用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置及其使用方法。


背景技术：

2.复合载体夯扩桩是近年发展起来的一种具有特色施工工艺的桩型，源于内夯沉管灌注桩，在其基础上进行了改进。从受力和施工工艺来看，复合载体夯扩桩避开浅部软弱的松散土层，通过对土层比较好的下部稳定层位进行加固，使经过处理的复合载体形成了扩展基础。
3.然而，随着近年施工的地域越来越广，地下地质条件越来越复杂，施工难度越来越大，导致夯扩桩的成桩要求和施工的工艺要求相应的提高，载体桩在施工工程中也有一定的局限性。
4.复合载体夯扩桩在将护筒沉到设计标高后，通过从护筒上端口投料成桩，在地质条件复杂，护筒沉下深度浮动较大的情况下，沉管过程需要不断采用水平仪进行测量，在护筒上端口高出地面高度有时过高，造成投料困难，需要很多辅助设备和劳力完成投料，导致施工效率低，施工成本高的问题，在对三击贯入度的控制时，对于把控不是很到位，是否满足设计要求的复测较为麻烦。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置及其使用方法。
6.为解决上述问题，本发明提供一种用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置，包括：
7.护筒10，所述护筒10的侧面设有进料口11，进料口11的开口长度为从所述护筒10内放置的工程桩的最短桩身的顶部开始向上至护筒顶部；
8.设置于进料口11的周围的护筒10侧面的滑槽20，所述滑槽20长度为进料口11的开口长度的2倍；
9.插入于所述滑槽20内的滑门30，滑门30的长度为进料口11的开口长度，滑门30在所述滑槽20内上下滑动，以露出或封闭所述进料口11；
10.所述滑门30顶部设有一托板31，托板31上设有凹槽33；
11.料斗40，所述料斗40的底部反向设置一块插板43，所述插板43插入所述凹槽33内，当所述滑门30露出所述进料口11时，所述进料口11与料斗40连通；
12.设置于所述护筒10内的夯扩桩机的夯锤14，所述夯锤14的顶部连接有第一钢丝绳50，所述第一钢丝绳50上分别设置有第一蓝色标记线51、黄色标记线52、红线标记线53和第二蓝色标记线54，其中，当护筒10与夯锤14底面相同时，护筒10顶部对应第一钢丝绳50所在的位置为基准线；所述基准线上方的第一蓝色标记线51为贯入度控制距离标记线(根据设计要求设置距离)；所述基准线下方100mm的黄色标记线52为对护筒底部进行封堵填料量的控制线；所述黄色标记线52下方200mm的红色标记线53为确认沉管达到设计标高后每次夯击填料的最高填料高度控制线；黄色标记线(52)下方6000mm处的第二蓝色标记线(54)为控
制三击贯入度提锤高度的控制线。
13.进一步的，在上述装置中，所述护筒10的侧壁上还设置有刻度线13。
14.进一步的，在上述装置中，所述滑门30为弧形板，比护筒10的外经略大。
15.进一步的，在上述装置中，所述滑槽20包括：
16.分别设置于进料口11的左、右两侧的护筒10的侧壁上的左侧滑槽和右侧滑槽；
17.设置于进料口11的底部的护筒10的侧壁上的底部滑槽。
18.进一步的，在上述装置中，每个左侧滑槽、右侧滑槽或底部滑槽，分别包括：
19.滑槽内侧板21，所述滑槽内侧板21通过角焊缝23固定在护筒侧壁上，滑槽内侧板21的内边离料口约20mm；
20.滑槽外侧板22，所述滑槽外侧板22焊接在内侧板21上，滑槽外侧板22的长度与滑槽内侧板21的长度相同，滑槽外侧板22与滑槽内侧21板错开，滑槽外侧板22向料口方向偏移20mm。
21.进一步的，在上述装置中，所述料斗40的左、右两侧分别设设置有侧板41。
22.进一步的，在上述装置中，所述护筒10的滑槽20的左、右两侧对称设置有第一吊环12；
23.所述侧板41的内侧或外侧设置有第二吊环42，所述第二吊环42和第一吊环12通过第二钢丝绳44连接。
24.进一步的，在上述装置中，所述进料口11的开口宽度为护筒10的六分之一周长。
25.进一步的，在上述装置中，所述托板31的下部设置有加肋板32。
26.根据本发明的另一方面，还提供一种用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的使用方法，采用如权利要求1至9任一项所述的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置，所述方法包括；
27.根据桩位图将改造后桩机就位，将封堵料放入护筒10内开始沉管，在沉管过程中通过第一钢丝绳上的黄色标记线51控制注意封堵料情况，确保夯锤14不打出护筒，防止地下水涌入；
28.根据护筒10外壁的刻度线13确认是否达到设计标高，根据实际桩长确保滑门30在自然地坪15之上，达到设计标高后，将料斗40插入滑门30，第二钢丝绳连接料斗40和护筒10，开始将填充料进行夯击成球，填充料不宜一次性加太多导致堵管，根据红色标记线52确定符合护筒10内填充料量，护筒10内填充料量累计达到设计的填充量后，通过第一蓝色标记线51和第二蓝色标记线54进行三击贯入度，直至满足设计要求；
29.将钢筋笼放置护筒10内，通过料斗40将混凝土灌入护筒，最后进行拔护筒操作，成桩完成。
30.与现有技术相比，本本发明通过在护筒增加滑槽和滑门30，可调整滑动滑门位置，使护筒满足不同长度的桩长的进料需求，可根据沉管过程中随着护筒下沉或拔出，控制滑门30自动进行上下滑动；本发明还在夯锤钢丝绳上设置定位标记，可以用蓝色标记线控制提锤高度和三击贯入度要求；用黄色标记控制沉管过程中封堵材料用量；用红色标记线用来复核填充料，而控制和复核夯锤的位置、封堵料和填充料的情况。通过定制料斗和滑门30的底托的契合，可方便填充料和混凝土顺利进入护筒内，有效解决了投料困难的问题，提供成桩速度，节约了工程资源。本发明通过料斗可与进料口相互契合，确保在进料时，造成侧
漏导致不必要的原材料损失。能节省辅助机械和劳力。提高工作效率，并能保证护筒的密封性和完整性。
31.本发明由于改造护筒的适用性增强，操作简单，减少了其他辅助机械及劳力的使用，降低了成本，提高了工效，缩短了工期。在一天原本只能完成8根左右的工程桩，使用本发明的装置后，一天至少能完成12根以上工程桩。成桩效率提高了50％以上，且均满足设计承载力的要求。
附图说明
32.图1为本发明中的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的结构示意图；
33.图2为用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的俯视图；
34.图3为用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的正视图；
35.图4为用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的剖视图；
36.图5为用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的节点详图；
37.图6为用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的刻度线侧视图；
38.图7为用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的滑门的侧视图；
39.图8为夯锤钢丝绳控制标记线的示意图；
40.图9为料斗的展开平面图；
41.图10为料斗和滑门连接的示意图；
42.其中，10-护筒；11-进料口；12-第一吊环；13-刻度线；14-夯锤；15-自然地坪；20-滑槽；21-滑槽内侧板；22-滑槽外侧板；23-角焊缝；30-滑门；31-托板；32-加肋板；33-凹槽；40-料斗；41-侧板；42-第二吊环；43-插板；44-第二钢丝绳；50-第一钢丝绳；51-第一蓝色标记线；52-黄色标记线；53-红色标记线；54-第二蓝色标记线。
具体实施方式
43.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
44.如图1所示，本发明提供一种用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置，包括：
45.护筒10，所述护筒10的侧面设有进料口11，进料口11的开口长度为从所述护筒10内放置的工程桩的最短桩身的顶部开始向上至护筒顶部；
46.设置于进料口11的周围的护筒10侧面的滑槽20，所述滑槽20长度为进料口11的开口长度的2倍；
47.插入于所述滑槽20内的滑门30，滑门30的长度为进料口11的开口长度，滑门30在所述滑槽20内上下滑动，以露出或封闭所述进料口11；
48.所述滑门30顶部设有一托板31，托板31上设有凹槽33；
49.料斗40，所述料斗40的底部反向设置一块插板43，所述插板43插入所述凹槽33内，当所述滑门30露出所述进料口11时，所述进料口11与料斗40连通；
50.在此，料斗40的底部反向设置一块插板43，插板43可插入滑门30的底托凹槽33内，相互契合。
51.设置于所述护筒10内的夯扩桩机的夯锤14，所述夯锤14的顶部连接有第一钢丝绳
50，所述第一钢丝绳50上分别设置有第一蓝色标记线51、黄色标记线52、红线标记线53和第二蓝色标记线54，其中，当护筒10与夯锤14底面相同时，护筒10顶部对应第一钢丝绳50所在的位置为基准线；所述基准线上方的第一蓝色标记线51为贯入度控制距离标记线(根据设计要求设置距离)；所述基准线下方100mm的黄色标记线52为对护筒底部进行封堵填料量的控制线；所述黄色标记线52下方200mm的红色标记线53为确认沉管达到设计标高后每次夯击填料的最高填料高度控制线；黄色标记线(52)下方6000mm处的第二蓝色标记线(54)为控制三击贯入度提锤高度的控制线。
52.在此，本发明通过在护筒增加滑槽和滑门30，可调整滑动滑门位置，使护筒满足不同长度的桩长的进料需求，可根据沉管过程中随着护筒下沉或拔出，控制滑门30自动进行上下滑动；本发明还在夯锤钢丝绳上设置定位标记，可以用蓝色标记线控制提锤高度和三击贯入度要求；用黄色标记控制沉管过程中封堵材料用量；用红色标记线用来复核填充料，而控制和复核夯锤的位置、封堵料和填充料的情况。通过定制料斗和滑门30的底托的契合，可方便填充料和混凝土顺利进入护筒内，有效解决了投料困难的问题，提供成桩速度，节约了工程资源。本发明通过料斗可与进料口相互契合，确保在进料时，造成侧漏导致不必要的原材料损失。能节省辅助机械和劳力。提高工作效率，并能保证护筒的密封性和完整性。
53.本发明由于改造护筒的适用性增强，操作简单，减少了其他辅助机械及劳力的使用，降低了成本，提高了工效，缩短了工期。在一天原本只能完成8根左右的工程桩，使用本发明的装置后，一天至少能完成12根以上工程桩。成桩效率提高了50％以上，且均满足设计承载力的要求。
54.本发明可以应用于复合载体夯扩桩施工时，地质条件复杂，成桩长度浮动较大，护筒上端口投料困难，同时有利于方便施工，快速确定投料量、沉管深度和三击贯入度检测的场合。
55.本发明的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置一实施例中，所述护筒10的侧壁上还设置有刻度线13，用于确定护筒10下降的深度。
56.在此，所述刻度线设置在护筒外侧壁，可以采用钢丝或钢筋作为刻度线，以分米为单位标记出来。
57.本实施例通过护筒10上增设刻度，可快速确认护筒深度。
58.通过刻度线和定位标记可以确认护筒和夯锤的地下位置。
59.本发明的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置一实施例中，所述滑门30为弧形板，比护筒10的外经略大。
60.在此，在滑槽内设置一滑门30，滑门30为弧形板，比护筒外经略大，滑门30长度等于进料口11的长度。
61.本发明的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置一实施例中，所述滑槽20包括：
62.分别设置于进料口11的左、右两侧的护筒10的侧壁上的左侧滑槽和右侧滑槽；
63.设置于进料口11的底部的护筒10的侧壁上的底部滑槽。
64.本发明的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置一实施例中，每个左侧滑槽、右侧滑槽或底部滑槽，分别包括：
65.滑槽内侧板21，所述滑槽内侧板21通过角焊缝23固定在护筒侧壁上，滑槽内侧板21的内边离料口约20mm；
66.滑槽外侧板22，所述滑槽外侧板22焊接在内侧板21上，滑槽外侧板22的长度与滑槽内侧板21的长度相同，滑槽外侧板22与滑槽内侧21板错开，滑槽外侧板22向料口方向偏移20mm。
67.在此，所述滑门30可在左侧滑槽和右侧滑槽中上下滑动，滑门30下限由底部滑槽卡住。
68.本发明的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置一实施例中，所述料斗40的左、右两侧分别设设置有侧板41。
69.在此，所述料斗40可以根据护筒上进料口的宽度尺寸进行制作，左、右两侧分别设设置有侧板41，以防止水填料或者混凝土的侧漏。
70.本发明的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置一实施例中，所述护筒10的滑槽20的左、右两侧对称设置有第一吊环12；
71.所述侧板41的内侧或外侧设置有第二吊环42，所述第二吊环42和第一吊环12通过第二钢丝绳44连接。
72.在此，所述第二吊环42设置在护筒滑槽左右两侧对称设置，每间隔300mm可设置一对第二吊环42，第二钢丝绳44采用可调节可拆卸钢丝绳，一端连接料斗40，连接一端连接护筒，以调节图和固定料斗40的角度。
73.本发明的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置一实施例中，所述进料口11的开口宽度为护筒10的六分之一周长。
74.本发明的用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置一实施例中，所述托板31的下部设置有加肋板32。
75.本发明还提供一种用于复合载体夯扩桩施工的护筒装置的使用方法，所述方法包括：
76.根据桩位图将改造后桩机就位，将封堵料放入护筒10内开始沉管，在沉管过程中通过第一钢丝绳上的黄色标记线51控制注意封堵料情况，确保夯锤14不打出护筒，防止地下水涌入；
77.根据护筒10外壁的刻度线13确认是否达到设计标高，根据实际桩长确保滑门30在自然地坪15之上，达到设计标高后，将料斗40插入滑门30，第二钢丝绳连接料斗40和护筒10，开始将填充料进行夯击成球，填充料不宜一次性加太多导致堵管，根据红色标记线52确定符合护筒10内填充料量，护筒10内填充料量累计达到设计的填充量后，通过第一蓝色标记线51和第二蓝色标记线54进行三击贯入度，直至满足设计要求；
78.将钢筋笼放置护筒10内，通过料斗40将混凝土灌入护筒，最后进行拔护筒操作，成桩完成。
79.具体的，结合图1、图10所示；本实施例提供的复合载体夯扩桩机改进设备包括护筒10、一套滑槽20、滑门30、订制料斗40、一套标记第一钢丝绳50.
80.如图2、3、4所示，所诉护筒10上设置一个进料口11，进料口的高度从适用工程桩中最短桩身的高度算起的向上开口直至护筒最顶端，进料口的宽度为护筒的六分之一周长。护筒的宽度具体宽度可以根据实际护筒自身强度进行调整，但不宜大于六分之一宽度。作为举例，根据项目最短设计桩长为6m，则，进料口的底标高就为+6.000m，进行开口直至护筒顶部，护筒内径440mm。因此开口长度选择1.5m。
81.如图6所示，护筒在进料口侧方90
°
设置刻度线13，刻度线13可从护筒底部开始进行设置，以分米为单位进行标记。可采用4mm钢筋作为刻度线，也可采用不锈钢线条，焊接在护筒外侧。
82.如图3所示，在进料口11两侧，从进料口底部算起每300mm～500mm为间隔，设置第二吊环42；第二吊环42的材料可采用短钢筋自制而成，可采用全封闭或者半封闭吊环。
83.如图2、3、4、5所示，所诉滑槽20设置在进料口的三侧(左侧、右侧、底侧)，滑槽20主要由滑槽内侧板21通过角焊缝23固定在护筒侧壁上。现确定进料口两侧滑槽内侧板21，左侧和右侧滑槽长度为进料口的2倍长度，滑槽内侧板21的内边离料口约20mm，先进行点焊固定，再确认内侧板平直后再进行满焊；再进行外侧板22进行焊接，滑槽外侧板22焊接在内侧板21上，滑槽外侧板22的长度与滑槽内侧板21的长度相同，先点焊再满焊。滑槽内侧板21和滑槽外侧板22宽度控制在50mm。滑槽外侧板22与滑槽内侧21板错开，滑槽外侧板22向料口方向偏移20mm。在料口底部下部约50mm处设置的滑槽内侧板21和滑槽外侧板22以形成底部滑槽，步骤同上。在完成三面滑槽20后，可以在滑槽20内涂刷润滑剂。
84.如图7所示，活门30采用适当厚度钢板，厚度略小于滑槽内侧厚度，钢板需要弯弧和外护筒10的外经相同，宽度略长于进料口11，但小于左右两侧滑槽内侧宽度。宽度及弧度以适合滑道为标准。滑门30的长度大于进料口11的长度，至少多50mm。确保活门在滑槽能可上下灵活滑动。在活门30顶部设置一个底托31，托板31的材料与滑门30相同，在托板31的下部设置三块加肋板32，使托板31降至自然地坪15后，活门31和托板31能同时向上滑动，在托板根部设置一个约50mm深，10mm宽的凹槽33，用于后期浇筑混凝土时与料斗4连接。
85.如图8所示，在夯击锤上部采用彩色胶带或者金属片作为标记线绑扎在第一钢丝绳50上，测量并标记处出一根护筒与夯锤底面相同时，护筒顶部在钢丝绳的位置作为基准线。在基准线上方用第一蓝色标记线51标记处设计要求的贯入度控制距离。在基准线下方100mm用黄色标记线52标记出用于确认沉管过程中需要对护筒底部进行封堵填料量的控制。在所述黄色标记线52下方200mm的红线标记线53用于确认沉管达到设计标高后每次夯击填料的最高填料高度控制。黄色标记线52下方6000mm处的第二蓝色标记线54标记用于控制三击贯入度提锤高度的控制线。确保三击贯入度的检测的准确性。
86.如图9、10所示，护筒进料口11的宽度用钢板制作专用料斗40，料斗40下底宽度略小于进料口11宽度，料斗40上底宽度可根据现场实际情况自行确认。在料口两侧向上竖起挡板41，放置混凝土外漏，同时两侧板焊接吊环42，用于和护筒吊12环通过钢丝绳相连。在料斗底侧反向插板43向下135
°
伸出50mm的钢板，用于插入进滑门30顶部的凹槽内。
87.本发明提供的复合载体夯扩桩机设备改进，通过护筒10、滑槽20和滑门30可以调整沉管桩深度，满足不同桩身的施工；观察钢丝绳50标记控制填料和三击贯入度，确保成桩质量；通过定制料斗40与护筒10、滑门30相连接，可方便投料加快施工速度，保证施工质量。因此，改桩机改造具有降低施工成本、提高施工效率、快速成桩、提高成桩质量。
88.本实施例提供了一种实施例一种的复合载体夯扩改造桩机的使用方法，下面结合图1至图10对该使用方法进一步介绍。该使用方法包括如下步骤：
89.根据桩位图桩基就位，在桩位点上放入封堵料，放下护筒10和夯锤14通过黄色标记线52确认封堵料；
90.在护筒成桩过程中通过护筒的刻度线13确认沉管深度，同时观察黄色标记52注意
封堵料的位置，随着护筒10的不断下沉，当滑门30的托板31接触地面后，滑门30将随着护筒10的下沉在滑槽20内进行上下滑动，直至到设计标高，滑门30通过托班31与地面的接触保持在地坪以上；
91.在抵达设计标高后通过第一吊环12和第二吊环42、凹槽33和钢丝绳将定制料斗40安装在滑门30和进料口11相连接，通过改造进料口11开始填装填充料，在添加材料过程中通过红色标记线53进行复核是否会产生堵管，进行夯击成球；
92.夯击成球完成后，通过第一蓝色标记线51和第二蓝色标记线54控制三击贯入度的提锤高度和沉降要求；
93.然后放入钢筋笼，通过料斗40将混凝土浇筑护筒内，最后卸下料斗40，拔出护筒10成桩完成，在拔出护筒10的过程中，滑门30自动归位到料斗11最底部，进行下一个工程桩施工。
94.本发明由于改造护筒的适用性增强，操作简单，减少了其他辅助机械及劳力的使用，降低了成本，提高了工效，缩短了工期。在一天原本只能完成8根左右的工程桩，使用本发明的装置后，一天至少能完成12根以上工程桩。成桩效率提高了50％以上，且均满足设计承载力的要求。
95.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
96.显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。