CN101793027A

CN101793027A - 一种桩心注浆静压锚杆桩

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Publication number: CN101793027A
Application number: CN201010144124A
Authority: CN
Inventors: 孔超; 孔红斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2030-04-02
Also published as: CN101793027B

Abstract

一种桩心注浆静压锚杆桩成桩装置，包括标准桩段与底桩段，标准桩段断面中心预埋一硬质塑管，它底端连接一直通空室、顶端四角各设置有锚杆孔，标准桩段底端四角各设置有连接孔，它与锚杆孔的轴向位置相对应，底桩段的断面中心预埋一底部硬质塑管，它下端螺纹连接一硬质塑套管，底桩段的顶面四角各设置有底锚杆孔，该底锚杆孔与锚杆孔的轴向位置相对应，底锚杆孔中锚入上部带螺母的钢筋，该螺母与连接孔相配置，硬质塑套管的园周方向连通有多个下出浆管，直通空室的园周方向连通有多个上出浆管；本发明优点是可提高桩承载力值，从而可减少桩数以降低工程造价又质量可靠；其次是可以减小挤土对相邻建筑物影响，以保护周围建设环境。

Description

一种桩心注浆静压锚杆桩

技术领域

本发明专利涉及一种土木建筑工程的桩基础，尤其是涉及一种桩基工程质量较高又可降低工程造价的桩心注浆静压锚杆桩成桩装置。它适用于现有建筑基础托换、房屋增层、房屋倾斜、纠偏、房屋止沉等的基础加固工程；也可用于桩基工程的补桩以及逆作法施工的复合桩基设计与施工的静压锚杆桩基础，通过锚杆桩心注浆，使桩的承载力值大幅度提高。

背景技术

现有土木建筑工程中的静压锚杆桩基础是一种质量可靠的常用的桩型，其相关的国家专业技术规程是YBJ227-91锚杆静压桩技术规程；它适用于基础加固工程和工程补桩；然而，它不是采取桩心注浆装置，所述锚杆静压桩的工程因桩的承载力值未得到有效发挥使工程造价昂贵；由于所述承载力值未得到有效发挥，不得不使设计布桩密度过大，又因桩穿越土层为饱和软土地层挤土，它对相邻建筑物与地下管线影响较大，从而在建筑工程中的应用受到制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对上述现有技术的现状而提供一种可提高桩的承载力值同时减小挤土对相邻建筑物影响的桩心注浆静压锚杆桩成桩装置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种桩心注浆静压锚杆桩，包括标准桩段与底桩段，其特征在于：

a.所述标准桩段的断面中心预埋一注浆的硬质塑管，该硬质塑管底端连接有直通空室，该空室的垂直方向两侧各设置有桩侧出浆孔；所述标准桩段的顶端四角各设置有锚杆孔，该标准桩段的底端四角各设置有连接孔，该连接孔的轴向位置与所述锚杆孔的轴向位置相对应；

b.所述底桩段的断面中心预埋一底部硬质塑管，该底部硬质塑管下端连接一注浆连接管，所述底桩段的顶面四角各设置有底锚杆孔，该底锚杆孔的轴向位置与所述锚杆孔的轴向位置相对应；该底锚杆孔中锚入上端带螺母的钢筋，该螺母与所述连接孔相配置；所述底部硬质塑管上端连接一注浆短管，该注浆短管位于所述标准桩段与所述底桩段的连接端面之间；该注浆短管套入所述直通空室中，该直通空室的高度大于所述注浆短管的长度；

c.所述注浆连接管的径向设置有间隔90度的四个互通的周向出浆孔。

由于采用以上在桩中心预埋注浆管内注入水泥浆液以加固桩周各层土及加固桩端土的桩心注浆施工的成桩装置，实现桩顶与基础用砼浇筑成整体，使桩的承载力值大幅度提高，从而可以减少加固桩数，使工程造价降低。

所述静压锚杆桩的成桩工序是：

第一步，将多个所述标准桩段与底桩段按沉桩程序自下而上先进行编号，然后设置该底段桩；该底段桩的底部纵向钻注浆孔，该注浆孔中配置所述注浆连接管；所述底锚杆孔中锚入所述钢筋；

第二步，所述底桩段就位，采用液压千斤顶将该底桩段沉入土层，同时对该底段桩进行校正垂直位置；然后，吊入所述标准桩段就位，所述连接孔与所述螺母相对应；将所述底桩段的四周围护至高出桩面50毫米左右，再灌入液态硫磺胶泥，该硫磺胶泥流入所述底锚杆孔溢满；将所述标准桩段对齐所述底桩段，缓慢下放至弥合，待硫磺胶泥冷却，即可折除底段桩的四周围护；进行标准桩段的沉桩施工前先安装所述注浆短管，由于该注浆短管的长度比所述空室的高度短约20毫米，硫磺胶泥不会堵塞注浆的硬质塑管，以确保全桩长注浆管贯通，所述标准桩段与底桩段由硫磺胶泥紧密结合密缝、不产生漏浆；

第三步，重复第一、二步程序，将多个所述标准桩段均沉入土层，当最后的标准桩段顶面在地面以上50～100毫米时，所述注浆的硬质塑管外接金属注浆管至一定高度，所述顶端锚杆孔内灌入硫磺胶泥、插入与承台连接的所述钢筋，然后将标准桩段顶面设置土层至设计高程，完成沉桩施工；再注入需要的水泥浆液；拆除所述外接金属注浆管，灌实砼完成锚杆桩与基础承台的连接，即完成静压注浆锚杆桩。

以上成桩工序是将单一常规静压锚杆桩技术引入桩心注浆装置，根据土层性质有目的进行注浆加固地基土层，由常规的预制桩成为二种技术合一的新型桩，以加块施工速度，并桩基工程质量得到提高，又可促使建筑桩基工厂化生产。

所述直通空室的园周方向连通有多个上出浆管。其作用是根据桩穿越土层性质以注浆加固桩周土并提高桩的侧阻力。

所述上出浆管自下而上的孔径可设置为10～6毫米。以实现理想的桩的侧阻力。

所述底部硬质塑管上端可以连接一注浆短管，该注浆短管套入所述直通空室中，该直通空室的高度大于所述注浆短管的长度。由于注浆短管长度比空室的高度短，所以硫磺胶泥不会堵塞注浆管，以确保全桩长注浆管贯通，标准桩段与底段桩(或上下桩段)由硫磺胶泥紧密结合密缝、不产生漏浆。

所述硬质塑管、所述底部硬质塑管的孔径可以设置为12～20毫米；最佳设置为15毫米。所述硬质塑套管的孔径可以设置为22～30毫米；最佳设置为25毫米。这是为了确保在桩中心注入水泥浆液的质量与效率。

与现有技术相比，本发明优点是可根据土层性质选择最有利于注浆加固土层进行桩端持力层和桩周土层的加固，使承载力值得到最有效的提高，从而可减少桩数以降低工程造价，又质量可靠；其次是可以减小挤土对相邻建筑物影响，以保护周围的建设环境。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的标准段桩示意图；

图3为本发明的底段桩段示意图；

图4为标准段桩与底段桩连接示意图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对作进一步详细描述。

图1至图4示出本发明的一个实施方式，它由多个标准桩段1与一个底桩段2组成；标准桩段1的断面中心预埋一注浆用的硬质塑管4，该硬质塑管底端连接有直通空室5；直通空室的园周方向连通有多个上出浆管10。

标准桩段的顶端四角各设置有锚杆孔6，它的底端四角各设置有连接孔3，该连接孔的轴向位置与锚杆孔6的轴向位置相对应；

底桩段2的断面中心预埋一底部硬塑管41，该底部硬塑管下端螺纹连接一注浆连接管11，底桩段的顶面四角各设置有底锚杆孔61，该底锚杆孔的轴向位置与锚杆孔6的轴向位置相对应；该底锚杆孔中锚入上部带螺母的钢筋8，该螺母与连接孔3相配置；注浆连接管11的园周方向连通有多个下出浆管9。

底部硬塑管41上端连接一注浆短管12，该注浆短管套入直通空室中，该直通空室5的高度要大于注浆短管12的长度。

硬质塑管4、底部硬塑管41的孔径可设置为15毫米。注浆连接管11的孔径设置为25毫米。

本发明施工过程是这样的：

首先，将多个标准桩段与底桩段按沉桩程序自下而上先进行编号；然后设置底段桩，在底桩段2的底部纵向钻注浆孔，该注浆孔中配置有注浆连接管11；该注浆连接管11的垂直方向上设置有间隔90度的四个互通的周向出浆孔9(如图3所示)，该出浆孔的孔径为12毫米。需要根据锚杆桩穿越土层的土性确定其需要注浆加固的土层位置。然后，在标准桩段1的底部纵向钻孔设置为空室5，该空室5的垂直方向两侧各设置有桩侧出浆孔10(如图4所示)，该桩侧出浆孔10的孔径自下而上分别设置为10～6毫米。在底段桩2的顶部部设置有锚杆孔61，该锚杆孔61中植入钢筋8，该钢筋8上端连接有螺母；完成上述准备程序，即可进行沉桩施工；

第二步，底段桩就位；采用液压千斤顶将底桩段2沉入土层，同时对底段桩进行校正垂直位置；然后，吊入标准段桩1就位，该标准段桩1的底部设置有配合孔3，该配合孔3与所述螺母相对应；在底桩段(或先沉入桩段)的顶面安装注浆短管12，该注浆短管12位于标准桩段与底段桩(当有多个标准桩段时，即为上、下桩段)的连接端面100毫米左右之间；即将底桩段的四周围护至高出桩面50毫米左右，灌入液态硫磺胶泥，该硫磺胶泥流入锚杆孔61溢满，将标准桩对齐底桩段(或先沉入桩段)，缓慢下放至弥合，待硫磺胶泥冷却，即可折除底段桩(或先沉入桩段)的四周围护；进行标准桩段的沉桩施工前先安装注浆短管12，由于注浆短管12长度比空室5的高度短约20毫米，所以硫磺胶泥不会堵塞注浆管4，以确保全桩长注浆管贯通，标准桩段与底桩段(或上下桩段)由硫磺胶泥紧密结合密缝、不产生漏浆。

第三步，重复上述程序将多个标准桩段均沉入土层，当最后的标准桩段1顶面在地面以上50～100毫米时，注浆管4外接金属注浆管至一定高度，顶面锚杆孔内灌入硫磺胶泥、插入与承台连接的钢筋8，然后将标准桩段1顶面设置土层至设计高程，完成沉桩施工；再注入需要的水泥浆液，拆除外接金属注浆管，灌实砼完成锚杆桩与基础承台的连接，完成静压注浆锚杆桩。

本发明浆液的水与水泥的比值为0.5～0.6，按预估桩的承载力值确定水泥用量，根据桩穿越土层性质选定以下几种加固桩端土层或桩周各层土：第一种加固桩端土是不留出浆孔10，如图2所示；第二种加固桩端土是仅须注浆加固桩周土层，取消桩端出浆口9同时对注浆连接管11进行封堵，如图3所示；第三种加固桩端土是加固桩端土又同时加固桩周土，则设置周向出浆孔9与桩侧出浆孔10。

本发明是将单一常规静压锚杆桩技术引入桩心注浆装置，根据土层性质有目的进行注浆加固地基土层，由常规的预制桩成为二种技术合一的新型桩，使桩的承载力值大幅度提高，减少桩数，降低工程造价，加块施工速度，并桩基工程质量得到提高，促使工厂化生产的预制桩增添新的品种，扩大建筑桩基工厂化生产的进程。

本发明实现了充分挖掘预制桩承载力性能和潜力，在预制桩心注浆提高桩的承载力值，从而可以减少桩数或降低布桩密度，同时减小挤土对相邻建筑物的影响，使工程造价降低又提高桩基工程质量。

本发明的实施效果如下：第一种，当桩端持力层或桩侧土为砂性土时，承载力值可提高50～70％；第二种，当桩端持力层或桩侧土为粉土时，承载力值可提高30～50％；第二种，当桩端持力层或桩侧土为粘性土时，承载力值可提高20～30％。

用于静压锚杆桩可同时根据土层性质选择加固桩周土层，使锚杆桩的承载力值有大的提高。

本发明可由工厂化预制生产标准桩段与底桩段，截面分别由200×200、250×250、300×300、350×350毫米不等；为了避免桩段运输搬运过程中的桩段预锚入钢筋变形影响接桩质量，可采用运至工地后再将锚入钢筋与标准桩段的螺母连接。

根据桩周土性须要提高桩的侧阻力进行桩侧注浆在相近标高位置，对达到砼强度标准桩段钻孔穿入空室5为桩侧注浆的出浆孔10，一般对称二孔；须加固多层地基土，则在多层须注浆位置的桩段钻孔穿入空室出浆孔10，孔径上小下大；图3示出底桩段中心预埋直径15毫米硬质塑管41与直径25毫米硬质注浆连接管11，钻孔穿注浆连接管11为桩周的出浆孔9，防止注浆接管11堵孔替换桩底注浆的出浆孔9。施工时对各桩段编号施工、确保须桩侧注浆桩段在计划的位置，即完成静压注浆锚杆桩各桩段沉桩前的准备工作。

静压锚杆桩利用加固建构筑物主体的自重作为承桩反力，在加固主体的基础中埋设锚杆，沉桩钢门架与锚杆连接，在沉桩钢门架中心预留的桩孔内插入预制桩段，用液压千斤顶将预制桩段静压入土、吊入第二段预制桩段与下桩段面重合、用植筋与结构胶围封将上下桩段连接成整桩后沉桩继续静压入土，直至将设计桩段全部静压入土，通过桩心注浆施工，即可把桩顶与基础用砼浇筑成整体，完成静压注浆锚杆桩施工。

Claims

1.一种桩心注浆静压锚杆桩，包括标准桩段(1)与底桩段(2)，其特征在于：

a.所述标准桩段(1)的断面中心预埋一注浆的硬质塑管(4)，该硬质塑管(4)底端连接有直通空室(5)，该空室(5)的垂直方向两侧各设置有桩侧出浆孔(10)；所述标准桩段(1)的顶端四角各设置有锚杆孔(6)，该标准桩段(1)的底端四角各设置有连接孔(3)，该连接孔(3)的轴向位置与所述锚杆孔(6)的轴向位置相对应；

b.所述底桩段(2)的断面中心预埋一底部硬质塑管(41)，该底部硬质塑管(41)下端连接一注浆连接管(11)，所述底桩段(2)的顶面四角各设置有底锚杆孔(61)，该底锚杆孔(61)的轴向位置与所述锚杆孔(6)的轴向位置相对应；该底锚杆孔(61)中锚入上端带螺母的钢筋(8)，该螺母与所述连接孔(3)相配置；所述底部硬质塑管(41)上端连接一注浆短管(12)，该注浆短管位于所述标准桩段(1)与所述底桩段(2)的连接端面之间；该注浆短管(12)套入所述直通空室(5)中，该直通空室(5)的高度大于所述注浆短管(12)的长度；

c.所述注浆连接管(11)的径向设置有间隔90度的四个互通的周向出浆孔(9)。

2.根据权利要求1所述的桩心注浆静压锚杆桩，其特征在于：所述静压锚杆桩的成桩工序是：

第一步，将多个所述标准桩段(1)与底桩段(2)按沉桩程序自下而上先进行编号，然后设置该底段桩(2)；该底段桩(2)的底部纵向钻注浆孔，该注浆孔中配置所述注浆连接管(11)；所述底锚杆孔(61)中锚入所述钢筋(8)；

第二步，所述底桩段(2)就位，采用液压千斤顶将该底桩段沉入土层，同时对该底段桩进行校正垂直位置；然后，吊入所述标准桩段(1)就位，所述连接孔(3)与所述螺母相对应；将所述底桩段(2)的四周围护至高出桩面50毫米左右，再灌入液态硫磺胶泥，该硫磺胶泥流入所述底锚杆孔(61)溢满；将所述标准桩段(1)对齐所述底桩段(2)，缓慢下放至弥合，待硫磺胶泥冷却，即可折除底段桩的四周围护；进行标准桩段的沉桩施工前先安装所述注浆短管(12)，由于该注浆短管(12)的长度比所述空室(5)的高度短约20毫米，硫磺胶泥不会堵塞注浆的硬质塑管(4)，以确保全桩长注浆管贯通，所述标准桩段与底桩段由硫磺胶泥紧密结合密缝、不产生漏浆；

第三步，重复第一、二步程序，将多个所述标准桩段(1)均沉入土层，当最后的标准桩段(1)顶面在地面以上50～100毫米时，所述注浆的硬质塑管(4)外接金属注浆管至一定高度，所述顶端锚杆孔(6)内灌入硫磺胶泥、插入与承台连接的所述钢筋(8)，然后将标准桩段(1)顶面设置土层至设计高程，完成沉桩施工；再注入需要的水泥浆液；拆除所述外接金属注浆管，灌实砼完成锚杆桩与基础承台的连接，即完成静压注浆锚杆桩。

3.根据权利要求1所述的桩心注浆静压锚杆桩成桩装置，其特征在于：所述直通空室(5)的园周方向连通有多个上出浆管(10)。

4.根据权利要求3所述的桩心注浆静压锚杆桩成桩装置，其特征在于：所述上出浆孔(10)自下而上的孔径设置为10～6毫米。

5.根据权利要求1所述的桩心注浆静压锚杆桩成桩装置，其特征在于：所述硬质塑管(4)、所述底部硬质塑管(41)的孔径设置为12～20毫米。

6.根据权利要求1所述的桩心注浆静压锚杆桩成桩装置，其特征在于：所述硬质塑套管(11)的孔径设置为22～30毫米。