CN101748728B - 水泥土扩径抗拔桩 - Google Patents

Abstract

水泥土扩径抗拔桩对地下建筑物和构筑物作抗浮约束或地面建筑物抗斜的桩基。在地下水位较高地区，地下建筑物和构筑物均存在结构抗浮问题，必须采用抗拔桩来约束地下水对建筑物的浮力；为防止建筑物的倾斜，需采用抗拔桩基产生的斜向拉力来约束。因此抗拔桩有产生竖向拉力的垂直抗拔桩和产生斜向拉力的斜向抗拔桩。为了提高软弱土层中抗拔桩的抗拔力，我们增大了抗拔桩的直径、桩体粗糙度及扩大径。水泥土扩径抗拔桩由变直径的水泥土材料、水泥石材料、锚筋体、锚锭板、端部锁紧管、PVC套管、锚具等组成。采用中高压旋喷与锚筋带入的一次成型方法，和搅拌旋喷与锚筋带入的一次成型方法。

Description

水泥土扩径抗拔桩

一、技术领域：

本发明涉及岩土工程领域，尤其是对地下建筑物和构筑物作抗浮约束或地面建筑物的抗斜的桩基。 

二、背景技术：

在地下水位较高地区，地下建筑物和构筑物均存在结构抗浮问题，必须采用抗拔桩来约束地下水对建筑物的浮力；此外，为防止建筑物的倾斜，需采用抗拔桩基产生的斜向拉力来约束。因此抗拔桩有产生竖向拉力的垂直抗拔桩和产生斜向拉力的斜向抗拔桩。目前常用的抗拔桩有：钻孔钢筋混凝土灌注桩、静压管桩(PHC桩)、静压方桩、锚杆桩，以及扩底桩等。通过抗拔桩体与岩土层之间相对运动产生的摩阻力，传递给桩体内的加筋材料(钢筋或钢绞线)，将加筋材料与地下建筑物和构筑物的底板相连，从而来抵消地下对建筑物的浮力。在软弱土层中，由于抗拔桩体与地基土体的摩阻力较小，尤其是静压预制桩光滑的表面，产生的摩阻力就更大了，要得到较大的抗拔力，只有增加桩的长度和直径，这样会导致抗拔桩的成本会较高，施工周期增长。虽然采用钻孔灌注桩可以获得较高的抗拔力，但施工的成本、质量及工期均较长。为此，我们需要在成本较低、施工工期较短的条件下，制造一种可产生竖向或斜向拉力的抗拔桩，能在软弱土层中产生较大的抗拔力，来代替现在常用的抗拔桩。 

三、发明内容：

为了提高软弱土层中抗拔桩的抗拔力，我们采用改变桩径的方法，使产生的抗拔力由桩体的侧摩阻力和扩径的端摩阻力组成；为了提高侧摩阻力和端摩阻力，增大了抗拔桩的直径、桩体粗糙度及扩大径；为了降低抗拔桩的成本，采用了加筋水泥土材料。 

本发明专利的具体内容如下： 

1、扩径水泥土抗拔桩的桩体结构形式 

扩径水泥土抗拔桩的桩体结构形式如图1所示，该桩由变直径的水泥土材料、水泥石材料、锚筋体、锚锭板、端部锁紧管、PVC套管、锚具等组成。 

2、扩径水泥土抗拔桩的成形方法 

扩径水泥土抗拔桩的成形方法分二种，一种是采用中高压旋喷与锚筋带入的一次成型方法，另一种搅拌旋喷与锚筋带入的一次成型方法。具体如下： 

(一)、中高压旋喷与锚筋带入的一次成型方法 

采用高中压旋喷方法施工的抗拔桩时，利用专用钻具，可将需要插入的锚筋、锚锭板等与旋喷钻具组合在一起，可按设计的成锚方向(0~90度)，通过调节旋喷压力，一边旋喷施工不同直径的旋喷水泥土桩体，一边将需要插入的锚筋、锚锭板等徐徐带入，当得到设计位置时，钻杆回退，旋喷钻头便缓缓与锚锭板脱离，旋喷钻头在钻杆回退过程中可以继续旋喷水泥浆液，从而将旋喷成孔时的破碎土体及泥浆，通过水泥浆液冲至孔外，在锚筋的四周形成一个完成由水泥浆组成的保护层。 

(二)、搅拌旋喷与锚筋带入的一次成型方法 

在砂性土层中，一般采用旋喷搅拌的方法施工抗拔桩，它利用专用钻具，可将需要插入的锚筋、锚锭板等与搅拌旋喷钻具组合在一起，可按设计的成锚方向(0~90度)，通过调节旋喷压力，一边搅拌旋喷施工不同直径的水泥土桩体，一边将需要插入的锚筋、锚锭板等徐徐带入，当得到设计位置时，钻杆回退，搅拌钻头与锚锭板一起与钻杆脱离，在钻杆回退过程中由钻杆中孔继续向孔内注入水泥浆液，从而将原成孔时的破碎土体及泥浆，由水泥浆液带至孔外，在锚筋的四周形成一个完成由水泥浆组成的保护层。 

3、抗拔桩的筋材防腐保护方法 

在抗拔桩施工到设计位置后，在钻杆回退过程中，通过继续喷注水泥浆液，将成孔时的破碎土体及泥浆冲至孔外，在锚筋的四周形成一个完成由水泥浆组成的保护层，以保证加筋体与水泥土体隔离，从而使抗拔桩的筋材置于纯水泥浆的包裹之中，水泥浆形成的水泥石具有较高的抗渗性，确保地下水对抗拔桩筋材的腐蚀。 

具体的防腐做法： 

(1)处于腐蚀环境中的永久性筋材应采用I级防护构造，水泥浆保护层厚度达20mm以上。 

(2)处于非腐蚀环境中的永久性筋材应采用II级防护构造，水泥浆保护层厚度达到20mm。 

(3)临时性筋材可采用II级防护构造，水泥浆保护层厚度达到10mm以上。 

四、附图说明(正文内容) 

图1扩径水泥土抗拔桩的结构形式 

1---抗拔桩中的抗拉筋体材料(钢绞线，或钢筋，或钢管)；2—抗拔桩与建筑物底板连接的承压板；3—抗拔桩与建筑物底板连接的锁具；4---过渡管(管内注入防腐剂)；5---抗拉筋体的防腐密封层；6—建筑物底板；7---水泥净浆形成的水泥石；8---水泥土桩体；9—扩径的水泥土桩体；10---抗拔桩中的抗拉筋体的锚头；11---扩底的水泥土桩体；12---锚锭板。

五、具体实施方式

(1)测量定位； 

(2)安装水泥土旋喷桩成桩机具，并在钻头处挂上受拉的筋体材料与锚头； 

(3)按设计的桩径，调整好施工参数，用旋喷或搅拌旋喷的方式破碎软弱土体； 

(4)通过钻轴中空管和旋喷嘴喷射水泥浆液； 

(5)一边搅拌一边喷注一边推进钻杆； 

(6)到需扩径的位置时，改变旋喷压力和推进速度，使水泥土桩在此处扩径到设计的长度； 

(7)按新的水泥土桩直径，控制水泥浆的流量和压力，一边搅拌一边注入水泥浆。 

(8)达到设计位置后，钻杆回退，在此过程中，通过继续喷注水泥浆液，将成孔时的破碎土体及泥浆冲至孔外，在受拉筋体的四周形成一个完成由水泥浆组成的保护层，使受拉的筋体材料与水泥土体隔离。

Claims (2)

1.水泥土扩径抗拔桩的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)测量定位；

2)安装水泥土旋喷桩成桩机具，并在钻头处挂上受拉的筋体材料与锚头；

3)按设计的桩径，调整好施工参数，用旋喷的方式破碎软弱土体；

4)通过钻轴中空管和旋喷嘴喷射水泥浆液；

5)一边搅拌一边喷注一边推进钻杆；

6)到需要扩径的位置时，改变旋喷压力盒推进速度，使水泥土桩在此处扩径到设计的长度；

7)按新的水泥土桩直径，控制水泥浆的流量和压力，一边搅拌一边注入水泥浆；

8)达到设计位置后，钻杆回退，在此过程中，通过继续喷注水泥浆液，将成孔时的破碎土体及泥浆冲至孔外，在受拉筋体的四周形成一个完全由水泥浆组成的保护层，使受拉的筋体材料与水泥土体隔离。

2.根据权利要求1所述的水泥土扩径抗拔桩的成形方法，其特征在于，步骤3)中所述的旋喷为搅拌旋喷。

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