高压水或辅以高压空气的共同作用下，使松散地基土层振密；或在地基土层中成孔后，回填性能稳定的硬质粗颗粒材料，经振密形成的增强体(振冲桩)和周围地基土形成复合地基的地基处理方法。

2、利用振冲法施工的过程中，如果遇到地基原状土硬度大、土层组成结构复杂的特殊地层，在振冲器水平振动作用下不能保证施工效果时，通过高压水对地层进行水冲预破坏，有利于提高振冲器的穿透和造孔能力。

3、《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》(dl/t524-2016)规定：水泵是将储水设施中的水加压送至振冲器供水。根据施工需要可选用多级泵或单级泵，以满足施工水压和水量为原则。一般情况下，选择供水压力0.3mpa～1.0mpa，供水量不宜小于15m3/h(250l/min)的水泵即可。

4、上述规定只是根据工程实践(国内振冲碎石桩现有施工水平35m以内，且均是地层相对单一的浅孔振冲)的经验进行了归纳性总结，而且仅给出了水泵的供水压力和供水量的一个大致范围，对于何种地层应采取多大水压，没有具体规定。而对于50m以上深厚覆盖层而言，往往存在软弱夹层(如湖相沉积淤泥质黏土)和相对密实的硬层(如砂层或砂层夹砾石)，这两种地层在造孔中所遇到的问题完全不同，因此，上述规定已不能适用于50m以上深厚覆盖层地层。

5、此外，现有的振冲器的振冲加密均为根据加密电流进行控制，但是加密电流通常不能准确确定，因而根据加密电流对振冲器进行加密控制所得到的碎石桩不能与土层紧密结合。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种可实现碎石桩有效桩径的振冲加密施工方法，根据不同地层密实度精确控制下水压力的供给量，使50m以上深厚覆盖层地层振冲施工加速进行，并使振冲碎石填料形成的碎石桩与土层紧密结合在一起。

2、为了实现本发明的上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种可实现碎石桩有效桩径的振冲加密施工方法，其特征在于，包括：

4、通过对包括伸缩导杆和振冲器的振冲碎石桩机进行基于振冲速度的下水控制，快速完成碎石桩孔的振冲施工；

5、将碎石填料置入所述碎石桩孔中，使所述振冲器对其周围的碎石填料进行振冲加密；

6、在所述振冲器对其周围的碎石进行振冲期间，利用设置在振冲器壳体外部的压力传感器检测振冲器对嵌入到碎石桩孔周围土层中的碎石的振冲压力；

7、根据设置在振冲器壳体外部的压力传感器检测到的所述振冲压力，对所述振冲器对碎石桩的振冲进行控制，使振冲器振冲填入碎石桩孔中的碎石而形成碎石桩的桩径等于有效桩径。

8、优选地，根据设置在振冲器壳体外部的压力传感器检测到的所述振冲压力，对所述振冲器对碎石桩的振冲进行控制包括：

9、将压力传感器检测到的所述振冲压力与预设压力进行比较；

10、当压力传感器检测到的所述振冲压力大于或等于所述预设压力时，判断将要形成的碎石桩的桩径等于有效桩径，并向上提升振冲器，对将要形成的振冲碎石桩的中间部分的碎石进行振冲，从而最终形成桩径等于有效桩径的碎石桩；

11、当压力传感器检测到的所述振冲压力小于所述预设压力时，控制振冲器继续对对嵌入到碎石桩孔周围土层中的碎石进行振冲。

12、优选地，所述预设压力是确保获得有效碎石桩桩径的最低压力。

13、优选地，根据设置在振冲器壳体外部的压力传感器检测到的所述振冲压力，对所述振冲器对碎石桩的振冲进行控制包括：

14、对振冲时段内压力传感器在前检测到的振冲压力和在后检测到的振冲压力进行分析；

15、当在后检测到的压力大于在前检测到的压力并且其压力值在一段时间内保持不变，则判断将要形成的碎石桩的桩径等于有效桩径，并向上提升振冲器，对将要形成的振冲碎石桩的中间部分的碎石进行振冲，从而最终形成桩径等于有效桩径的碎石桩。

16、优选地，设置在振冲器壳体外部的压力传感器为压阻式压力传感器。

17、优选地，通过对包括伸缩导杆和振冲器的振冲碎石桩机进行基于振冲速度的下水控制，快速完成碎石桩孔的振冲施工包括：

18、在振冲施工过程中获取振冲器的振冲速度和当前下水压力；

19、将所获取的振冲速度与振冲速度阈值进行比较；

20、根据所获取的振冲速度与振冲速度阈值的比较结果，控制供应下水的下水流量，从而调整当前下水压力，以便利用振冲器振冲和调整后的当前下水压力完成振冲施工。

21、其中，所述获取振冲器的振冲速度包括：获取单位时间内振冲器的下放深度。

22、其中，所述根据所获取的振冲速度与振冲速度阈值的比较结果，控制供应下水的下水流量包括：

23、若所获取的振冲速度小于所述振冲速度阈值的下限值或大于所述振冲速度阈值的上限值，则发出报警并按照设定值控制供应下水的下水流量；

24、若所获取的振冲速度在所述振冲速度阈值范围内，则根据在振冲施工过程中获取的当前地层密实度控制供应下水的下水流量。

25、优选的，所述根据在振冲施工过程中获取的当前地层密实度控制供应下水的下水流量包括：

26、将所述当前地层密实度与地层密实度校准值进行比较；

27、根据当前地层密实度与地层密实度校准值的比较结果，控制供应下水的下水流量，从而调整当前下水压力，以便利用振冲器振冲和调整后的当前下水压力完成振冲施工。

28、优选的，所述地层密实度校准值为地层密实度阈值；根据当前地层密实度与地层密实度阈值的比较结果，控制供应下水的下水流量包括：

29、若当前地层密实度大于地层密实度阈值的上限值，则控制水泵加大所供应的下水流量；

30、若当前地层密实度小于地层密实度阈值的下限值，则控制水泵减小所供应的下水流量；

31、若当前地层密实度介于地层密实度阈值的上限值与下限值之间，则控制水泵保持所供应的下水流量。

32、优选的，当控制水泵加大所供应的下水流量时，提高所述地层密实度阈值的上限值和下限值，形成新的地层密实度阈值。

33、优选的，当控制水泵减小所供应的下水流量时，降低所述地层密实度阈值的下限值和上限值，形成新的地层密实度阈值。

34、或者，所述地层密实度校准值为在前获取的地层密实度；根据新获取的当前地层密实度与在前获取的地层密实度的比较结果，控制供应下水的下水流量包括：

35、若当前地层密实度大于在前获取的地层密实度，且大于等于第一预定值，则控制水泵加大所供应的下水流量；

36、若当前地层密实度小于在前获取的地层密实度，且大于等于第二预定值，则控制水泵减少所供应的下水流量；

37、若当前地层密实度与在前获取的地层密实度的差值在预定范围内，则控制水泵保持所供应的下水流量。

38、其中，获取当前地层密实度包括：

39、获取振冲器的当前振冲电流；

40、根据预置的振冲电流与地层密实度的对应关系，运算出与当前振冲电流相对应的地层密实度；

41、将所运算出的地层密实度确定为当前地层密实度。

42、其中，所述振冲施工包括振冲造孔和振冲加密。

43、本发明的有益效果体现在以下方面：

44、1)本发明在振冲施工过程中实时监测振冲器的振冲速度，并通过振冲速度控制下水压力的供给量，从而提高振冲施工的成功率，有利于50m以上深厚覆盖层地层振冲施工的顺利进行；

45、2)当振冲器的振冲速度在振冲速度阈值范围内时，本发明根据不同地层密实度精确控制下水压力的供给量，以便振冲器与合适下水压力共同作用，顺利完成复杂地层的深孔振冲施工，从而解决了50m以上深厚覆盖层地层振冲施工的难题；

46、3)本发明对具有脉动压力的瞬时下水压力进行平均处理，得到的平均下水压力更接近下水压力供给的真实值，从而实现对下水压力的精确控制。

47、4)能够使碎石桩与周围土层紧密结合在一起，使碎石桩的桩径真正达到设计要求。