超强地震带超深振冲碎石桩施工的透水性检测控制方法与流程

本发明涉及桩机施工，尤其涉及一种超强地震带超深振冲碎石桩施工的透水性检测控制方法。

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，不同地质条件的地层采用施工方法不同，如果遇到结构复杂的特殊地层，在振冲器水平振动和高压水的共同作用下仍不能保证施工效果时，可以使用高压空气作为辅助，通过高压水和高压气共同作用对地层进行冲孔预破坏，有利于提高振冲器的穿透和造孔能力。

3、但《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》(dl/t524-2016)中关于供水压力、供水量的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，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，对于供气没有具体规定。对于覆盖层厚度大多为100m以上的超深覆盖层而言，由于存在软弱夹层(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)，使得这两种地层在造孔中所遇到的问题完全不同，尤其是当该地层又处于超强地震带时，上述规定已完全不能适用。

4、此外，常规方法进行振冲碎石桩施工的方法在覆盖层厚度大，强震频发尤其是易发生特大地震条件下的地层不适用，因为，常规振冲方法无法确保形成碎石桩的透水性，无法保证特大地震条件下桩体不断裂。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种超强地震带超深振冲碎石桩施工的透水性检测控制方法，保证在超强地震带超深覆盖层下形成的超深振冲碎石桩透水性良好，且与周围土层紧密结合在一起，能在强震条件下将深部的超静孔隙水压力垂直上传至碎石垫层，确保强震下振冲碎石桩的安全性。

2、为实现本发明的上述目的，本发明提供一种超强地震带超深振冲碎石桩施工的透水性检测控制方法，包括：

3、通过对包括伸缩导杆和振冲器的振冲碎石桩机的水气联动进行控制，快速完成碎石桩孔的振冲施工；

4、对碎石桩孔进行清孔处理后，将碎石填料投放到碎石桩孔内，并利用振冲器对碎石桩孔内碎石填料进行振冲加密施工；

5、在振冲器对碎石填料进行振冲加密施工期间，获取碎石桩孔内位于碎石填料料面以上泥浆的泥浆密度；

6、根据获取的泥浆密度控制供应下水的下水流量和供压下气的下气流量，以便振冲器在下水、下气的协同作用下完成对碎石填料振冲加密施工，形成符合透水性要求且具有有效桩径的振冲碎石桩。

7、其中，获取碎石桩孔内位于碎石填料料面以上泥浆的泥浆密度包括：

8、利用泥浆泵将碎石桩孔内位于碎石填料料面以上的泥浆向上抽送到泥浆密度计处；

9、通过泥浆密度计对抽送上来的泥浆进行泥浆密度检测，获取碎石桩孔内位于碎石填料料面以上的当前泥浆密度值。

10、优选的，所述泥浆密度计安装在地面上。

11、优选的，根据获取的泥浆密度控制供应下水的下水流量和供压下气的下气流量包括：

12、获取碎石桩孔内位于碎石填料料面以上的当前泥浆密度值后，比较当前泥浆密度值与预设泥浆密度阈值；

13、根据当前泥浆密度值与预设泥浆密度阈值的比较结果，控制供应下水的下水流量和供压下气的下气流量。

14、优选的，根据当前泥浆密度值与预设泥浆密度阈值的比较结果，控制供应下水的下水流量和供压下气的下气流量包括：

15、比较结果为当前泥浆密度值在预设泥浆密度第一阈值内时，控制振冲器在当前下水流量、当前下气流量下协同作用完成振冲加密施工；

16、比较结果为当前泥浆密度值超出预设泥浆密度第一阈值时，控制供应下水的下水流量和供压下气的下气流量，以便泥浆密度值在预设泥浆密度第一阈值内。

17、优选的，比较结果为当前泥浆密度值超出预设泥浆密度第一阈值时，控制供应下水的下水流量和供压下气的下气流量，以便泥浆密度值在预设泥浆密度第一阈值内包括：

18、若当前泥浆密度值大于预设泥浆密度第一阈值上限值且在预设泥浆密度第二阈值内时，控制下水流量增大至额定最大下水流量的75-80％，控制下气压力保持不变，直至泥浆密度值在预设泥浆密度第一阈值内；

19、若当前泥浆密度值大于预设泥浆密度第二阈值上限值且在预设泥浆密度第三阈值内时，控制下水流量增大至额定最大下水流量的85-90％，控制下气流量增大至额定最大下气流量的85-90％，直至泥浆密度值在预设泥浆密度第一阈值内；

20、若当前泥浆密度值大于预设泥浆密度第三阈值上限值时，控制下水流量增大至额定最大下水流量，控制下气流量增大至额定最大下气流量，直至泥浆密度值在预设泥浆密度第一阈值内。

21、其中，通过对包括伸缩导杆和振冲器的振冲碎石桩机的水气联动进行控制，快速完成碎石桩孔的振冲施工包括：

22、根据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；以及

23、根据振冲施工过程中获取的当前地层密实度控制供应下气的下气压力；

24、通过控制振冲碎石桩机供应下水的下水流量和控制供应下气的下气压力，使振冲器在下水、下气协同作用下完成碎石桩孔的振冲施工。

25、其中，获取振冲施工过程中的当前地层密实度包括：

26、获取振冲器的当前振冲电流；

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

28、将所查找到的地层密实度确定为当前地层密实度。

29、优选的，所述根据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：

30、获取供应下水的当前下水压力；

31、根据预置的下水压力与地层密实度的对应关系，查找与当前地层密实度相对应的目标下水压力；

32、通过比较当前下水压力和目标下水压力，控制第二水泵供应下水的下水流量，使当前下水压力位于目标下水压力范围内。

33、优选的，利用振冲器振冲加密施工形成具有有效桩径的振冲碎石桩包括：

34、在利用振冲器振冲加密施工期间，利用设置在振冲器壳体内侧的拾音器检测振冲器对嵌入到碎石桩孔周围土层中的碎石填料进行振冲时的振冲器实时振动信号；

35、根据设置在振冲器壳体内侧的拾音器检测到的所述振冲器实时振动信号，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填料而形成碎石桩的桩径等于有效桩径。

36、与现有技术相比，本发明超强地震带超深振冲碎石桩施工的透水性检测控制方法具有如下优点：

37、1、本发明超强地震带超深振冲碎石桩施工的透水性检测控制方法，对振冲施工形成碎石桩过程中的泥浆密度进行实时检测，确保形成碎石桩的透水性符合预设要求，保证碎石桩在特大地震条件下(如8.5-9级地震条件下)仍能将地层深部的超静孔隙水压力沿碎石桩垂直上传，从而避免碎石桩在强震条件下发生挫断事故，提高碎石桩形成的复合地基的稳定性与安全性。

38、2、对于深厚覆盖的复杂地层在只供应下水效果不明显时，本发明根据不同地层密实度分别精确控制下水压力和下气压力的供给量，以便振冲器在合适下水压力、下气压力的协同作用下，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。

39、3、本发明通过对上水压力的精确控制，实现伸缩导杆内部上水压力始终大于外部泥浆压力，以便防止外部泥浆从伸缩导杆的间隙进入到伸缩导杆内部；并通过在振冲施工过程中控制当前上水流量位于目标上水流量范围内，控制上气压力位于目标上气压力范围内，以便清除进入到伸缩导杆内的少量砂石，使伸缩导杆在上水、上气作用下自由伸缩，从而使基于伸缩导杆的复杂地层的深孔振冲施工可靠进行。

40、4、本发明方法，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。

41、下面结合附图对本发明进行详细说明。