一种深埋多标高CFG群桩深度及桩长控制装置及控制方法与流程

一种深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置及控制方法
技术领域
1.本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置及控制方法。


背景技术：

2.水泥粉煤灰碎石桩（简称 cfg 桩）可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应增加了桩间土承担的荷载，使复合地基承载力提高，变形减小。目前，由于cfg桩体不配置钢筋，同时利用工业废料粉煤灰作为掺和料，能够大大降低工程造价等优点，广泛应用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。
3.在工程建设期间，由于基坑开挖受扬尘治理管控政策影响较大，为了保证工期，往往采取基坑分层开挖的策略，在土方开挖管控期间将cfg桩提前穿插及夜间施工。cfg桩作业面和桩顶之间就会出现覆土较厚5~10m的情况，同时筏板局部加深部位，cfg桩的类型涉及3个及3个以上不同标高。这种情况下采用长螺旋钻中心压灌成桩工艺施工，不同桩型的钻孔深度控制线及停泵刻度线设置不清晰容易引起司钻员误判，导致成孔深度不足、桩长不够或待截桩头普遍过大，从而影响单桩承载力或极大地浪费原材料。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明的目的在于提供一种深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置，以解决现有技术中多标高cfg桩在夜间施工时，成孔深度和桩长不易控制的技术问题；本发明的目的还在于提供一种深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制放方法，以在夜间施工cfg群桩时精确控制成孔深度及桩长。
5.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置，包括长螺旋钻机，长螺旋钻机上设有控制模块、动力头、钻杆和立柱；动力头与立柱的交接位置处设有沿动力头一圈布置的动力头警示灯带，动力头警示灯带串联有动力头电路开关，动力头电路开关与所述控制模块连接；立柱上设有至少两道上下间隔布置的钻孔深度控制线和与钻孔深度控制线一一对应的停泵控制线，每条钻孔深度控制线均对应一种桩型，停泵控制线位于钻孔深度控制线的上方，每个钻孔深度控制线的位置均设有对应的钻孔深度控制警示灯带，每个停泵控制线的位置处均设有停泵控制警示灯带；同一个桩型的钻孔深度控制警示灯带和停泵控制警示灯带串联连接以形成该桩型的警示灯带电路，警示灯带电路上串接有电路开关；不同桩型的警示灯带电路并联连接，并且各警示灯带电路均与控制模块连接；动力头警示灯带在钻杆下降过程中移动至于对应的钻孔深度控制警示灯带对齐时，钻孔到位；动力头警示灯带在钻杆上升过程中移动至于对应的停泵控制警示灯带对齐时，泵料到位。
6.进一步的，钻孔深度控制警示灯带、停泵控制警示灯带均位置可调地装配在所述立柱上。
7.进一步的，钻孔深度控制警示灯带、停泵控制警示灯带均可拆装配在所述立柱上。
8.优选的，钻孔深度控制线设有三条以上。
9.优选的，动力头警示灯带、钻孔深度控制警示灯带和停泵控制警示灯带均为led灯。
10.本发明的深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制方法的具体方案是：深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制方法，其特征在于，根据作业面标高，选择与桩长相适应的长螺旋钻机，在长螺旋钻机动力头与长螺旋钻机钻杆交接处沿动力头一圈设置一条动力头警示灯带；然后根据不同桩型，分别在长螺旋钻机立柱下部钻孔深度控制线处和长螺旋钻机立柱上部停泵控制线处设置对应的钻孔深度控制警示灯带和停泵控制警示灯带，两条警示灯带电路串联连接，不同桩型的警示灯带电路并联连接；各条警示灯带电路的电路开关设置在长螺旋钻机的操纵室内加以区分，并与操纵室内的控制模块连接，以针对不同桩型选择不同的警示灯带；全部cfg桩施工完成后直接将所有警示灯带拆除即可；施工步骤包括：步骤一：长螺旋钻机组装完成以后，测量长螺旋钻机钻杆的长度，定义该长度为l0；步骤二：根据作业面标高及拟施作的桩顶标高，计算各桩的覆土厚度，定义ti代表i桩的覆土厚度，hi代表i桩的桩顶标高，ti=作业面标高-hi；步骤三：分别计算各桩型的钻孔深度控制警示灯带距离作业面的高度，并依次在长螺旋钻机立柱上对应高度的位置处设置钻孔深度控制警示灯带，定义，i1为i桩在长螺旋钻机立柱上所设置的钻孔深度控制警示灯带，h
i1
为i桩的钻孔深度控制警示灯带距离作业面的高度，li为i桩的桩长，h
i1
=l
0-t
i-li；步骤四：分别计算各桩型的停泵控制警示灯带距离作业面的高度，并依次在长螺旋钻机立柱对应高度处设置该桩型的停泵控制警示灯带，定义i2为i桩在长螺旋钻机立柱上所设置的停泵控制警示灯带，h
i2
为i桩的停泵控制警示灯带距离作业面的高度，h
i2
=h
i1
+li；步骤五：在长螺旋钻机动力头位置设置动力头警示灯带，打开动力头警示灯带的开关，动力头警示灯带亮起；步骤六：移动长螺旋机钻杆，使长螺旋钻机钻杆垂直对准i桩的点位，打开i桩的警示灯带电路开关，i桩的钻孔深度控制警示灯带和i桩的停泵控制警示灯带亮起；步骤七：开始下钻并随时观察动力警示灯带的位置，当动力头警示灯带与i桩的钻孔深度控制警示灯带i1对齐时，停止下钻，并开始泵送混合料；步骤八：边泵送混合料，边提升长螺旋钻机钻杆，并保证连续泵料，钻具底端出料口不高于钻孔内混合料的液面，当动力头警示灯带与i桩的停泵控制警示灯带i2对齐时，停止泵送混合料；步骤九：继续提拔长螺旋钻机钻杆至作业面以上，对孔口封堵，然后移动长螺旋钻机钻杆至下一桩位施工。
11.进一步的，钻孔深度控制警示灯带、停泵控制警示灯带均位置可调地装配在长螺
旋钻机立柱上。
12.进一步的，钻孔深度控制警示灯带、停泵控制警示灯带均可拆装配在长螺旋钻机立柱上。
13.进一步的，动力头警示灯带、钻孔深度控制警示灯带和停泵控制警示灯带均为led灯本发明的有益效果是：本发明采用高亮度的发光警示灯带在长螺旋钻机立柱上标记出不同桩型的钻孔深度控制线和停泵控制线，通过电路开关控制不同桩型的警示灯带电路回路的通与断，实现不同桩型的警示位置可调节及不间断施工；同时，通过长螺旋钻机动力头上设置的警示灯带的位置判断钻杆头部在地下的钻进深度，从而准确控制桩深和桩长。
14.本发明采用的高亮度发光警示灯带无论在白天还是夜晚，都能够通过人眼识别观察到，不同桩型的警示灯带在准备阶段一次性设置完成，然后依次不间断地完成场地内不同标高的cfg桩施工。解决了采用长螺旋钻中心压灌成桩工艺施工深埋多标高cfg群桩时，尤其照明不良，精确控制桩长和钻孔深度、查找桩位及不间断施工的难题，也使管理人员进行质量检查更加灵活方便，最终避免了因工人质量、成本意识淡薄引起的成孔深度不足的质量问题和桩身过长的材料浪费问题。
附图说明
15.图1是本发明的深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置的工作状态图；图2是本发明的深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置中各警示灯带之间的连接电路示意图；图3是本发明的深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置的立体示意图。
16.附图标记说明：编号a1为桩a的钻孔深度控制警示灯带、编号a2为桩a的停泵控制警示灯带、编号b1为桩b的钻孔深度控制警示灯带、编号b2为桩b的停泵控制警示灯带、编号c1为桩c的钻孔深度控制警示灯带、编号c2为桩c的停泵控制警示灯带、编号a为桩a的警示灯带电路开关、编号b为桩b的警示灯带电路开关、编号c为桩c的警示灯带电路开关、编号1为操纵室、编号2为长螺旋钻机动力头、编号3为动力头警示灯带、编号4为长螺旋钻机钻杆、编号5为长螺旋钻机立柱、编号6为作业面标高、编号7为桩a电路开关、编号8为桩b电路开关、编号9为桩c电路开关。
具体实施方式
17.下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
18.本发明的深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置的实施例：如图1、图2和图3所示，深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制装置包括长螺旋钻机，长螺旋钻机上设有操纵室1、长螺旋钻机动力头2、长螺旋钻机钻杆4、长螺旋钻机立柱5，操纵室1内设有用于控制长螺旋钻机动力头2和长螺旋钻机钻杆4动作的控制模块。
19.本实施例中，以三个cfg桩为例进行详细说明。如图1和图3所示，三个cfg桩分别为桩a、桩b和桩c。
20.长螺旋钻机动力头2与长螺旋钻机立柱5的交接位置处设有沿长螺旋钻机动力头2
一圈布置的动力头警示灯带3，动力头警示灯带3串联有动力头电路开关，动力头电路开关位于操纵室1内，并与控制模块连接。
21.长螺旋钻机立柱5上设有三道上下间隔布置的钻孔深度控制线和与钻孔深度控制线一一对应的停泵控制线，每条钻孔深度控制线均对应一种桩型，停泵控制线位于钻孔深度控制线的上方，即三道钻孔深度控制线分别为桩a的钻孔深度控制线、桩b的钻孔深度控制线和桩c的钻孔深度控制线，三道停泵控制线分别为桩a的停泵控制线、桩b的停泵控制线和桩c的停泵控制线。其中，桩a的钻孔深度控制线处安装有桩a的钻孔深度控制警示灯带a1，桩a的停泵控制线处安装有桩a的停泵控制警示灯带a2；桩b的钻孔深度控制线处安装有桩b的钻孔深度控制警示灯带b1，桩b的停泵控制线处安装有桩b的停泵控制警示灯带b2；桩c的钻孔深度控制线处安装有桩c的钻孔深度控制警示灯带c1，桩c的停泵控制线处安装有桩a的停泵控制警示灯带c2。本实施例中，各个警示灯带均采用led灯，在实际施工前，根据钻孔深度和相应的桩长来调整各个警示灯带在长螺旋钻机立柱5上的高度。
22.如图2所示，桩a的钻孔深度控制警示灯带a1与桩a的停泵控制警示灯带a2串联连接形成桩a的警示灯带电路，且该电路上连接有控制通断的桩a电路开关7，桩a电路开关7设置在操纵室1内并与控制模块连接。相应的，桩b的钻孔深度控制警示灯带b1与桩b的停泵控制警示灯带b2串联连接形成桩b的警示灯带电路，且该电路上连接有控制通断的桩b电路开关8，桩b电路开关8设置在操纵室1内并与控制模块连接。桩c的钻孔深度控制警示灯带c1与桩c的停泵控制警示灯带c2串联连接形成桩c的警示灯带电路，且该电路上连接有控制通断的桩c电路开关9，桩c电路开关9设置在操纵室1内并与控制模块连接。桩a的警示灯带电路、桩b的警示灯带电路、桩c的警示灯带电路和动力头警示灯带电路相互并联连接。
23.在实际使用时，根据作业面标高6和拟施作的桩顶标高，计算各桩的覆土厚度，同时计算各桩型的钻孔深度控制警示灯带距离作业面的高度，各桩型的停泵控制警示灯带距离作业面的高度，以将各个警示灯带安装至设定的位置。施工桩a时，移动长螺旋机钻杆，使长螺旋钻机钻杆垂直对准桩a的点位，打开桩a电路开关，桩a的钻孔深度控制警示灯带和桩a的停泵控制警示灯带亮起，开始下钻并随时观察动力警示灯带的位置，当动力头警示灯带与桩a的钻孔深度控制警示灯带a1对齐时，停止下钻，并开始泵送混合料；边泵送混合料，边提升长螺旋钻机钻杆，并保证连续泵料，钻具底端出料口不高于钻孔内混合料的液面，当动力头警示灯带与桩a的停泵控制警示灯带a2对齐时，停止泵送混合料，继续提拔长螺旋钻机钻杆至作业面以上，对孔口封堵。桩b和桩c的施工步骤与桩a相同，在此不再详细赘述。施工完毕后，将相应的警示灯带拆除即可。
24.本发明的深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制方法的具体实施例：如图1、图2和图3所示，深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制方法，是根据作业面标高6，选择与桩长相适应的长螺旋钻机，在长螺旋钻机动力头2与长螺旋钻机钻杆4交接处沿动力头一圈设置一条动力头警示灯带3；然后根据不同桩型，分别在长螺旋钻机立柱5下部钻孔深度控制线处和长螺旋钻机立柱上部停泵控制线处设置对应的钻孔深度控制警示灯带和停泵控制警示灯带，两条警示灯带电路串联连接，不同桩型的警示灯带电路并联连接；各条警示灯带电路的电路开关设置在长螺旋钻机的操纵室内加以区分，并与操纵室内的控制模块连接，以针对不同桩型选择不同的警示灯带；全部cfg桩施工完成后直接将所有警示灯带拆除即可。
25.以下结合具体的cfg桩对本发明的深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制方法进行说明。首先，定义长螺旋钻机钻杆的长度为l0、定义ti代表i桩的覆土厚度、hi代表i桩的桩顶标高、i1为i桩在长螺旋钻机立柱上所设置的钻孔深度控制警示灯带、h
i1
为i桩的钻孔深度控制警示灯带距离作业面的高度、li为i桩的桩长、i2为i桩在长螺旋钻机立柱上所设置的停泵控制警示灯带，h
i2
为i桩的停泵控制警示灯带距离作业面的高度。其中，参数之间的关系为：ti=作业面标高-hi；h
i1
=l
0-t
i-li；h
i2
=h
i1
+li。
26.如图1和图2所示，本实施例中以三个桩进行说明，即此时i分别取值1，2和3。为了更加方便的说明，本实施例中，将三个桩分别叫做桩a、桩b、桩c，桩a、桩b、桩c分别对应i取值为1，2和3，也即用i=a、b、c分别对应代替i=1、2、3。例如，以下所提及的ta、tb、tc则分别为桩a、桩b、桩c的覆土厚度，其他参数的具体含义不再详细赘述。
27.本发明的深埋多标高cfg群桩深度及桩长控制方法包括以下步骤：步骤一：长螺旋钻机组装完成以后，测量长螺旋钻机钻杆的长度l0；步骤二：根据作业面标高及拟施作的桩顶标高（由于工艺需要的待截桩头考虑在内），计算桩a、桩b、桩c的覆土厚度ta、tb、tc；步骤三：分别计算桩a的钻孔深度控制警示灯带a1、桩b的钻孔深度控制警示灯带b1、桩c的钻孔深度控制警示灯带c1距离作业面的高度h
a1
、h
b1 h
c1
，并依次在长螺旋钻机立柱5高度h
a1
、h
b1
、h
c1
处设置桩a的钻孔深度控制警示灯带a1、桩b的钻孔深度控制警示灯带b1、桩c的钻孔深度控制警示灯带c1；步骤四：分别计算桩a的停泵控制警示灯带a2、桩b的停泵控制警示灯带b2、桩c的停泵控制警示灯带c2距离作业面的高度h
a2
、h
b2
、h
c2
，并依次在长螺旋钻机立柱高度h
a2
、h
b2
、h
c2
处设置桩a的停泵控制警示灯带a2、桩b的停泵控制警示灯带b2、桩c的停泵控制警示灯带c2；步骤五：在长螺旋钻机动力头2的头部设置动力头警示灯带3，打开动力头警示灯带3的开关，动力头警示灯带3亮起；步骤六：移动长螺旋钻机钻杆4，使长螺旋钻机钻杆4垂直对准cfg桩a的点位；打开桩a电路开关7，桩a的钻孔深度控制警示灯带a1、桩a的停泵控制警示灯带a2亮起；步骤七：开始下钻并随时观察动力头警示灯带3的位置，当动力头警示灯带3与桩a的钻孔深度控制警示灯带a1对齐时，停止下钻，并开始泵送混合料；步骤八：边泵送混合料，边提升长螺旋钻机钻杆4，并保证连续泵料，钻具底端出料口不得高于钻孔内混合料的液面，当动力头警示灯带3与桩a的停泵控制警示灯带a2对齐时，停止泵送混合料；步骤九：继续提拔长螺旋钻机钻杆4至作业面以上，对孔口封堵，然后移动长螺旋钻机钻杆4至下一桩位施工。
28.步骤十：当施工至桩b时，将电路开关拨片移到桩b电路开关8处，桩a的钻孔深度控制警示灯带a1、桩a的停泵控制警示灯带a2熄灭，桩b的钻孔深度控制警示灯带b1、桩b的停泵控制警示灯带b2会亮起，然后重复步骤六~步骤九。
29.步骤十一：当施工至桩c时，将电路开关拨片移到桩c电路开关9处，桩b的钻孔深度控制警示灯带b1、桩b的停泵控制警示灯带b2熄灭、桩c的钻孔深度控制警示灯带c1、桩c的停泵控制警示灯带c2亮起。重复步骤六~步骤九；
步骤十二：全部cfg桩施工完毕后，将各个警示灯带拆除。
30.本发明采用高亮度的发光警示灯带在长螺旋钻机立柱上标记出不同桩型的钻孔深度控制线和停泵控制线，通过电路开关控制不同桩型的警示灯带电路回路的通与断，实现不同桩型的警示位置可调节及不间断施工；同时，通过长螺旋钻机动力头上设置的警示灯带的位置判断钻杆头部在地下的钻进深度，从而准确控制桩深和桩长。
31.本发明采用的高亮度发光警示灯带无论在白天还是夜晚，都能够通过人眼识别观察到，不同桩型的警示灯带在准备阶段一次性设置完成，然后依次不间断地完成场地内不同标高的cfg桩施工。解决了采用长螺旋钻中心压灌成桩工艺施工深埋多标高cfg群桩时，尤其照明不良，精确控制桩长和钻孔深度、查找桩位及不间断施工的难题，也使管理人员进行质量检查更加灵活方便，最终避免了因工人质量、成本意识淡薄引起的成孔深度不足的质量问题和桩身过长的材料浪费问题。
32.以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的权利要求保护范围之内。