百米级桩架式振冲桩的施工工艺的制作方法

1.本发明涉及振冲施工技术领域，具体涉及百米级桩架式振冲桩的施工工艺。


背景技术：

2.在一些特殊的基建场景中，例如在大型水电站的建设过程中，水库蓄水后向地下渗漏会造成整体地基变软，另外大坝还需要承受蓄积水产生的强大水压，而由于各个大坝覆盖层深度不同，在大坝建筑过程中，振冲桩越来越深。
3.常规的施工工艺，通常是利用起重机悬吊起导杆和振冲器，在振冲器的作用下进行振冲造孔，再造孔完成后进行填料、振冲挤密等工序，完成造桩。在起重机吊起导杆后，起重机的吊臂与地面呈倾斜状态，整体长度有限，无法悬吊长度过长的导杆；另外目前的导杆通常是一体成型结构，其整体长度有限，随着造孔深度加深，整体施工成本和施工难度会急剧攀升，因此，由于以上等各种因素影响，在实际的工程施工场景中，常规的振冲桩施工深度通常在35米以下，最高深度记录在80米以内，领域内针对于超深振冲桩还没有成熟的施工工艺，尤其是深度超百米的振冲桩，领域内还是一片空白，常规的施工工艺完全无法应对。
4.基于上述背景，特提出本技术。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种百米级桩架式振冲桩的施工工艺，解决百米级振冲桩的施工工艺问题。
6.为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：
7.百米级桩架式振冲桩的施工工艺，所述百米级桩架式振冲桩包括：多段套筒和振冲器，多段套筒包括至少2个同轴套设的套筒，振冲器设置在直径最小套筒的底端；直径最大套筒内的套筒远离振冲器的一端均设置有周向环槽，还包括数量与周向环槽一致的离体抬环体；
8.所述多段套筒包括插入地面的工作状态套筒与悬空的非工作状态套筒，工作状态套筒与振冲器组成振冲体；
9.所述施工工艺包括多段振冲造孔工序；
10.多段振冲造孔工序包括m次造孔工序和n次连接工序，m大于或等于2，n大于或等于1；
11.所述造孔工序为：使用振冲体进行振冲造孔；
12.所述连接工序为：当振冲体的工作状态套筒上的周向环槽从非工作状态套筒中露出时，将离体抬环体卡入到露出的周向环槽内，释放直径最小的非工作状态套筒到离体抬环体远离地面的一侧上，释放的非工作状态套筒通过离体抬环体重力连接到工作状态套筒上并转变为新工作状态套筒，新工作状态套筒与原有的工作状态套筒及振冲器组成新振冲体。
13.本技术的总体设计构思是通过将常规的一体式导杆替换为多段套筒，通过该多段套筒与离体抬环体组成长度可更新的振冲体，并通过该长度可更新的振冲体实现多段式振冲造孔的施工工艺，从而实现深度超百米的超深振冲施工。相对于常规施工工艺，多段套筒中单个套筒长度可以与常规施工工艺中导杆的长度相仿，从而避免造成制造和运输困难，本实施例中，造孔工序和连接工序交替进行，本施工工艺中桩机架的立架高度大于单段套筒的长度在2米到3米左右即可。
14.本技术的独创性之一在于多段套筒和离体抬环体形成的重力连接结构，并通过该重力连接结构形成一个长度可更新的振冲体，并根据该长度可更新的振冲体实施的多段式振冲施工工艺，形成深度达百米的超深振冲孔；另外，本振冲施工工艺的另一独到之处在于工作状态套筒与振冲器构成的振冲体总重量会随振冲深度的区间位置改变而改变，振冲器处于的深度区间越深，工作状态套筒与振冲器构成的振冲体总重量越大，可以有效克服振冲造孔时不同地层深度导致不同阻力，可以提高振冲造孔效率和质量。
15.优选的，所述多段振冲造孔工序还包括次数与造孔工序次数相同的m次清孔工序，每次清孔工序均在造孔工序之后；
16.所述振冲体包括设置在振冲器上的冲水口；
17.所述清孔工序为：使用振冲器上的冲水口对造孔工序造出的振冲孔进行反复冲洗。
18.优选的，当m为2，n为1，套筒为2个时，2个套筒分别为直径最大套筒和直径最小套筒，多段振冲造孔工序具体为：
19.s1、1次造孔：工作状态套筒与振冲器组成振冲体，使用振冲体进行振冲造孔，工作状态套筒为直径最小套筒，直径最大套筒为非工作状态套筒；
20.s2、1次连接：在直径最小套筒上的周向环槽从直径最大套筒中露出时，将离体抬环体卡入到周向环槽内，释放直径最大套筒到离体抬环体远离地面的一侧上，释放的直径最大套筒通过离体抬环体重力连接到直径最小套筒上并转变为新的工作状态套筒，直径最大套筒和直径最小套筒及振冲器组成新振冲体；
21.s3、2次造孔：利用s2中的新振冲体，在1次造孔的基础上进行2次造孔。
22.优选的，当m为3，n为2，套筒为3个时，3个套筒为直径最大套筒、次直径套筒和直径最小套筒，多段振冲造孔工序具体为：
23.s1、1次造孔：工作状态套筒与振冲器组成振冲体，使用振冲体进行振冲造孔，工作状态套筒为直径最小套筒，直径最大套筒和次直径套筒为非工作状态套筒；
24.s2、1次连接：在直径最小套筒的周向环槽从次直径套筒中露出时，将离体抬环体卡入到周向环槽内，释放次直径套筒到离体抬环体远离地面的一侧上，释放的次直径套筒通过离体抬环体重力连接到最小直径套筒上并转变为新的工作状态套筒，直径最小套筒与次直径套筒及振冲器组成新振冲体；
25.s3、2次造孔：利用s2中的新振冲体，在1次造孔的基础上进行2次造孔；
26.s4、2次连接：当次直径套筒的周向环槽露出时，将另一离体抬环体卡入到该周向环槽内，释放直径最大套筒到该离体抬环体远离地面的一侧上，释放的直径最大套筒通过离体抬环体重力连接到次直径套筒上并转变为新的工作状态套筒，3个套筒与振冲器组成新振冲体；
27.s5、3次造孔：利用s4中的新振冲体，在2次造孔的基础上进行3次造孔。
28.优选的，还包括多段振冲制桩工序：
29.多段振冲制桩工序包括m次填料工序和n次拆解工序，m大于或等于2，n大于或等于1；
30.填料工序：向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲；
31.拆解工序：当振冲体的工作状态套筒上卡设的离体抬环体上升到预设高度时，抬起或托起直径最大的工作状态套筒，将该离体抬环体从周向环槽上拆解下来，直径最大的工作状态套筒转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为新的工作状态套筒，新的工作状态套筒与振冲器组成新振冲体。
32.优选的，当m为2，n为1时，2个套筒为直径最大套筒和直径最小套筒，多段振冲制桩工序具体为：
33.s6、1次填料，向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲，直径最大套筒和直径最小套筒均为工作状态套筒；
34.s7、1次拆解，当直径最小套筒上卡设的离体抬环体上升到预设高度时，抬起或托起直径最大套筒，将离体抬环体从周向环槽上拆解下来，直径最大套筒转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒，直径最小套筒与振冲器组成新振冲体；
35.s8、2次填料，利用s7中的新振冲体，在1次填料的基础上进行2次填料。
36.优选的，当m为3，n为2时，3个套筒分别为直径最大套筒、次直径套筒和直径最小套筒，多段振冲制桩工序具体为：
37.s6、1次填料，向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲，直径最大套筒、次直径套筒和直径最小套筒均为工作状态套筒；
38.s7、1次拆解，当次直径套筒上卡设的离体抬环体上升到预设高度时，抬起或托起直径最大套筒，将该离体抬环体从周向环槽上拆解下来，直径最大套筒转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒和次直径套筒，直径最小套筒与次直径套筒及振冲器组成新振冲体；
39.s8、2次填料，利用s7中的新振冲体，在1次填料的基础上进行2次填料；
40.s9、2次拆解，当直径最小套筒上卡设的离体抬环体上升到预设高度时，抬起或托起次直径套筒，将该离体抬环体从周向环槽上拆解下来，次直径套筒转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒，直径最小套筒与振冲器组成新振冲体；
41.s10、3次填料，利用s9中的新振冲体，在2次填料的基础上进行3次填料。
42.优选的，所述多段振冲造孔工序和多段振冲制桩工序中，需要钢索提拉起直径最小的工作状态套筒，在存在非工作套筒的情况下，还需要利用导托结构托起或/和导挂结构挂起非工作状态套筒；
43.所述多段振冲造孔工序的造孔工序和多段振冲制桩工序的填料工序中，在不存在非工作套筒的情况下，还需要利用导托结构或/和导挂结构对直径最大的工作状态套筒进行导向。
44.优选的，所述多段振冲造孔工序和多段振冲制桩工序中，每段造孔工序的深度和每段填料工序的深度范围为：17米至30米。
45.优选的，在所述多段振冲造孔工序中，在初次造孔工序之前，需要利用导托结构将所有的非工作状态套筒托起，并在后续的连接工序中依次释放直径最小的非工作状态套筒；
46.在多段振冲制桩工序的拆解工序中，在导托结构抱紧所有的非工作状态套筒的同时，利用导托结构托起直径最大的工作状态套筒，将直径最大的工作状态套筒转变为直径最小的非工作套筒。
47.优选的，将直径最大的工作状态套筒的内径和外径分别定义为a1和a2，其周向环槽直径定义为a3；
48.将直径最小的非工作状态套筒的内径和外径分别定义为b1和b2；
49.所述抬环体的内径和外径分别定义为d1和d2；
50.直径最大的工作状态套筒、直径最小的非工作状态套筒、抬环体的内径和外径以及周向环槽直径满足以下长度数学关系：
51.关系1：a1＜a3＝d1＜a2＜b1＜d2；
52.关系2：a1＜a3＝d1＜a2＜b1＜b2。
53.本发明的有益效果：
54.本技术通过设置多段套筒，可以使得多段套筒实现工作状态套筒与非工作状态套筒转换，从而组成长度可更新的振冲体，实现多段式的振冲施工，实现深度达百米的超深振冲施工，解决深度超百米的超深度振冲施工问题。
55.本技术通过施工工艺中的在不同深度区间的振冲造孔和填料阶段，多段套筒的工作状态、离体抬环体和振冲器通过重力形成的振冲体，可以为不同深度区间的造孔和振冲提供不同的重量，以克服振冲造孔和振冲填料过程中不同深度区间地层导致的不同阻力，提高造孔质量和效率。
附图说明
56.图1为发明实施例1的工艺流程示意图；
57.图2为本发明实施例1在进行1次造孔时的示意图；
58.图3为本发明实施例1在1次造孔后进行1次套筒力连接时的示意图；
59.图4为图3中a处的局部放大示意图；
60.图5为图3中多段套筒的俯视结构示意图；
61.图6为本发明实施例1在2次造孔后进行2次套筒力连接时的示意图；
62.图7为本发明实施例1在进行3次造孔时的示意图；
63.图8为本发明实施例1在1次填料后进行1次拆解时的示意图；
64.图9为本发明实施例1在2次填料振冲后进行2次拆解时的示意图；
65.图10为本发明实施例1在进行3次填料振冲时的示意图；
66.图11为本发明实施例2的工艺流程示意图；
67.图12为本发明实施例2在进行1次造孔时的示意图；
68.图13为本发明实施例2在1次造孔后进行1次套筒力连接时的示意图；
69.图14为本发明实施例2在进行2次造孔时的示意图。
70.附图标记说明：
71.1-多段套筒，11-直径最小套筒，111-周向环槽，12-次直径套筒，13-直径最大套筒，14-密封结构，2-振冲器，3-钢索，4-导挂结构，5-导托结构，6-立架，7-离体抬环体，71-第一底面，72-第一顶面。
具体实施方式
72.下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
73.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
74.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
75.下面通过参考附图并结合实施例来详细说明本发明：
76.实施例1：
77.如图1至图7所示，本实施例提供一种百米级桩架式振冲桩的施工工艺，所述百米级桩架式振冲桩包括：多段套筒1和振冲器2，多段套筒1包括至少2个同轴套设的套筒，振冲器2设置在直径最小套筒11的底端；直径最大套筒13内的套筒远离振冲器2的一端均设置有周向环槽111，还包括数量与周向环槽111一致的离体抬环体7；
78.所述多段套筒1包括插入地面的工作状态套筒与悬空的非工作状态套筒，工作状态套筒与振冲器2组成振冲体；
79.所述施工工艺包括多段振冲造孔工序；
80.多段振冲造孔工序包括m次造孔工序和n次连接工序，m大于或等于2，n大于或等于1；
81.所述造孔工序为：使用振冲体进行振冲造孔；
82.所述连接工序为：当振冲体的工作状态套筒上的周向环槽111从非工作状态套筒中露出时，将离体抬环体7卡入到露出的周向环槽111内，释放直径最小的非工作状态套筒到离体抬环体7远离地面的一侧上，释放的非工作状态套筒通过离体抬环体7重力连接到工作状态套筒上并转变为新工作状态套筒，新工作状态套筒与原有的工作状态套筒及振冲器2组成新振冲体。
83.本技术的总体设计构思是通过将常规的一体式导杆替换为多段套筒1，通过该多段套筒1与离体抬环体7组成长度可更新的振冲体，并通过该长度可更新的振冲体实现多段式振冲造孔的施工工艺，从而实现深度超百米的超深振冲施工。相对于常规施工工艺，多段
套筒1中单个套筒长度可以与常规施工工艺中导杆的长度相仿，从而避免造成制造和运输困难，本实施例中，造孔工序和连接工序交替进行，本施工工艺中桩机架的立架6高度大于单段套筒的长度在2米到3米左右即可。
84.本技术的独创性之一在于多段套筒1和离体抬环体7形成的重力连接结构，并通过该重力连接结构形成一个长度可更新的振冲体，并根据该长度可更新的振冲体实施的多段式振冲施工工艺，形成深度达百米的超深振冲孔；另外，本振冲施工工艺的另一独到之处在于工作状态套筒与振冲器2构成的振冲体总重量会随振冲深度的区间位置改变而改变，振冲器2处于的深度区间越深，工作状态套筒与振冲器2构成的振冲体总重量越大，可以有效克服振冲造孔时不同地层深度导致不同阻力，可以提高振冲造孔效率和质量。
85.在一个优选的示例实施例中，如图1所示，所述多段振冲造孔工序还包括次数与造孔工序次数相同的m次清孔工序，每次清孔工序均在造孔工序之后；
86.所述振冲体包括设置在振冲器2上的冲水口；
87.所述清孔工序为：使用振冲器2上的冲水口对造孔工序造出的振冲孔进行反复冲洗。清孔工序在造孔工序之后，相对于常规的整段造孔完成后再进行清孔来说，可以避免多段套筒1重复连接与拆解。
88.在一个优选的示例实施例中，当m为3，n为2，套筒为3个时，3个套筒为直径最大套筒13、次直径套筒12和直径最小套筒11，多段振冲造孔工序具体为：
89.s1、1次造孔：工作状态套筒与振冲器2组成振冲体，使用振冲体进行振冲造孔，工作状态套筒为直径最小套筒11，直径最大套筒13和次直径套筒12为非工作状态套筒；
90.s2、1次连接：在直径最小套筒11的周向环槽111从次直径套筒12中露出时，将离体抬环体7卡入到周向环槽111内，释放次直径套筒12到离体抬环体7远离地面的一侧上，释放的次直径套筒12通过离体抬环体7重力连接到最小直径套筒上并转变为新的工作状态套筒，直径最小套筒11与次直径套筒12及振冲器2组成新振冲体；
91.s3、2次造孔：利用s2中的新振冲体，在1次造孔的基础上进行2次造孔；
92.s4、2次连接：当次直径套筒12的周向环槽111露出时，将另一离体抬环体7卡入到该周向环槽111内，释放直径最大套筒13到该离体抬环体7远离地面的一侧上，释放的直径最大套筒13通过离体抬环体7重力连接到次直径套筒12上并转变为新的工作状态套筒，3个套筒与振冲器2组成新振冲体；
93.s5、3次造孔：利用s4中的新振冲体，在2次造孔的基础上进行3次造孔。
94.如图1至图7所示，1次造孔时，振冲造孔的深度在一段区域内，形成一段振冲孔，2次造孔时，振冲造孔的深度在二段区域内，造孔完成后，形成一段加二段为一体的振冲孔，3次造孔时，振冲造孔的深度在三段区域内，造孔完成后，形成一段、二段和三段为一体的振冲孔，一段、二段和三段为一体的振冲孔的深度可达百米。
95.在一个优选的示例实施例中，如图1所示，所述清孔工序的次数为3次，3次清孔工序具体为：
96.s11:1次清孔，使用振冲器2上的冲水口对造孔工序造出的一段振冲孔进行反复冲洗；
97.s31:2次清孔，使用振冲器2上的冲水口对造孔工序造出的一段振冲孔和二段振冲孔进行反复冲洗；
98.s51:3次清孔，使用振冲器2上的冲水口对造孔工序造出的一段振冲孔、二段振冲孔和三段振冲孔进行反复冲洗。
99.在一个优选的示例实施例中，还包括设置于直径最小套筒11与次直径套筒12之间，以及设置于次直径套筒12与直径最大套筒13之间的密封结构14，设置密封结构14可以避免泥浆灌入套筒内。
100.在一个优选的示例实施例中，还包括多段振冲制桩工序：
101.多段振冲制桩工序包括m次填料工序和n次拆解工序，m大于或等于2，n大于或等于1；
102.填料工序：向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲；
103.拆解工序：当振冲体的工作状态套筒上卡设的离体抬环体7上升到预设高度时，抬起或托起直径最大的工作状态套筒，将该离体抬环体7从周向环槽111上拆解下来，直径最大的工作状态套筒转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为新的工作状态套筒，新的工作状态套筒与振冲器2组成新振冲体。在多段振冲制桩工序的填料工序中，每填料一米左右，需要振冲体往下振冲半米，以使得振冲器2将填充料挤压至振冲孔周围地层中，确保振冲桩质量。本实施例中，三段振冲桩、二段振冲桩和一段振冲桩形成的振冲桩整体深度可达百米。本实施例中，填料工序和拆解工序交替进行。
104.优选的，当m为3，n为2时，3个套筒分别为直径最大套筒13、次直径套筒12和直径最小套筒11，多段振冲制桩工序具体为：
105.s6、1次填料，向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲，直径最大套筒13、次直径套筒12和直径最小套筒11均为工作状态套筒；
106.s7、1次拆解，当次直径套筒12上卡设的离体抬环体7上升到预设高度时，抬起或托起直径最大套筒13，将该离体抬环体7从周向环槽111上拆解下来，直径最大套筒13转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒11和次直径套筒12，直径最小套筒11与次直径套筒12及振冲器2组成新振冲体；
107.s8、2次填料，利用s7中的新振冲体，在1次填料的基础上进行2次填料；
108.s9、2次拆解，当直径最小套筒11上卡设的离体抬环体7上升到预设高度时，抬起或托起次直径套筒12，将该离体抬环体7从周向环槽111上拆解下来，次直径套筒12转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒11，直径最小套筒11与振冲器2组成新振冲体；
109.s10、3次填料，利用s9中的新振冲体，在2次填料的基础上进行3次填料。如图1至图7所示，1次填料时，填料振冲的深度在三段区域内，形成三段振冲桩，2次填料时，填料振冲的深度在二段区域内，造孔完成后，形成三段与二段为一体的振冲桩，3次填料时，填料振冲的深度在一段区域内，填料完成后，形成一段、二段和三段为一体的振冲桩，一段、二段和三段为一体的振冲桩的深度可达百米。
110.优选的，所述多段振冲造孔工序和多段振冲制桩工序中，需要钢索3提拉起直径最小的工作状态套筒，在存在非工作套筒的情况下，还需要利用导托结构5托起或/和导挂结构4挂起非工作状态套筒。本实施例中，钢索3设置有两根，在一些实施例中，钢索3还可以设置三根或者三根以上，三根或者三根以上的钢索3沿振冲器2的周向均匀分布。在1次造孔工
序、2次造孔工序、1次填料工序和2次填料工序的施工过程中，以及在连接工序和拆解工序过程中，均需要利用导托结构5托起或/和导挂结构4挂起处于非工作状态的套筒，避免非工作状态套筒在重力作用下直接滑落至地面。
111.本实施例中，如图2所示，导挂结构4与直径最大套筒13的顶部固定连接，导挂结构4和导托结构5均与立桩沿竖直方向滑动连接。立柱为现有常规技术，此处不再赘述。
112.可以理解的是，在1次造孔工序和3次填料工序的过程中，以及在1次连接工序和2次拆解工序中，均需导托结构5将非工作状态的次直径套筒12托起，导挂结构4将非工作状态的直径最大套筒13挂起，避免非工作状态的套筒在重力作用下滑落至地面。在2次造孔工序和2次填料工序的过程中，以及在2次连接工序和1次拆解工序中，均需要导托结构5和导挂结构4将处于非工作状态的直径最大套筒13托起和挂起，避免其往下滑落至地面，在3次造孔工序和3次填料工序中国，需要导托结构5和导挂结构4对直径最大的工作状态套筒进行导向。在多次的造孔工序和填料工序中，导托结构5和导挂结构4将非工作状态套筒抬起、挂起的同时，由于直径最大的工作状态套筒的一部分处于非工作状态套筒内，因此，可以实现对工作状态套筒的导向作用，避免造孔工序和填料工序中振冲器2出现偏移，影响造孔和填料过程中的振冲质量和效率。
113.可以理解的是，在造孔工序和填料工序中，直径最大的工作状态套筒挤压在离体抬环体7的第一顶面72上，离体抬环体7的第一底面71挤压在周向环槽111的底面上，因此，使得工作状态套筒的内部形成在重力方向的力连接，钢索3固定在直径最小的工作状态套筒上即可将所有的工作状态套筒和离体抬环体7抬起，工作状态套筒和离体抬环体7在重力作用下可以在振冲过程中形成一个整体的振冲体进行振冲。如图5所示，本实施例中，安装在内筒凹槽上后，抬环体的形状呈圆环形。
114.在一个优选的示例实施例中，所述多段振冲造孔工序的造孔工序和多段振冲制桩工序的填料工序中，在不存在非工作套筒的情况下，还需要利用导托结构5或/和导挂结构4对直径最大的工作状态套筒进行导向。可以理解的是，在3次造孔工序和3次填料工序的过程中，直接利用导托结构5和导挂结构4对对直径最大的工作状态套筒进行导向即可。
115.优选的，所述多段振冲造孔工序和多段振冲制桩工序中，每段造孔工序的深度和每段填料工序的深度范围为：17米至30米。本实施例中，一段振冲孔、二段振冲孔、三段振冲孔、一段振冲桩、二段振冲桩、三段振冲桩的高度可以为17米、20米、25米、30米或其他高度。
116.优选的，在所述多段振冲造孔工序中，在初次造孔工序之前，需要利用导托结构5将所有的非工作状态套筒托起，并在后续的连接工序中依次释放直径最小的非工作状态套筒；
117.在多段振冲制桩工序的拆解工序中，在导托结构5抱紧所有的非工作状态套筒的同时，利用导托结构5托起直径最大的工作状态套筒，将直径最大的工作状态套筒转变为直径最小的非工作套筒。
118.本实施例中，在多段振冲造孔工序的初次造孔工序之前一次性将所有的非工作状态套筒托起，并在后续的连接工序中依次释放直径最小的非工作状态套筒，可以避免在连接工序中调节导托结构5的位置，提高连接效率，在多段振冲制桩工序的拆解工序中，在导托结构5抱紧所有的非工作状态套筒的同时，利用导托结构5托起直径最大的工作状态套筒，使得在多段振冲制桩工序中，导托结构5可以托起依次直径最大的工作状态套筒，并将
直径最大的工作状态套筒转变为直径最小的非工作套筒，从而提高拆解效率。
119.优选的，将直径最大的工作状态套筒的内径和外径分别定义为a1和a2，其周向环槽111直径定义为a3；
120.将直径最小的非工作状态套筒的内径和外径分别定义为b1和b2；
121.所述抬环体的内径和外径分别定义为d1和d2；
122.直径最大的工作状态套筒、直径最小的非工作状态套筒、抬环体的内径和外径以及周向环槽111直径满足以下长度数学关系：
123.关系1：a1＜a3＝d1＜a2＜b1＜d2；
124.关系2：a1＜a3＝d1＜a2＜b1＜b2。
125.本实施例中，参照图4和图5所示，d2小于b2。在某些实施例中，d2还可以等于b2，在一些实施例中，d2还可以大于b2。
126.实施例2：
127.如图11至图14所示，本实施例中，m为2，n为1，套筒为2个，2个套筒分别为直径最大套筒13和直径最小套筒11，多段振冲造孔工序具体为：
128.s1、1次造孔：工作状态套筒与振冲器2组成振冲体，使用振冲体进行振冲造孔，工作状态套筒为直径最小套筒11，直径最大套筒13为非工作状态套筒；
129.s2、1次连接：在直径最小套筒11上的周向环槽111从直径最大套筒13中露出时，将离体抬环体7卡入到周向环槽111内，释放直径最大套筒13到离体抬环体7远离地面的一侧上，释放的直径最大套筒13通过离体抬环体7重力连接到直径最小套筒11上并转变为新的工作状态套筒，直径最大套筒13和直径最小套筒11及振冲器2组成新振冲体；
130.s3、2次造孔：利用s2中的新振冲体，在1次造孔的基础上进行2次造孔。
131.在一个优选的示例实施例中，如图11所示，还包括2次清孔工序，2次清孔工序具体为：
132.s11:1次清孔，使用振冲器2上的冲水口对造孔工序造出的一段振冲孔进行反复冲洗；
133.s31:2次清孔，使用振冲器2上的冲水口对造孔工序造出的一段振冲孔和二段振冲孔进行反复冲洗。
134.在一个优选的示例实施例中，当m为2，n为1，2个套筒为直径最大套筒13和直径最小套筒11，多段振冲制桩工序具体为：
135.s6、1次填料，向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲，直径最大套筒13和直径最小套筒11均为工作状态套筒；
136.s7、1次拆解，当直径最小套筒11上卡设的离体抬环体7上升到预设高度时，抬起或托起直径最大套筒13，将离体抬环体7从周向环槽111上拆解下来，直径最大套筒13转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒11，直径最小套筒11与振冲器2组成新振冲体；
137.s8、2次填料，利用s7中的新振冲体，在1次填料的基础上进行2次填料。
138.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变形和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于：所述百米级桩架式振冲桩包括：多段套筒(1)和振冲器(2)，多段套筒(1)包括至少2个同轴套设的套筒，振冲器(2)设置在直径最小套筒(11)的底端；直径最大套筒(13)内的套筒远离振冲器(2)的一端均设置有周向环槽(111)，还包括数量与周向环槽(111)一致的离体抬环体(7)；所述多段套筒(1)包括插入地面的工作状态套筒与悬空的非工作状态套筒，工作状态套筒与振冲器(2)组成振冲体；所述施工工艺包括多段振冲造孔工序；多段振冲造孔工序包括m次造孔工序和n次连接工序，m大于或等于2，n大于或等于1；所述造孔工序为：使用振冲体进行振冲造孔；所述连接工序为：当振冲体的工作状态套筒上的周向环槽(111)从非工作状态套筒中露出时，将离体抬环体(7)卡入到露出的周向环槽(111)内，释放直径最小的非工作状态套筒到离体抬环体(7)远离地面的一侧上，释放的非工作状态套筒通过离体抬环体(7)重力连接到工作状态套筒上并转变为新工作状态套筒，新工作状态套筒与原有的工作状态套筒及振冲器(2)组成新振冲体。2.根据权利要求1所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，所述多段振冲造孔工序还包括次数与造孔工序次数相同的m次清孔工序；每次清孔工序均在造孔工序之后；所述振冲体包括设置在振冲器(2)上的冲水口；所述清孔工序为：使用振冲器(2)上的冲水口对造孔工序造出的振冲孔进行反复冲洗。3.根据权利要求1所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，当m为2，n为1，套筒为2个时，2个套筒分别为直径最大套筒(13)和直径最小套筒(11)，多段振冲造孔工序具体为：s1、1次造孔：工作状态套筒与振冲器(2)组成振冲体，使用振冲体进行振冲造孔，工作状态套筒为直径最小套筒(11)，直径最大套筒(13)为非工作状态套筒；s2、1次连接：在直径最小套筒(11)上的周向环槽(111)从直径最大套筒(13)中露出时，将离体抬环体(7)卡入到周向环槽(111)内，释放直径最大套筒(13)到离体抬环体(7)远离地面的一侧上，释放的直径最大套筒(13)通过离体抬环体(7)重力连接到直径最小套筒(11)上并转变为新的工作状态套筒，直径最大套筒(13)和直径最小套筒(11)及振冲器(2)组成新振冲体；s3、2次造孔：利用s2中的新振冲体，在1次造孔的基础上进行2次造孔。4.根据权利要求1所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，当m为3，n为2，套筒为3个时，3个套筒为直径最大套筒(13)、次直径套筒(12)和直径最小套筒(11)，多段振冲造孔工序具体为：s1、1次造孔：工作状态套筒与振冲器(2)组成振冲体，使用振冲体进行振冲造孔，工作状态套筒为直径最小套筒(11)，直径最大套筒(13)和次直径套筒(12)为非工作状态套筒；s2、1次连接：在直径最小套筒(11)的周向环槽(111)从次直径套筒(12)中露出时，将离体抬环体(7)卡入到周向环槽(111)内，释放次直径套筒(12)到离体抬环体(7)远离地面的一侧上，释放的次直径套筒(12)通过离体抬环体(7)重力连接到最小直径套筒上并转变为
新的工作状态套筒，直径最小套筒(11)与次直径套筒(12)及振冲器(2)组成新振冲体；s3、2次造孔：利用s2中的新振冲体，在1次造孔的基础上进行2次造孔；s4、2次连接：当次直径套筒(12)的周向环槽(111)露出时，将另一离体抬环体(7)卡入到该周向环槽(111)内，释放直径最大套筒(13)到该离体抬环体(7)远离地面的一侧上，释放的直径最大套筒(13)通过离体抬环体(7)重力连接到次直径套筒(12)上并转变为新的工作状态套筒，3个套筒与振冲器(2)组成新振冲体；s5、3次造孔：利用s4中的新振冲体，在2次造孔的基础上进行3次造孔。5.根据权利要求1所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，还包括多段振冲制桩工序：多段振冲制桩工序包括m次填料工序和n次拆解工序，m大于或等于2，n大于或等于1；填料工序：向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲；拆解工序：当振冲体的工作状态套筒上卡设的离体抬环体(7)上升到预设高度时，抬起或托起直径最大的工作状态套筒，将该离体抬环体(7)从周向环槽(111)上拆解下来，直径最大的工作状态套筒转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为新的工作状态套筒，新的工作状态套筒与振冲器(2)组成新振冲体。6.根据权利要求5所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，当m为2，n为1时，2个套筒为直径最大套筒(13)和直径最小套筒(11)，多段振冲制桩工序具体为：s6、1次填料，向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲，直径最大套筒(13)和直径最小套筒(11)均为工作状态套筒；s7、1次拆解，当直径最小套筒(11)上卡设的离体抬环体(7)上升到预设高度时，抬起或托起直径最大套筒(13)，将离体抬环体(7)从周向环槽(111)上拆解下来，直径最大套筒(13)转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒(11)，直径最小套筒(11)与振冲器(2)组成新振冲体；s8、2次填料，利用s7中的新振冲体，在1次填料的基础上进行2次填料。7.根据权利要求5所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，当m为3，n为2时，3个套筒分别为直径最大套筒(13)、次直径套筒(12)和直径最小套筒(11)，多段振冲制桩工序具体为：s6、1次填料，向振冲体振冲造孔造出的振冲孔内填入填充料，再使用振冲体在振冲孔内进行振冲，直径最大套筒(13)、次直径套筒(12)和直径最小套筒(11)均为工作状态套筒；s7、1次拆解，当次直径套筒(12)上卡设的离体抬环体(7)上升到预设高度时，抬起或托起直径最大套筒(13)，将该离体抬环体(7)从周向环槽(111)上拆解下来，直径最大套筒(13)转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒(11)和次直径套筒(12)，直径最小套筒(11)与次直径套筒(12)及振冲器(2)组成新振冲体；s8、2次填料，利用s7中的新振冲体，在1次填料的基础上进行2次填料；s9、2次拆解，当直径最小套筒(11)上卡设的离体抬环体(7)上升到预设高度时，抬起或托起次直径套筒(12)，将该离体抬环体(7)从周向环槽(111)上拆解下来，次直径套筒(12)转变为悬空的非工作状态套筒，原有的工作状态套筒转变为直径最小套筒(11)，直径最小套筒(11)与振冲器(2)组成新振冲体；
s10、3次填料，利用s9中的新振冲体，在2次填料的基础上进行3次填料。8.根据权利要求5所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，所述多段振冲造孔工序和多段振冲制桩工序中，需要钢索(3)提拉起直径最小的工作状态套筒，在存在非工作套筒的情况下，还需要利用导托结构(5)托起或/和导挂结构(4)挂起非工作状态套筒；所述多段振冲造孔工序的造孔工序和多段振冲制桩工序的填料工序中，在不存在非工作套筒的情况下，还需要利用导托结构(5)或/和导挂结构(4)对直径最大的工作状态套筒进行导向。9.根据权利要求5所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，在所述多段振冲造孔工序中，在初次造孔工序之前，需要利用导托结构(5)将所有的非工作状态套筒托起，并在后续的连接工序中依次释放直径最小的非工作状态套筒；在多段振冲制桩工序的拆解工序中，在导托结构(5)抱紧所有的非工作状态套筒的同时，利用导托结构(5)托起直径最大的工作状态套筒。10.根据权利要求1所述的百米级桩架式振冲桩的施工工艺，其特征在于，将直径最大的工作状态套筒的内径和外径分别定义为a1和a2，其周向环槽(111)直径定义为a3；将直径最小的非工作状态套筒的内径和外径分别定义为b1和b2；所述抬环体的内径和外径分别定义为d1和d2；直径最大的工作状态套筒、直径最小的非工作状态套筒、抬环体的内径和外径以及周向环槽(111)直径满足以下长度数学关系：关系1：a1＜a3＝d1＜a2＜b1＜d2；关系2：a1＜a3＝d1＜a2＜b1＜b2。

技术总结
本发明公开了百米级桩架式振冲桩的施工工艺，涉及振冲施工技术领域，可解决目前的百米级振冲施工问题。本发明的一种百米级桩架式振冲桩的施工工艺，包括多段套筒，多段套筒的工作状态套筒与振冲器组成振冲体；施工工艺包括M次造孔工序和N次连接工序，M大于或等于2，N大于或等于1；造孔工序为：使用振冲体进行振冲造孔；连接工序为：当工作状态套筒上的周向环槽从非工作状态套筒中露出时，将离体抬环体卡入到露出的周向环槽内，释放直径最小的非工作状态套筒到离体抬环体远离地面的一侧上，释放的非工作状态套筒通过离体抬环体重力连接到工作状态套筒上并转变为新工作状态套筒，新工作状态套筒与原有的工作状态套筒及振冲器组成新振冲体。成新振冲体。成新振冲体。


技术研发人员：张来全 孙云飞 宋玉国 于洪治 高强 蒲来春 李晓力 杨建国 于涛 刘恒财 段宝利 徐建华 梁兴龙 马科 朱兰花 钱奂云 刘希昌 曲乐宏
受保护的技术使用者：山河智能装备股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/7