CN105484259B - 填石层管桩结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种填石层管桩结构，其特征在于：所述填石层中设有冲孔，所述冲孔中设有预应力管桩，所述预应力管桩与所述冲孔内壁面之间填充有袋装填充材料层，所述袋装填充材料层由多个填装有填充材料的包装袋组成。本发明的管桩结构可实现填充材料回填密实的效果，为后续施工管桩提供了质量可靠的地质基础，适用于具有填石层的地质条件中，尤其适用于靠近海边且具有填石层的地质条件中。

Description

填石层管桩结构

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体是一种填石层管桩结构。

背景技术

在有填石层的场地施工设置管桩时，一般采用人工挖掘方式挖出一定深度的坑，或者采用冲孔方式从填石层中冲钻出一定深度的孔，然后用沙土将坑或孔填好，再施工设置管桩。这样的施工方法在一般的填石层场地较适用。但是在海边，尤其是针对海隔堤，则并不适用。

首先，海隔堤设置在海边，其地下水与海水是相通的。对海隔堤的填石层进行冲孔，形成的孔中必然充满海水，且无法抽干。因此，向孔中回填沙土时，沙土很难沉到孔底。其次，海隔堤的填石层中通常使用较大的石块，石块间留有诸多缝隙。因此，向孔中回填的大部分沙土未沉到孔底便经石块间的缝隙流走。

基于上述两点原因可知，采用现有施工方法，对海隔堤的填石层冲孔后，无法向孔中密实的回填沙土。如果向回填不密实的孔中直接施工沉入管桩，很容易导致管桩出现断桩和/或偏桩的情况。一旦出现类似情况，则不得不采取一定补救措施，这样既拖延施工工期，又增加施工成本，同时施工质量也存在隐患。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种填石层管桩结构，以解决向冲钻形成的孔中回填沙土时，无法回填密实的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种填石层管桩结构，该结构在填石层中设有冲孔，所述冲孔中填入多个填装有填充材料的包装袋，所述冲孔中还沉设有预应力管桩，所述包装袋受挤压后填充于所述预应力管桩和所述冲孔内壁面之间形成袋装填充材料层。

进一步地，所述冲孔的直径比所述预应力管桩外径大300～600mm，所述冲孔沿竖直方向的高度大于所述填石层的厚度。

可选地，所述包装袋采用塑料纤维袋、土工布袋或麻布袋中的一种或多种。

进一步地，设所述包装袋的长度为L，所述包装袋的直径为D1，所述开孔的直径为D2，则2D1≤L≤0.7D2，或者D1≤0.4D2。

可选地，所述填充材料为细砂、粗砂、粘土或碎石中的一种或几种的混合。

进一步地，位于所述填石层下方的冲孔部分的袋装填充材料层的包装袋中的填充材料为粘土；位于所述填石层中的冲孔部分的袋装填充材料层的包装袋中的填充材料为细砂、粗砂、粘土或者碎石中的一种或几种的混合物。

可选地，所述预应力管桩为预应力混凝土管桩、预应力混凝土薄壁管桩或高强度预应力混凝土管桩。

进一步地，所述管桩的外径为300～600mm。

可选地，所述预应力管桩采用锤击法、静压法或振动法中的一种，沉入到所述冲孔中。

进一步地，所述预应力管桩的上端高出所述填石层的上表面，所述预应力管桩的上部设有承台。

与现有技术相比，有益效果如下：

本发明的管桩结构适用于具有填石层的地质条件中，尤其适用于靠近海边且具有填石层的地质条件中。本发明中，向冲钻形成的孔中回填砂土前，先用包装袋将砂土分装成若干袋，而不是直接将砂土回填至孔中。这样，一来是可以使砂土的质量相对集中，在孔中充满水且水无法抽干的情况下，回填的袋装砂土可以因其重力大于水的浮力而下沉至孔底。二来可以将砂土限制在包装袋中，砂土不至从填石层的石块缝隙中流走。同时，用冲锤压实回填到孔中的袋装砂土，即可实现砂土的密实回填，为后续施工管桩提供了质量可靠的地质基础。

附图说明

图1是实施例在海隔堤填石层中施工的管桩结构示意图。

图2是图1中A-A线的剖面示意图。

图3是实施例中施工方法的流程图。

具体实施方式

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式

构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。

本实施例提供一种填石层管桩结构，该管桩结构具体设置在海隔堤的填石层中。如图1和图2所示，在本实施例中，海隔堤的填石层1由体积较大的石块组成，在填石层1中设有一冲孔2，在该冲孔2中填入多个填装有填充材料的包装袋，在冲孔2中还沉设有预应力管桩4，包装袋受挤压后填充在预应力管桩4和冲孔2内壁面之间形成袋装填充材料层3，在预应力管桩4上方设有承台5。

其中，冲孔2是利用冲孔设备在填石层1的纵向方向上冲钻形成的，其直径比预应力管桩4的外径大300～600mm，且开孔沿竖直方向(即图2中的上下方向)的高度大于填石层1的厚度。可以理解的是，冲孔的直径比预应力管桩的外径大是为了保证预应力管桩能够顺利地在回填密实的包装袋中沉桩，且保证预应力管桩的承载力。若冲孔的直径小于预应力管桩的外径，则预应力管桩仍需从难以穿透的填石层中沉桩。实际上，由于填石层中多为体积较大且硬度较大的石块，常规的管桩技术是无法将预应力管桩直接施工到填石层中的。

袋装填充材料层3是利用包装袋将填充材料分装成若干袋，扎紧包装袋的袋口，填充在预应力管桩和冲孔内壁面之间形成的。其中，包装袋是指能盛装填充材料的具有良好耐跌落、耐磨损性能的包装材料，整体呈袋状，具有使填充材料能够进入的袋口，该袋口的口径能够在装入适量填充材料后扎紧。包装袋可以是塑料纤维袋，也可以是使用土工布或麻布材料制成的袋体。在本实施例中，包装袋采用塑料纤维袋。包装袋内的填充材料可以是细砂、粗砂、粘土或碎石中的一种或几种的混合。

在本发明中，为保证包装袋在冲孔中填充密实，留有较少空隙，因此，包装袋的大小根据冲孔大小设置。在冲孔中，当包装袋沿其长度方向的横截面垂直于冲孔的竖直方向放置时(即包装袋横向放置)，包装袋的长度为L，包装袋的直径为D1，开孔的直径为D2，则2D1≤L≤0.7D2，例如，冲孔的直径D2＝800mm，D1＝250mm，L＝500mm。当包装袋按照其长度方向平行于开孔的竖直方向放置时(即包装袋竖向放置)，包装袋的直径为D1，开孔的直径为D2，则D1≤0.4D2，例如D2＝800mm，D1＝320mm。

另外，由于本发明的管桩结构设置在海隔堤的填石层中，地下水与海水相连通，所以开孔中的水较多，且无法抽干。为了解决这一问题，本实施例中，在位于填石层下方的冲孔部分中，填入装有粘土的包装袋，由于粘土吸水性较强，吸水后粘土和水混合变成泥浆状物质，使包装袋较易沉降至冲孔底部，同时也增强填充材料的密实度。在位于填石层中的冲孔部分中，填入装有细砂、粗砂、粘土或者碎石中的一种或几种的混合物的包装袋。

预应力管桩为预应力混凝土管桩、预应力混凝土薄壁管桩或高强度预应力混凝土管桩中的一种。预应力管桩外径、壁厚及长度等根据实际施工中对预应力管桩承载能力的要求确定，例如可以使用直径为300～800mm、壁厚为70～130mm、桩节节长为5～30m的若干预应力管桩，最终预应力管桩成桩后，桩的长度为5～60m。在本实施例中，采用直径为400mm、壁厚为90mm、桩节节长为5～12m的预应力管桩，最终管桩成桩后，桩的长度约为30m。本发明中，可以采用锤击法、静压法或振动法中的一种，将预应力管桩沉入到填有袋装填充材料的开孔中。

本实施例还提供对上述管桩结构的施工方法，具体是对设置在海隔堤的填石层中管桩的施工方法，如图3所示，为该方法的流程图，该方法包括如下步骤：

S1.冲孔：对填石层冲孔，所形成冲孔的直径大于待施工的预应力管桩的外径；S2.分装填充材料：将填充材料分装到多个包装袋中，并扎紧包装袋的袋口；S3.回填：将填装有填充材料的包装袋填入冲孔中，将所述冲孔回填密实；S4.沉桩：将所述预应力管桩沉入已回填密实的所述冲孔中；S5.浇筑承台：在高于填石层上端的预应力管桩的顶端，施工浇筑承台5。

其中，在S1步骤中，利用冲孔设备，对由体积较大的石块组成的海隔堤填石层进行冲孔操作，在填石层的纵向方向上冲钻出用于沉入预应力管桩的冲孔，该冲孔的直径比预应力管桩的外径大300～600mm，例如比预应力管桩的外径大400mm。另外，该冲孔沿竖直方向的高度保证其穿过填石层即可，例如该冲孔沿竖直方向的高度比填石层的厚度大2m。其中，所述冲孔设备为冲孔桩机，该冲孔桩机包括JK6型卷扬机、机架、滑轮、导向轮、4～6吨十字形或五瓣形冲锤。

可以理解的是，冲孔的直径比预应力管桩的外径大是为了保证预应力管桩能够顺利地在回填密实的包装袋中沉桩，且保证预应力管桩的承载力。若冲孔的直径小于预应力管桩的外径，则预应力管桩仍需从难以穿透的填石层中沉桩。实际上，由于填石层中多为体积较大且硬度较大的石块，常规的管桩技术是无法将预应力管桩直接施工到填石层中的。

其中，在S2步骤中，利用包装袋将填充材料分装成若干袋，并扎紧所述包装袋的袋口，形成的袋装填充材料。其中，包装袋是指能盛装填充材料的具有良好耐跌落、耐磨损性能的包装材料，整体呈袋状，具有使填充材料能够进入的袋口，该袋口的口径能够在装入适量填充材料后扎紧。包装袋可以是塑料纤维袋，也可以是使用土工布或麻布材料制成的袋体。包装袋内的填充材料可以是细砂、粗砂、粘土或碎石中的一种或几种的混合。

另外，为保证袋装填充材料在冲孔中填充密实，留有较少空隙，因此，包装袋的大小根据开孔大小设置。在冲孔中，当包装袋沿其长度方向的横截面垂直于开孔的竖直方向放置时(即包装袋水平填入冲孔)，包装袋的长度为L，包装袋的直径为D1，开孔的直径为D2，则2D1≤L≤0.7D2。当包装袋按照其长度方向平行于开孔的竖直方向放置时(即包装袋竖直放入)，包装袋的直径为D1，开孔的直径为D2，则D1≤0.4D2。

在本实施例中，冲孔的直径为800mm，采用直径为250mm、长度为500mm的塑料纤维袋分别将粘土、粘土和细砂混合物分装成若干袋，分装后将塑料纤维袋的袋口扎紧。

其中，在S3步骤中，分批次将填装有填充材料的包装袋填入冲孔孔中。每次填入时，取二袋填装有填充材料的包装袋放入冲孔内，并用冲锤压至冲的底部，如此反复操作，使填装有填充材料的包装袋在冲孔中压紧密实，至填装有填充材料的包装袋将冲孔填满为止。其中，在位于所述填石层下方的冲孔部分中，使用装有粘土的包装袋，在位于所述填石层中的冲孔部分中，使用装有细砂和粘土的混合物的包装袋。

采用上述填充顺序和材料的目的是防止因冲孔内海水较多而导致填装有填充材料的包装袋难以回填密实。由于本发明的管桩结构设置在海隔堤的填石层中，地下水与海水相连通，所以开孔中的水较多，且无法抽干。为了解决这一问题，本实施例中在位于填石层下方的冲孔部分中，填入装有粘土的包装袋，由于粘土吸水性较强，吸水后粘土和水混合变成泥浆状物质，使包装袋较易沉降至冲孔底部，同时也增强填充材料的密实度。

其中，在S4步骤中，在已回填密实的开孔中施工预应力管桩。施工预应力管桩的方法采用常规方法，例如可以采用锤击法、静压法或振动法。其中，预应力管桩为预应力混凝土管桩、预应力混凝土薄壁管桩或高强度预应力混凝土管桩中的一种。预应力管桩外径、壁厚及长度等根据实际施工中对预应力管桩承载能力的要求确定，例如可以使用直径为300～800mm、壁厚为70～130mm、桩节节长为5～30m的若干预应力管桩，最终预应力管桩成桩后，桩的长度为5～60m。在本实施例中，采用直径为400mm、壁厚为90mm、桩节节长为5～12m的预应力管桩，最终管桩成桩后，桩的长度约为30m。

Claims (8)

1.一种填石层管桩结构，其特征在于：填石层中设有冲孔，所述冲孔中填入多个填装有填充材料的包装袋，所述冲孔中还沉设有预应力管桩，所述包装袋受挤压后填充于所述预应力管桩和所述冲孔内壁面之间形成袋装填充材料层；位于所述填石层下方的冲孔部分的袋装填充材料层的包装袋中的填充材料为粘土；位于所述填石层中的冲孔部分的袋装填充材料层的包装袋中的填充材料为细砂、粗砂、粘土或者碎石中的一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的填石层管桩结构，其特征在于：所述冲孔的直径比所述预应力管桩外径大300～600mm，所述冲孔沿竖直方向的高度大于所述填石层的厚度。

3.根据权利要求1所述的填石层管桩结构，其特征在于：所述包装袋采用塑料纤维袋、土工布袋或麻布袋中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的填石层管桩结构，其特征在于：设所述包装袋的长度为L，所述包装袋的直径为D1，所述冲孔的直径为D2，则2D1≤L≤0.7D2，或者D1≤0.4D2。

5.根据权利要求1所述的填石层管桩结构，其特征在于：所述预应力管桩为预应力混凝土管桩、预应力混凝土薄壁管桩或高强度预应力混凝土管桩。

6.根据权利要求5所述的填石层管桩结构，其特征在于：所述预应力管桩的外径为300～600mm。

7.根据权利要求5或6所述的填石层管桩结构，其特征在于：所述预应力管桩采用锤击法、静压法或振动法中的一种，沉入到所述冲孔中。

8.根据权利要求1所述的填石层管桩结构，其特征在于：所述预应力管桩的上端高出所述填石层的上表面，所述预应力管桩的上部设有承台。