CN106013095A - 一种网状管型结构桩成桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网状管型结构桩成桩方法。本发明平整场地，安装打桩机，将网状管型结构套入钢管并打入到设计深度；所述网状管型结构是有网状管形结构支架和外套透水布构成的；拔出钢管，所述网状管形结构留在地下；从网状管形结构内抽取积水；向网状管形结构内灌注混凝土、砂浆或其它固结材料；拔出钢桩即成。本发明克服了影响桩身强度、增加桩模成本的缺陷。本发明由于混凝土的比重比土大，最后成桩时会在桩周形成一圈大小不一的瘤状凸起，从而增加桩周表面积，增加了桩的承载力、减少了成本，缩短了工期，降低能耗。

Description

一种网状管型结构桩成桩方法

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别涉及一种网状管型结构桩成桩方法。

背景技术

软土地基处理方法很多，针对纷繁复杂的地层条件以及建筑物的结构承载要求各异，各种方法有着各自的优点和局限性。建筑设计过程中采用不同的地基处理方法所达到的效果和投入的造价是不一样的。更合理的设计就是在满足建筑承载要求前提下尽可能降低所需费用。

在本发明作出之前，历来的实际应用表明，为了使地基土能够满足建筑物的承载要求，往往采取的方式有：1.提高土层的自身承载能力。可以通过降低土层的含水量和向土层注入水泥浆或其它固结材料来实现，其中，以降低土层含水量来得到土层承载力的提高是非常有效和经济的方法。这种方法通常是向地下土层插入塑料排水板，其目的就是提供地下水自下而上的排水通道，再向地面堆填重物形成对地下土层施加强大的压力迫使土层的部分含水量通过塑料排水板向地表排出。这种方法行业内称之为排水固结法。2.向地下打入(或通过钻孔灌注混凝土方式形成桩)高强度柱状桩体，通常我们称之为桩，建筑物荷载通过桩传至地下一定深度，从而使建筑物稳定。3.桩和土层共同作用来承担建筑物的荷载，行业内叫复合地基。从上述叙述可以看出，通过降低地下土层的含水量来获得地下土层自身承载力提高是最经济和最可行的。为了达到这个目的，通常仍需要投入很大的费用。常规的排水固结法周期还非常长，无法满足当下高速经济发展的需要。常规桩的施工都没有这样的排水功能。另外，常规桩的施工，由于施工过程的打入，或者震动的作用，在桩周围形成具有一定厚度的泥浆软弱层，这样的泥浆软弱层大大降低了桩表面和土层之间的摩擦作用，也即大大降低了桩的承载能力。为了满足建筑物的承载能力，设计不得不增加桩的数量，这样也就使得建筑成本很高。

常规现浇混凝土桩都要先钻孔或者沉管挤土成孔后再浇混凝土成桩，混凝土浇筑时候直接和土接触，由于土都是含水量很高的低强度状态，浇注时候很容易和混凝土混合从而影响桩身强度，所以这种现浇混凝土桩不能够做得直径很小，往往都是大直径桩，直径大于400厘米，这样混凝土消耗量就很多，导致造价很高。要想做成小直径现浇混凝土桩，必须先向地下打入桩模再往桩模里面浇注混凝土，又增加了桩模成本，也使得造价非常高。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种网状管型结构桩成桩方法。

本发明的技术方案是：

一种网状管型结构桩成桩方法，其主要技术特征在于步骤如下：

(1)平整场地；

(2)安装打桩机；

(3)将网状管型结构套入钢管并打入到设计深度；所述网状管型结构是有网状管形结构支架和外套透水布构成的；

(4)拔出钢管，所述网状管形结构留在地下；

(5)从网状管形结构内抽取积水；

(6)向网状管形结构内灌注混凝土、砂浆或其它固结材料；

(7)拔出钢桩即成。

所述网状管形结构外包裹着一种透水性较好的布状材料即透水布。

所述网状管形结构支架是金属材料制成的。

所述从网状套管底部向外抽水。

所述透水布包裹网状管形结构支架。

所述步骤(3)中，网状管形结构一端固定在引导桩靴上，另一端穿入钢管直至钢管一端架在引导桩靴的台肩上，钢管另一端固定连接动力装置。

所述步骤(3)中，网状管形结构套入钢管并打入到设计深度后，向上移动动力装置，带动钢管向上移动直至钢管拔出地面位置。

本发明的优点和效果在于是针对常规地基处理存在的问题，提出用一种细钢筋编制的呈网状的管形结构支架即网状管形结构，并在这金属网状管形结构支架外侧包裹一种透水性较好的布状材料，从而组成透水性金属网状管形结构。将这种透水性金属网状管形结构用常规打桩方式，在设计桩位位置安放到地下达到设计深度，地下水会透过外侧的透水性布状材料进入网状管形结构内，再有抽水系统集中抽取到地表。这样会造成金属网状管形结构外侧的土层地下水面迅速降低形成很大的水头差，从而加速土层内的水向网状管形结构内汇集，等汇集到一定程度再抽取至地表。就这样连续几次汇集、抽取就会使得地层中的地下水含量大幅度降低。随着地层土含水量的不断减小，地层土的物理力学强度指标也随之大幅度提高，从而大幅度提高地基土的自身承载能力。这一过程在常规的地基处理中也经常独立使用，叫塑料排水板地基处理方法，专业内叫排水固结地基处理法。等地下水抽取到一定的量后，也即地层土承载力上升到一定程度后，往金属网状管形结构内灌注混凝土或其它固结材料，混凝土和网状管形结构支架固结在一起就形成了柱状桩体。这种外侧配置如此致密的网状金属材料的混凝土桩的自身强度也是非常大的。由于在灌注混凝土前的循环抽取地下水的作用，使得在安放金属网状管形结构时候形成的管形结构周围泥浆薄层(导致桩外壁和桩周土的摩擦系数减小)消失，最终使得桩的承载能力很大。本发明技术涵盖了两个常规的地基处理方法，及排水固结和混凝土长细桩。这两种方法的巧妙结合是本发明的独特技术特征，既有高强度桩的高承载能力，又使桩周土自身强度得到了大幅度提升，免掉了排水固结所需要的排水板和排水板施工，达到了二者产生协同作用的目的，产生，1+1大于2的效果，而且大大节约1+1过程中所需的投入，所以特别是经济效果和环境效果更能显现。同时网状管形结构既是成桩外模，又是桩体固结后内部钢骨架(钢筋笼)，大大节约了工程造价。并且，抽水过程还使得安放金属网状管形结构过程中在网状管形结构外壁形成的泥浆膜消失，从而大大提高桩在土中的承载力。

本发明中使用的这种网状管形结构和外层包裹的透水布构成了完美的桩模，安置在地下一定深度后再灌注混凝土，这种方法使得现浇混凝土桩桩径可以做得很小，还不需要另外配置钢精笼，从而更进一步节约工程造价，节约大量水泥、钢筋和砂石，也符合政府倡导的低能耗政策。

本发明的优点和效果还在于：

1.向网状管形结构内反复抽水使相应地层土含水量降低，大大提高地层土的自身承载力。

2.反复抽水使在安放网状管形结构过程在网状管形结构周边形成的泥浆层消失，大大提高网状管形结构在成桩后和桩周土的摩擦力，也即大大提高成桩后的桩的承载力。

3.网状管形结构支架成桩后分布在桩的外侧，可以等同常规装的钢筋笼，大大增强了桩身的抗剪强度(抗弯曲强度)。

4.由于网状管形结构支架外侧包裹着透水性好的布状材料，在后期灌注混凝土过程中，由于混凝土的比重比土大，最后成桩时会在桩周形成一圈大小不一的瘤状凸起，从而增加桩周表面积，也即增加了桩的承载力。

5.可以将现浇混凝土桩桩径做得很小，大大节约工程造价，使工程项目进一步低能耗。

附图说明

图1——本技术发明的操作方法流程示意图，其中a是第(1)步骤图，b是第(2)第(3)第(4)步骤图，c是第(5)步骤图，d是第(6)步骤图。

图2——本发明中外套透水布的金属网状管型结构4横截面示意图。

图3——本发明中网状管形结构支架示意图。

图中各标号表示对应的步骤名称如下：

整平场地1、引导桩靴2、钢管3、(外套透水布的金属)网状管形结构4、动力装置5、(钢筋混凝土)桩6、抽水系统7、网状管形结构支架8、透水布9。

具体实施方式

本发明的技术思路是：

在常规地基处理基础上，将排水固结技术和混凝土桩技术巧妙地结合起来而形成一种全新的工法技术。

下面具体说明本发明。

如图1的a、b、c、d和图2、图3所示：

1.场地平整

这和其它地基处理过程一样，先将待处理场地平整至适合机械进场作业为标准。

2.将一批外套透水布的(外套透水布的金属)网状管形结构4，按设计桩位要求放置到地下达到设计深度。放置方式很多，这里介绍一种快速容易掌握的一种简单方式。网状管形结构支架8外套上透水布9构成网状管形结构4，网状管形结构支架8是金属如铁条焊接而成。外套透水布9的金属的网状管形结构4可以在工厂车间里完成，先制作网状管形结构支架8，再在网状管形结构支架8外套上透水布9，根据设计深度确定外套透水布9的网状管形结构4的长度。制作混凝土(或者其它材料制成)引导桩靴2(根据设计桩径大小提前制作好)。将外套透水布9的网状管形结构4一端固定(绑扎)在引导桩靴2上部，另一端穿入钢管3直至钢管3一端架在引导桩靴2的台肩上(钢管3是有重力作用自然架在引导桩靴2的抬肩上的)，钢管3另一端固定连接动力装置5。钢管3垂直放置，在动力装置5的作用下，钢管3带动引导桩靴2和装在钢管3里面的外套透水布9的网状管形结构4向地层深部打入，直至设计深度。再向上移动动力装置5，带动钢管3向上移动直至钢管3拔出地面位置。这样外套透水布9的网状管形结构4和引导桩靴2留在地下。再以次按设计要求将场地内其它位置外套透水布9的网状管形结构4放置相应位置。由于外套透水布9的网状管形结构4的良好透水性，地下水会慢慢进入外套透水布9的网状管形结构4内，造成地层土的含水量的减少，随着地层含水量的不断减少其强度也逐渐得到了提高。

3.选择合适的抽水系统7分别将安放好的外套透水布9的网状管形结构4内的积水抽干，静止一段时间外套透水布9的网状管形结构4内的水会逐渐抬升。再以同样的方式逐个抽干，以此类推根据设计要求选择抽水循环次数。

4.抽水次数达到设计要求后，根据设计配合比要求配置混凝土或者其他固结材料，再将配置好的混凝土或其他固结材料一起灌入外套透水布9的网状管形结构4内，振捣密实。固结后就形成一根根强度很高的(钢筋混凝土)桩6。

Claims (7)

1.一种网状管型结构桩成桩方法，其特征在于步骤如下：

(1)平整场地；

(2)安装打桩机；

(3)将网状管型结构套入钢管并打入到设计深度；所述网状管型结构是有网状管形支架和外套透水布构成的；

(4)拔出钢管，所述网状管形结构留在地下；

(5)从网状管形结构内抽取积水；

(6)向网状管形结构内灌注混凝土、砂浆或其它固结材料；

(7)拔出钢桩即成。

2.根据权利要求1所述的一种网状管形结构桩成桩方法，其特征在于所述网状管型结构外包裹着一种透水性较好的布状材料即透水布。

3.根据权利要求1所述的一种网状管形结构桩成桩方法，其特征在于所述网状管形结构支架是金属材料制成的。

4.根据权利要求1或2所述的一种网状管形结构桩成桩方法，其特征在于所述从网状管型结构底部向外抽水。

5.根据权利要求1所述的一种网状管形结构桩成桩方法，其特征在于所述透水布包裹网状支架。

6.根据权利要求1所述的一种网状管形结构桩成桩方法，其特征在于所述步骤(3)中，网状管形结构一端固定在引导桩靴上，另一端穿入钢管直至钢管一端架在引导桩靴的台肩上，钢管另一端固定连接动力装置。

7.根据权利要求1或6所述的一种网状管形结构桩成桩方法，其特征在于所述步骤(3)中，网状管形结构套入钢管并打入到设计深度后，向上移动动力装置，带动钢管向上移动直至钢管拔出地面位置。