CN102359107B - 一种可回收加筋体的加劲桩 - Google Patents

Abstract

一种可回收加筋体的加劲桩，包括一个水泥土桩体，其桩头部位包含一个呈柱形的增强笼子，它由高强塑料或高强材料制作，加筋体呈U型绕跨在这个柱形增强笼子的顶部端板上，并折返从另一端板上穿出，所述的加筋体为一整根的无粘结钢绞线。这种加劲桩不仅提供较高的抗拔力，又能方便回收加筋体。采用无粘结的加筋体，控制了加筋体与锚固体之间的粘结力。此外，由非金属材料制成的增强笼子，提高了加劲桩体的强度和整体性，可有效提高加劲桩的抗拔力。在基坑支护工程完成之后，能使锚固体与加筋体脱离，方便地将加筋体从土体中回收出来，既实现钢材重复利用低碳节能要求，又消除留在地层中形成障碍物，达到绿色环保和降低工程造价的目的。

Description

一种可回收加筋体的加劲桩

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及深基坑支护工程中使用的支护桩。

背景技术

目前常用的深基坑支护工程，水泥土加劲桩具有较高的抗拔力，在一些软弱的土层中得到了应用，但是加筋体采用的钢绞线，在基坑围护结构完成作用后常留于地下形成障碍物，从而限制该种支护形式的应用。为此，在支护结构作用完成之后，能从土体中将加筋体回收出来，是工程界迫切需要解决的难题。

从目前的锚杆(索)支护的技术标准和锚杆(索)的回收技术水平来看，这些回收式锚杆支护技术，均在一定的条件下适用，如在岩石和硬土层中，在地下水位以上的土层中才能应用。从目前的应用情况来看，锚杆(索)的回收率普遍不高，一般只能达到70％，并不同程度地存在一些问题，如：施工工艺繁杂、工人劳动强度大、回收所需的设备复杂笨重、回收率较低等。

对于软土地区基坑工程，由于地基土的含水量大，水位普遍较高，锚杆均处地下水位以下、其土的工程性质较差，锚杆(索)支护技术由于其锚固力不高、变形控制效果不好和回收技术不成熟，导致该项技术的应用受到很多限制。因此，针对软土深基坑支护的特点，通过对软土基坑的锚杆支护机理和设计方法的研究，开发具有较高锚固力、变形控制良好的可回收锚杆(索)支护技术，消除了地下空间开发的地下障碍，这些将是锚固支护技术发展和应用的主要趋势。

由于施工工期要求紧，一般的支护桩在较短的养护期内，就需要对其中的加筋体进行张拉，常常使得灌浆体或旋喷注浆形成的锚固体被拉压损伤。可以说，在目前3～7天的养护期内，由于灌浆或旋喷注浆形成的锚固体的抗压强度一般较低，难以取得较高的抗拔力以满足支护的要求。同时，要使加筋体与锚固体脱离，必须控制加筋体与锚固体之间的粘结力，这样将影响加劲桩的抗拔力。

对于一种以扩大头锚杆为代表的可回收锚杆，是将无粘接的钢绞线绕跨在扁平的长方体上，该扁平长方体由二块板组成，在进入钻孔时合在一起，在送入到钻孔底部打开折叶，呈V字形，依靠这个V字形的折叶板与水泥土粘合成一体，为钢绞线张拉时提供摩阻力。该锚杆的锚固力与这个V字形板的张开口大小有很大关系，当张开口越小，则他提供的锚固力就越低。在一个充满水泥土浆液的孔内将这个折叶板打开的阻力是很大的，打开这个折叶板的开口度大小是难以控制的，因而这种可回收式锚杆的锚固力是不确定，也就是说，这种可回收式锚杆提供的锚固力是不可靠的。按设计者的要求，这种V字形折叶板与水泥土的最大接触面积0.04m²计算，若要提供500KN的极限锚固力，则需要水泥土的强度达到12.5N/mm²，对于水泥土体，在7天左右的养护期内是无法达到这个强度的。若按可能的水泥土强度3N/mm²考虑，则这个扩大头可回收式锚杆只能提供120KN的锚固力。显然这是不能满足常规支护要求的。经我们的实践检测，这个扩大头可回收锚杆的可靠性差，锚固力较低，难以满足锚固支护要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有锚杆(索)桩存在的技术问题和结构缺陷，提供一种既具有高锚固力，又能方便回收加筋体的加劲桩。提高加劲桩的锚固力，控制加筋体与锚固体之间的粘结力，在支护作用完成之后，能将加筋体从土体中回收，使锚固体与加筋体脱离，既实现钢材重复利用和低碳节能要求，又消除了留在地层中障碍物，达到降低工程造价的目的。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

一种可回收加筋体的加劲桩，包括一个水泥土桩体，桩体内部具有加筋体，其特征在于，其桩头部位包含一个呈柱形的抗拔结构体，加筋体呈U型绕挂在这个柱形抗拔结构体的顶部上，并折返从一端穿出，所述的加筋体为一整根连续的柔性加筋体。

所述的抗拔结构体为一柱形增强笼子，笼子由高强塑料制成，笼子的顶部端板、底部端板具有加筋体穿过的孔，顶部端板直径大于底部端板直径，顶部端板和底部端板之间通过连接件连接，顶部端板前端设有一弧形导向架，加筋体沿弧形导向架呈U形绕挂。

所述的加筋体为一根的无粘结钢绞线或部分粘结钢绞线，钢绞线连续无节点。

所述的加筋体为两根及其以上的无粘结钢绞线或部分粘结钢绞线，两根及其以上的钢绞线相互交叉均匀的绕挂在抗拔结构体上并折返。

所述增强笼子呈圆柱形、圆台形或方柱形，笼子的上中下部位尺寸为相同的或不同的，笼子全身分布有不同的孔或无孔。

所述增强笼子是拼装而成或由模子一次性铸造而成。

顶部端板直径50mm以上，厚度5mm以上，底部端板直径为50mm以上，厚度5mm以上，顶、底部端板分布有不同的孔。

加劲桩的桩体为旋喷搅拌桩体或水泥土灌浆桩体的其中一种。

加劲桩的桩体外径为100mm以上，长度3m以上。

其特征在于，顶部端板小于或等于底部端板。

所述的抗拔结构体为实心结构体，加强筋绕挂在抗拔结构体前端并折返。

抗拔结构体为圆形截面。

抗拔结构体为多边形截面。

抗拔结构体的两端直径相同。

抗拔结构体的两端直径不同。

抗拔结构体由一个以上的端板构成。

这个柱形的增强笼子与水泥土体或水泥浆体结合在一体，形成一个较高强度的桩体，这个柱形的增强笼子在桩体中担当着一个钢筋笼子的作用，当对加筋体施加较高张拉力时，加筋体将张拉力直接传递到带有增强笼子的桩体上，由于这个桩体本身具有较高的强度，同时与土体的接触面较大，使得这个特制的桩体就不会出现局部挤压损伤现象，并能提供足够的锚固力。当支护作用完成后，将这个由无粘结钢绞线制作的加筋体从桩体中抽出，其脱阻力远小于每根钢绞线的拉断力。这个柱形的增强笼子是一种非金属材料，虽留存在地下，但当进行地下工程施工时，容易被施工机械切割或分解，不属于地下障碍物。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明所述的一种可回收加筋体加劲桩带笼子的结构示意图。

图2为本发明所述的一种可回收加筋体加劲桩带柱子的结构示意图。

图3为本发明所述的一种可回收加筋体加劲桩的柱形笼子结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参看图1，该可回收加筋体的加劲桩，包括一个旋喷搅拌桩体或水泥灌浆形成的桩体6，其桩头部位包含一个呈柱形的笼子，加筋体5呈U型绕挂在这个柱形笼子的顶部端板1上，并折返从另一底部端板2上穿出，所述的加筋体5为一整根的无粘结钢绞线。

图2和图3所示为该柱形笼子是一次性铸造而成的，其上分布有不同的孔或无孔。

水泥浆的桩体6是用钻孔灌浆形成的，旋喷搅拌的桩体6是利用旋喷搅拌钻具施作的。

所述的柱形笼子是由顶部端板1、底部端板2、弧形导向架4和连接前后端板的连接件3所组成。

顶部端板直径50mm以上，底部端板直径为50mm以上。

所述的柱形笼子是由非金属材料制成，如高强工程塑料、玻璃钢材料等。

形成该桩体6后，采用专门钻具，沿该桩体6将柱形笼子和加筋体5送入到刚形成的桩体中去，插入到位后，一边回抽钻具，一边向桩体内旋喷注浆。

所述的钻孔水泥灌浆体或旋喷搅拌的桩体6，是由水泥浆液、外加剂或土体混合而成，直径可变化，一般的桩体外径为100mm以上，他是通过旋喷搅拌形成的圆柱体或钻孔灌浆形成。

加筋体5为无粘接钢绞线。

本实施例中的加劲桩结构，是分步施作完成的，既可在较为坚硬的土层中形成，能提供500KN以上的锚固力，也可在软弱的土层如淤泥质土、流砂和粉质土中形成，在淤泥质土中能产生300KN以上的锚固力，在完成支护作用后，能将加筋体完全回收。

回收过程如下：第一步、将张拉锁定的加筋体在锚具处用专用工具解除锚具，加筋体露在支护结构外侧为成对的加筋体；第二步、用专用夹具夹住其中一根加筋体的端头，夹具与小型空心千斤顶连接；第三步，启动油泵，千斤顶活塞带动加筋体克服与套管间的摩阻力，该摩阻力与加筋体的长度有关，一般20米长加劲桩，其加筋体长约42m，摩阻力约为80KN，当启动脱离后，该摩阻力下降至40KN。第四步，当加筋体被抽动后，把加筋体的一端固定在卷扬机的钢线绳上，开动卷扬机，慢速抽出加筋体。由于采用无粘结的加筋体，加筋体与其套管间的摩擦力是恒定的。抽出加筋体的拉力远小于每根加筋体的抗断力(250KN)，因此，回收加筋体时不会出现被拉断的现象。并且设置在加劲桩端的柱形笼头上的端板有专门的弧形导向槽，从而使回收阻力较小。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (12)

1.一种可回收加筋体的加劲桩，包括一个水泥土桩体，桩体内部具有加筋体，其特征在于，其桩头部位包含一个呈柱形的抗拔结构体，加筋体呈U型绕挂在这个柱形抗拔结构体的顶部上，并折返从一端穿出，所述的加筋体为一整根连续的柔性加筋体；所述的抗拔结构体为一柱形增强笼子，笼子由高强塑料制成，笼子的顶部端板、底部端板具有加筋体穿过的孔，顶部端板直径大于底部端板直径，顶部端板和底部端板之间通过连接件连接，顶部端板前端设有一弧形导向架，加筋体沿弧形导向架呈U形绕挂。

2.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，所述的加筋体为一根的无粘结钢绞线或部分粘结钢绞线，钢绞线连续无节点。

3.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，所述的加筋体为两根及其以上的无粘结钢绞线或部分粘结钢绞线，两根及其以上的钢绞线相互交叉均匀的绕挂在抗拔结构体上并折返。

4.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，所述增强笼子呈圆柱形、圆台形或方柱形，笼子的上中下部位尺寸为相同的或不同的，笼子全身分布有不同的孔或无孔。

5.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，所述增强笼子是拼装而成或由模子一次性铸造而成。

6.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，顶部端板直径50mm以上，厚度5mm以上，底部端板直径为50mm以上，厚度5mm以上，顶、底部端板分布有不同的孔。

7.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，加劲桩的桩体为旋喷搅拌桩体或水泥土灌浆桩体的其中一种。

8.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，加劲桩的桩体外径为100mm以上，长度3m以上。

9.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，顶部端板小于或等于底部端板。

10.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，抗拔结构体为圆形截面。

11.根据权利要求1所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，抗拔结构体为多边形截面。

12.根据权利要求11所述的一种可回收加筋体的加劲桩，其特征在于，抗拔结构体的两端直径不同。

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