一种新型强夯机及利用其实现的复合地基施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种新型强夯机以及利用其实现的一种复合地基施工方法。
【背景技术】
[0002]随着新技术的不断出现，强夯施工出现了许多新的工艺，如:铸锤冲扩粧、孔内强夯法等。但受制于现有机械设备的限制，采用原有设备并不能很好完成施工，原因在于:一是受孔内施工环境、设备限制，施工能级不够高；二是孔内摩擦、撞击及水的影响，导致能级损失严重；三是施工不便，夯锤在孔内经常发生吸锤，但设备却不能提供足够的拉力，导致提锤困难；四是施工过程中发生蹬绳(夯锤还未落到底，卷扬锁死)的现象，对机器损伤大；五是原有的强夯机工作中稳定性差，造成较大的晃动，安全性、机械寿命都较差，且晃动导致自动测量系统误差大，使施工缺失了科学的数据，只能依靠经验，对施工质量造成了影响。
[0003]与此同时，地基施工过程中的孔内强夯工艺，施工能级太小，夯锤大多使用尖锤，加固效果并不好，如一次加夯填料太多，夯击会使上部的夯填料形成硬层，硬层包裹夯锤锤尖卡在孔洞中，导致下面的夯填料无法有效加固，尖锤的能量相当大部分作用孔壁的土体上，虽然对土体起到了侧向挤密效果，但相邻粧位点钻孔时，土体会释放掉很大一部分压力，导致施工效率低，遇到有地下水时，夯锤在水中施工能量损失太大，使本来就不大的能级更加小，加固效果很差。
[0004]因此，如何解决上述技术问题成为了该领域技术人员努力的方向
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:提供一种新型强夯机，和一种利用其实现的复合地基施工方法，通过下述技术方案来实现:
[0006]—种新型强夯机，包括调平底座，所述调平底座上设有主杆和提升设备，所述为筒状空心结构，所述主杆内部设有内置夯锤，所述内置夯锤的顶部通过挂钩装置连接缆绳，所述缆绳绕过主杆顶部的定滑轮连接至提升设备上。
[0007]作为优选，所述调平底座底部安装有行走装置，所述调平底座包括位于底部的底座前部，所述底座前部上设有底座后部，所述底座后部上设有调平部，所述调平部分为上下两层结构，其中上、下层之间设有若干万向关节、油缸及油缸支腿；整个调平底座为中空结构。调平底座具有的特点是:一、可拆卸，由于整个底座尺寸大，重量大，设计成可拆卸式后，移动更加方便；二、可以方便地进行调平，可灵活适应于不同坡度；三、底座内部为空心，在有坡度的情况，夯锤也不会损坏底座。
[0008]作为优选，所述主杆周围包括数根与其外壁紧固连接的支腿，所述支腿底部与调平底座顶部固定连接，所述主杆下部壁厚加大作为加厚段，所述支腿下部从上到下增大两次，分别为支腿第一次变截面、支腿第二次变截面。主杆外壁的支腿起到加强的作用，可以在夯锤升降过程中保护主杆不受损坏。对主杆下部加厚的目的也是为了加强结构强度，可以在夯锤升降过程中保护主杆不受损坏。
[0009]作为优选，所述挂钩装置包括上部的动滑轮和下部的独立挂钩两部分，所述可移动护筒包括护筒主体，所述护筒主体顶部设置套筒，所述动滑轮向上穿过套筒，所述独立挂钩由三个自动复位挂钩组成，被套筒卡在护筒主体内部，所述护筒主体上还设置三个相向的脱钩油缸分别对准一个挂钩上部。施工时，通过与脱钩油缸相连的控制面板启动脱钩油缸，脱钩油缸推动挂钩上部，挂钩发生转动，从而脱钩。需要挂钩时，直接将挂钩装置下降，自动复位挂钩在重力作用下将其底部的缆绳勾住。
[0010]作为优选，所述主杆壁上从上到下开设一条向内供油的开口 ；所述主杆内还设有可移动护筒，所述内置夯锤顶部套在可移动护筒内，所述内置夯锤由若干节通过可拆卸的方式连接而成。外部的供油器通过油管由所述开口进入主杆内部为脱钩油缸供油，油管可随着脱钩油缸升降的开口内上下移动，因此，可减小油管的长度。
[0011]作为优选，所述护筒主体外壁上从上到下设置若干凸起杆件，所述主杆内壁上从上到下设置若干与凸起杆件相匹配的内部凹槽；所述护筒主体底部外壁还设置一圈尾部凸起，该尾部凸起外径与主杆内径配合。主杆内壁上的内部凹槽对可移动护筒起到导引作用，将护筒主体与主杆紧密配合之后后，可以更好地控制夯锤的升降轨迹，减小偏离。由于内置夯锤所有的运动都在主杆内部，基本上处在一个封闭的环境中，施工中的扬尘和噪音污染很小。
[0012]本新型强夯机的创新点在于:
[0013]1、将夯锤置于主杆内部进行升降，整机中心投影在主杆水平投影内，稳定性高，晃动小，数据测量准确，磨损小，使用寿命长；
[0014]2、夯锤分成若干节，其长度和重量均可以通过对节数的增减进行方便的调节；
[0015]3、由于整机稳定高，夯锤升降过程中偏差小，所打出来的孔质量好。
[0016]4、护筒主体将内置夯锤顶部套住后，可以保证内置夯锤始终保持居中的位置；
[0017]5、整机结构紧凑，体积小，重量较小；
[0018]6、适合较大能级的高效施工，高能级施工加固深度大，每次可以适当多填入夯填料，减少填料次数和夯击次数，大大提高施工效率。有效避免夯填料加入过多时因内置夯锤加固深度有限造成的软弱区，大幅提高施工质量；
[0019]7、采用分节形式的内置夯锤，夯锤呈细长型，高度增加，提高了夯击能，并且由于长度较长，夯锤顶部不易被埋，这是以往的夯锤不具备的优势。
[0020]一种复合地基施工方法，采用前述的新型强夯机实现，包括以下步骤:
[0021]a.根据施工图纸布置点位，包括砂井点位、孔内强夯点位、大能级强夯点位；
[0022]b.布置砂井:在砂井点位钻孔，灌入中粗砂，并振捣密实；
[0023]c.孔内强夯施工:在孔内强夯点位钻孔，采用强夯机进行孔内强夯施工形成较长的散体粧或柔性粧；
[0024]d.大能级强夯:在大能级强夯点位进行大能级强夯或强夯置换施工形成土石短粧；
[0025]e.对整个施工场地进行满夯。
[0026]作为优选，所述步骤a中，孔内强夯点位呈方形布置，砂井点位处于方形形心上呈梅花形布置，大能级强夯点位插点布置在砂井、孔内强夯点位中间，这样孔内强夯点位布置间距较大，可有效降低相邻孔位钻孔时的相互影响，对已加固土体扰动小，孔内强夯施工的效果较好。
[0027]作为优选，步骤b中，采用小直径砂井，砂井直径150-600_，砂井施工过程中，对填料进行振捣，使之密实。
[0028]作为优选，一般情况下，砂井长度应该和孔内强夯所成的粧长度相匹配，两者基本等长，以更好的消散孔内强夯造成的超空隙水压，但在底部有较厚砂层时，砂层可以发挥比砂井更好的排水作用，此时要求砂井底伸入砂层，两者联通即可，可大幅减少砂井长度。
[0029]进一步地，所述步骤(C)包括以下小步骤:
[0030]①开始孔内强夯点位钻孔，钻至地下水位附近；
[0031]②边钻边观察出水情况，如地层渗水小，可继续下钻，在大量出水前，将准备好的夯填料加入孔洞中，要求初始加入的夯填料含水较少，颗粒硬度大，不吸水，级配较好，整体挤压密实后，渗水率小；
[0032]③夯填料加入后，马上开始孔内强夯，使夯填料挤压密实，形成密实、渗水小的一段粧体，在过程中不断加入夯填料；
[0033]④在不断的夯击，加夯填料的过程中，密实粧体不断加长、加粗，同时不断向下挤入土体，使粧体向下发展，粧体在形成过程中把水不断挤向周围土体，最终大部分的水汇集到周围的砂井，涌向地表。
[0034]⑤粧体向下发展达到一定深度后，不再发展，继续加入夯填料夯击，直到粧体延伸到地表。
[0035]步骤(C)中采用