CN103938610A - 一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工桩管及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管及工艺。由法兰盘、进料口、上桩管、锁定套筒、下桩管、预制混凝土桩尖、桩管外壁凹槽组成。上桩管的截面半径大于下桩管，上桩管与下桩管通过锁定套筒连接，旋进或旋出锁定套筒上的螺杆可以将上下桩管进行连接或分离；当锁定套筒从桩管上取下时，上桩管可沿下桩管在一定的长度范围内上下自由滑动；靠近上桩管的顶端设有进料口，用于投放碎石和土工织物袋。采用该桩管进行施工能够避免人工爬管放入土工织物袋的危险，完成的变截面加筋碎石桩有利于桩体强度的全面发挥，加强近桩顶部的侧向约束作用，限制侧向变形，进而提高桩体的承载力，减小桩顶的沉降。

Description

一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工桩管及工艺

技术领域

本发明涉及一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管及工艺，主要用于形成公路、铁路、水利等基础设施软土地基加固的变截面加筋碎石桩施工。

背景技术

通过振动的方式将桩管挤入软弱地基中，成孔后，再将碎石从进料口投入桩管内，边振动击密、边向上拔管，最后形成密实的碎石桩。所形成的桩体通过对地基软土的置换作用和挤密效应来提高地基的承载力，减小地基沉降。同时，碎石桩也会在软土地基中也形成一个良好的排水通道，用来加速软土地基的排水固结。因此，碎石桩是常被用于软弱地基加固的方法之一。

对于粘粒含量较大的软弱地基，桩间土的挤密效果较差，桩间土对碎石桩的侧向约束作用减弱，使得竖向荷载作用下桩顶的沉降变大，靠近桩顶附近的桩体易发生鼓胀破坏，从而导致地基的加固效果大大减弱。研究结果表明，碎石桩的内力从桩顶至桩尖逐渐减小，这一事实常常使得传统等截面碎石桩的桩顶端的强度不足或者桩底端的强度没有充分发挥。对于传统的桩管，当成孔深度浅而桩管较长时，若采用加筋碎石桩，须人工爬到进料口处放入土工织物袋，给工程的施工带了危险和不便。

发明内容

为了克服上述存在的技术缺陷，本发明提出了一种易于操作、安全可靠、经济合理的加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管及工艺。

本发明的技术方案为：一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管包括法兰盘、上桩管、锁定套筒、下桩管、预制混凝土桩尖；法兰盘在上桩管的顶面，进料口在上桩管的上部，上桩管与下桩管通过锁定套筒连接固定，预制混凝土桩尖在下桩管底部，上桩管与下桩管为不同截面桩管。

所述的锁定套筒为变截面套筒上端横截面半径大于下端，锁定套筒两端分别连接上桩管和下桩管。

所述的锁定套筒为两半筒片合成，两半筒片由合页和螺杆连接而成，螺杆插入锁定套筒上的卡槽和螺帽内。

所述的上桩管下端和下桩管上端的外壁均设有凹槽，锁定套筒的内壁设有凸槽，凹槽与凸槽之间相互卡紧。

加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工工艺按以下进行：

施工机械就位合格后，预制混凝土桩尖按桩位标记就位，上下桩管在自由状态下对正桩尖上部；开机振动使下桩管带桩尖下沉直至设计深度，旋出螺杆，将锁定套筒从桩管上取下，开机振动使上桩管下沉至一定的深度；向进料口中放入设计深度的40%左右长度的碎石量，然后向准备好的土工织物袋中放入3~5kg碎石，并采用钢丝网封口，从进料口将装有碎石的土工织物袋放入桩管中；土工织物袋置底后，在进料口处将土工织物袋剪断，并外翻固定在进料口的钢板上，再向土工织物袋中填装符合要求的碎石，轻振上桩管以利于碎石顺利下沉，直至接近进料口的高度；边振动上桩管边提拔，直至上桩管拔出；将锁定套筒内壁上的凸槽与上下桩管身外壁上的凹槽卡紧，旋进螺杆，将上下桩管紧密连接在一起，边振动上桩管边提拔下桩管，直至将下桩管拔出，最终形成了变截面加筋碎石桩。

本发明的施工桩管与现有技术相比，具有如下优点和效果：通过上下桩管分别成孔可以形成变截面碎石桩，通过上桩管的下沉以便于投放土工织物袋，形成变截面加筋碎石桩，避免人工爬管的危险，可高效地发挥桩体的强度，有效地限制桩顶附近的鼓胀变形，进而提高桩身的承载力，减小桩顶的沉降。相对碎石桩全段加筋相比，土工织物袋得到了有效地利用，节约了成本。本发明的土工织物袋可在工厂或现场批量生产，施工方便，效果好，而工程投资仅增加了土工织物袋的费用，性价比显著提高，施工质量能得到有效的保证。

附图说明

图1 是本发明的碎石桩机整套配置示意图。

图2 是本发明的施工桩管的结构示意图。

图3 是图2的下桩管局部放大示意图。

图4 是本发明的施工桩管的锁定套筒结构示意图。

图5 是本发明的施工桩管的螺杆结构示意图。

图6是图4的俯视示意图。

图7是本发明的施工桩管的锁定套筒土工织物袋结构示意图。

图8是采用本发明施工桩管施工形成的变截面加筋碎石桩示意图。

图中：1-振动打桩机；2-振动头；3-法兰盘；4-进料口；5-上桩管；6-锁定套筒；7-下桩管；8-预制混凝土桩尖；9-凹槽；10-凸槽；11-合页；12-卡槽；13-螺帽；14-螺杆；15-土工织物袋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细地说明。

如图2-6所示，本发明的施工桩管由法兰盘3、上桩管5、锁定套筒6、下桩管7、预制混凝土桩尖8；法兰盘3在上桩管5的顶面，进料口4在上桩管5的上部，上桩管5与下桩管7通过锁定套筒6连接固定，预制混凝土桩尖8在下桩管7底部，上桩管5与下桩管7为不同截面桩管。振动头2的下端与法兰盘3的上端通过螺丝铆接，法兰盘3的下端与上桩管5的上端焊接。

所述的锁定套筒为变截面套筒，套筒的上端横截面半径大于下端，锁定套筒两端分别连接上桩管5和下桩管7。下桩管7的长度须大于碎石桩的设计深度。

所述的锁定套筒6为两半筒片合成，两半筒片由合页11和螺杆14连接而成，螺杆14插入锁定套筒6上的卡槽12和螺帽13内。

所述的上桩管5下端和下桩管7上端的外壁均设有凹槽9，锁定套筒6的内壁设有凸槽10，凹槽9与凸槽10之间能够相互卡紧，以保证上下桩管的紧密连接。

旋进或旋出锁定套筒6上的螺杆14可以将上下桩管进行连接或分离；当锁定套筒6从桩管上取下时，上桩管5可沿下桩管7上下自由滑动；靠近上桩管5的顶端设有进料口4，用于投放碎石和土工织物袋15。

其施工工艺如下：施工机械就位合格后，预制混凝土桩尖8按桩位标记就位，上下桩管在自由状态下对正桩尖8上部；开机振动使下桩管7带桩尖下沉直至设计深度，旋出螺杆14，将锁定套筒6从桩管上取下，开机振动使上桩管5下沉至一定的深度；向进料口4中放入设计深度的40%左右长度的碎石量，然后，向准备好的土工织物袋15中放入3~5kg碎石，并采用钢丝网封口，从进料口4将装有碎石的土工织物袋15放入桩管中；土工织物袋15置底后，在进料口4将土工织物袋15剪断，并外翻固定在进料口4的钢板上，并向土工织物袋15中填装符合要求的碎石，轻振上桩管5以利于碎石顺利下沉，直至接近进料口4的高度；边振动上桩管5边提拔，直至上桩管5拔出；将锁定套筒6内壁上的凸槽10与上下桩管身外壁上的凹槽9卡紧，旋进螺杆14，将上下桩管紧密连接在一起，边振动上桩管5边提拔下桩管7，直至将下桩管7拔出。最终形成了如图7所示的变截面加筋碎石桩。

本发明要求保护的范围不限于以上实施方式，对本领域技术人员而言，本发明可以有多种更改和变化，凡是在本发明的精神和原则之内的任何修改、改进和等同替换等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工桩管，其特征在于：包括法兰盘(3)、上桩管(5)、锁定套筒(6)、下桩管(7)、预制混凝土桩尖(8)；法兰盘(3)在上桩管(5)的顶面，进料口(4)在上桩管(5)的上部，上桩管(5)与下桩管(7)通过锁定套筒(6)连接固定，预制混凝土桩尖(8)在下桩管(7)底部，上桩管(5)与下桩管(7)为不同截面桩管。

2.根据权利要求书1所述的加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工桩管，其特征在于：所述的锁定套筒为变截面套筒，套筒的上端横截面半径大于下端，锁定套筒两端分别连接上桩管(5)和下桩管(7)。

3.根据权利要求书1或2所述的加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管，其特征在于：所述的锁定套筒(6)为两半筒片合成，两半筒片由合页(11)和螺杆(14)连接而成，螺杆(14)插入锁定套筒(6)上的卡槽(12)和螺帽(13)内。

4.根据权利要求书1所述的加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工桩管，其特征在于：所述的上桩管(5)下端和下桩管(7)上端的外壁均设有凹槽(9)，锁定套筒(6)的内壁设有凸槽(10)，凹槽(9)与凸槽(10)之间相互卡紧。

5.一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工工艺，其特征在于按以下进行：施工机械就位合格后，预制混凝土桩尖（8）按桩位标记就位，上下桩管在自由状态下对正桩尖（8）上部；开机振动使下桩管（7）带桩尖下沉直至设计深度，旋出螺杆（14），将锁定套筒（6）从桩管上取下，开机振动使上桩管（5）下沉至一定的深度；向进料口（4）中放入设计深度的40%左右长度的碎石量，然后向准备好的土工织物袋（15）中放入3~5kg碎石，并采用钢丝网封口，从进料口（4）将装有碎石的土工织物袋（15）放入桩管中；土工织物袋（15）置底后，在进料口（4）处将土工织物袋（15）剪断，并外翻固定在进料口（4）的钢板上，再向土工织物袋（15）中填装符合要求的碎石，轻振上桩管（5）以利于碎石顺利下沉，直至接近进料口（4）的高度；边振动上桩管（5）边提拔，直至上桩管（5）拔出；将锁定套筒（6）内壁上的凸槽（10）与上下桩管身外壁上的凹槽（9）卡紧，旋进螺杆（14），将上下桩管紧密连接在一起，边振动上桩管（5）边提拔下桩管（7），直至将下桩管（7）拔出，最终形成了变截面加筋碎石桩。