CN106013132B

CN106013132B - 一种变径组合桩

Info

Publication number: CN106013132B
Application number: CN201610342663.0A
Authority: CN
Inventors: 王继忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2018-06-08
Anticipated expiration: 2036-05-23
Also published as: CN106013132A

Abstract

本发明提供一种变径组合桩，其特征在于，由2～3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，并以该变径桩身为基础，在变径桩身的周围或桩底选择下述方式之一或者组合：①在周围加设一组水泥土桩；②在桩底端加设载体；③在桩底端加设抗拔载体，从而构成多种变化形式的变径组合桩，具备极强的抗压、抗拔、抗弯、抗剪能力，同时能够节约建材、降低成本，并且提供多种组合方式满足设计和地质的不同要求，适用范围广泛。

Description

一种变径组合桩

技术领域

本申请涉及土木工程领域，具体涉及一种变径组合桩。

背景技术

随着建筑领域科技水平的飞速发展，对建筑物的结构及基础的要求越来越高，再加上地质条件的复杂性，因此对桩基础提出了更全面、更强更高的要求，比如要求桩基除具备符合设计的竖向承载能力之外，还要求桩基同时具备一定的抗拔能力、抗水平推力能力。而目前在建筑工程领域中，为了达到抗压、抗拔、抗推能力的要求，一般情况是将桩基的长度加大、直径加粗，以通过更大的面积和更大的直径来提高桩基的整体强度和受力能力，这种做法无疑会造成工作量的增加、工效的降低，特别是工程成本的大幅增高。

发明内容

本发明的目的在于根据设计要求和地质条件，通过多种形式的组合变化提供一种变径组合桩，具备较高的抗压、抗拔、抗推能力，并达到提高工效、节约投资、经济环保的效果。

为了实现上述目的，本发明的一种变径组合桩，其特征在于，由2～3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，并以该变径桩身为基础，在变径桩身的周围或桩底选择下述方式之一或者组合：①在周围加设一组水泥土桩；②在桩底端加设载体；③在桩底端加设抗拔载体，从而构成多种变化形式的变径组合桩，以进一步提高桩的抗压、抗拔、抗剪、抗弯的整体性能。

上述变径组合桩的变化形式包括：①由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身；②由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身周围加设一组水泥土桩；③由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身底端加设载体；④由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身底端加设抗拔载体；⑤由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身周围加设一组水泥土桩，变径桩身底端加设载体；⑥由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身周围加设一组水泥土桩，变径桩身底端加设抗拔载体。

上述变径组合桩中，如果变径组合桩周围加设水泥土桩，则先进行该水泥土桩的施工，再进行变径桩身的施工，水泥土桩的施工方法为：以变径桩身的最大直径为圆周，在圆周之外并紧贴圆周依次进行水泥土桩的施工，水泥土桩的外周之间相切或相接，最终形成一组围绕变径桩身的水泥土桩。

上述变径组合桩中，由2～3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身的施工方法为：在桩位处或者在水泥土桩的中心位置，通过锤击、静压、振动的方法之一或者组合沉入第1根护筒至设定深度，在护筒中放置第1根钢筋笼并灌注混凝土后提出护筒，或者通过螺旋钻、旋挖钻直接成孔至设定深度，在桩孔中放置第1根钢筋笼并灌注混凝土，形成第1根钢筋混凝土桩体；然后在第1根钢筋混凝土桩体的中心位置，沉入第2根护筒，该第2根护筒的长度大于且直径小于第1根钢筋笼，在第2根护筒中放置第2根钢筋笼并灌注混凝土后提出第2根护筒，形成第2根钢筋混凝土桩体；如变径桩身还设有第3根钢筋混凝土桩体，则在第2根钢筋混凝土桩体的中心位置，再沉入第3根护筒，该第3根护筒的长度大于且直径小于第2根护筒，在第3根护筒中放置第3根钢筋笼并灌注混凝土后提出第3根护筒，形成第3根钢筋混凝土桩体。

上述变径组合桩中，在桩底端加设载体的施工方法为：在第2根或者第3根护筒沉入到位之后，在放置钢筋笼之前，通过护筒向护筒底端填充加固料，加固料包括水泥、砂、碎石的一种或者几种材料的拌合物，加固料还包括砖或瓦，利用重锤在护筒内的升降运动对加固料进行夯击，经反复填料夯击后以三击贯入度或设计填料量为标准控制密实度，从而在桩端形成由挤密的加固料和影响土体组成的桩端载体。

上述变径组合桩中，在桩底端加设抗拔载体的施工方法为：在第2根或者第3根护筒沉入到位后，在放置钢筋笼之前，通过护筒向护筒底端填充加固料，加固料包括水泥、砂、碎石的一种或者几种材料的拌合物，利用重锤在护筒内的升降运动对加固料进行夯击，经反复填料夯击后在桩端形成由挤密的加固料和影响土体组成的载体，将重锤底端击入载体内一定距离，在护筒内放置钢筋笼，该钢筋笼的底部伸入到载体内，然后在钢筋笼内继续进行填料并以重锤夯击或者直接灌注混凝土，使钢筋笼底端一定长度的钢筋被包裹嵌固在载体内，形成桩端抗拔载体。该抗拔载体与上述载体的区别是，上述载体通过桩端土体的加固密实效果提升竖向抗压承载力，而抗拔载体是通过加大桩端固结土体的面积和钢筋笼与固结土体之间的咬合力，提升桩基的竖向抗拔力。

本发明的变径组合桩的特点和优势在于：①具备极强的抗压、抗拔、抗推能力：第一，由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成变径桩身，桩体的侧面积明显加大，并且其自上而下长度递增且直径递减的结构方式，本身已经具备很强的抗压、抗弯、抗剪能力；第二，其2个或3个钢筋混凝土桩体是通过分层挤扩的方式完成的，并且桩体中包含多层钢筋笼，因此相比同类型普通灌注桩，桩身的刚度和强度有显著提高；第三，在变径桩身外周加设一组水泥土桩，水泥土桩身和周围土体的固结硬化效果，显著提高桩的侧摩阻力和整体强度，并且进一步提高桩的抗水平推力能力；第四，在变径桩身底端制作桩端载体，使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实，桩端受力面积显著增大，并将上部荷载传递到深层土体，从而显著提高桩的竖向承载能力；第五，在变径桩身底端制作桩端抗拔载体，将桩身钢筋固定于载体内部深处，使抗拔载体起到加强桩基抗压和抗拔能力的双重作用。②节约建材，降低成本：在达到相同的抗压、抗拔、抗弯、抗剪能力数值的情况下，该变径组合桩与普通钢筋混凝土桩相比，能够节约混凝土等成型建材40%～80%。③变径组合桩的组合方式多种多样，共有12种组合变化，可根据设计要求和地质条件的具体情况进行相对应的调整，适用范围极其广泛。

附图说明

图1是本发明的变径组合桩的第一组变化组合形式的示意图；图2是本发明的变径组合桩的第二组变化组合形式的示意图；图3是以图1中e所示的变径组合桩为实施例的工序图，图4是以图2中d所示的变径组合桩为实施例的工序图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的变径组合桩的第一组变化形式的示意图，如图1中a所示，变径桩身由2个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减；如图1中b所示，变径桩身由2个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身周围加设一组水泥土桩；如图1中c所示，变径桩身由2个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身底端加设载体；如图1中d所示，变径桩身由2个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身底端加设抗拔载体；如图1中e所示，变径桩身由2个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身周围加设一组水泥土桩，变径桩身底端加设载体；如图1中f所示，变径桩身由2个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身周围加设一组水泥土桩，变径桩身底端加设抗拔载体。

图2是本发明的变径组合桩的第二组变化形式的示意图，如图2中a所示，变径桩身由3个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减；如图2中b所示，变径桩身由3个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身周围加设一组水泥土桩；如图2中c所示，变径桩身由3个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身底端加设载体；如图2中d所示，变径桩身由3个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身底端加设抗拔载体；如图2中e所示，变径桩身由3个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身周围加设一组水泥土桩，变径桩身底端加设载体；如图2中f所示，变径桩身由3个钢筋混凝土桩体组成，桩身自上而下长度递增且直径递减，变径桩身周围加设一组水泥土桩，变径桩身底端加设抗拔载体。

图3是以图1中e所示的变径组合桩为实施例的工序图，已知变径桩身的最大直径为0.9m，首先，如图3中a所示，在直径0.9m的圆周之外并紧贴圆周，采用直径0.4m的螺旋钻1成孔至5m深度，提升螺旋钻1并压灌拌合好的水泥土，形成一根水泥土桩2；然后，如图3中b所示，沿直径0.9m的圆周并以外径相接的方式，按照相同的螺旋钻孔并压灌水泥土的操作，依次施工多根水泥土桩2；然后，如图3中c所示，按照与上述步骤相同的方式继续施工水泥土桩2，直至形成由多根水泥土桩2围绕的内径为0.9m的圆圈；然后，如图3中d所示，在水泥土桩2围绕的圆心位置，沉入第一根护筒3，护筒3的外径为0.9m、长度为7m，且底端带有预制桩尖；然后，如图3中e所示，在第一根护筒3内放置第一根钢筋笼4，钢筋笼4的直径为0.8m、长度为7m，在护筒3内灌注满混凝土后提出护筒3，形成第一根钢筋混凝土桩体5；然后，如图3中f所示，在第一根钢筋混凝土桩体5的中心位置，沉入外径为0.6m、底端带有预制桩尖的第二根护筒6，护筒6的沉入深度为10m；然后，如图3中g所示，向第二根护筒6的底端填充加固料7，加固料7是由水泥和砂加水拌合而成，利用重锤8在护筒6内的升降运动对加固料7进行夯击，经反复填料夯击后以三击贯入度检测密实度，从而在桩底端形成由挤密的加固料7和影响土体9组成的桩端载体；最后，如图3中h所示，在第二根护筒6中放置第二根钢筋笼10，钢筋笼10的直径为0.4m、长度为10m，在护筒6内灌注满混凝土后提出护筒6，形成第二根钢筋混凝土桩体11，最终形成由钢筋混凝土桩体5和11组成的、自上而下长度递增且直径递减的、桩周带有水泥土桩的、桩底带有桩端载体的变径组合桩。

图4是以图2中d所示的变径组合桩为实施例的工序图，首先，如图4中a所示，采用直径1.2m的螺旋钻1成孔至5m深度；然后，如图4中b所示，提升螺旋钻1并同时压灌混凝土2直到地基表面；然后，如图4中c所示，在混凝土2中反插第一根钢筋笼3，钢筋笼3的直径为1.1m、长度为5m，形成第一根钢筋混凝土桩体4；然后，如图4中d所示，在第一根钢筋混凝土桩体4的中心位置，沉入外径为0.9m、长度为8m、底端带有预制桩尖的第二根护筒5，护筒5的沉入深度为7m；然后，如图4中e所示，在第二根护筒5内放置第二根钢筋笼6，钢筋笼6的直径为0.8m、长度为7m，在护筒6内灌注满混凝土后提出护筒6，形成第二根钢筋混凝土桩体7；然后，如图4中f所示，在第二根钢筋混凝土桩体7的中心位置，沉入外径为0.6m、长度为12m，底端带有预制桩尖的第三根护筒8，护筒8的沉入深度为10m；然后，如图4中g所示，向第三根护筒8的底端填充加固料9，加固料9是由水泥和砂加水拌合而成，利用重锤10在护筒8内的升降运动对加固料9进行夯击，经反复填料夯击后形成由挤密的加固料9和影响土体11组成的桩端载体；然后，如图4中h所示，在不填料的情况下将重锤10的底端击入载体内0.4m；然后，如图4中i所示，在护筒8内放置第三根钢筋笼12，钢筋笼12的直径为0.5m、长度为10.4m，钢筋笼12的底部伸入到载体内0.4m；最后，如图4中i所示，在护筒8内灌注混凝土，使钢筋笼12底端有0.4m长的钢筋被混凝土包裹嵌固在载体内，形成桩端抗拔载体，灌注满混凝土后提出护筒8，形成第三根钢筋混凝土桩体13，最终形成由钢筋混凝土桩体4和7和13组成的、自上而下长度递增且直径递减的、桩底带有桩端抗拔载体的变径组合桩。

Claims

1.一种变径组合桩，其特征在于，由2～3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，并以该变径桩身为基础，在变径桩身的周围或桩底选择下述方式之一或者组合：①在周围加设一组水泥土桩；②在桩底端加设载体；③在桩底端加设抗拔载体，从而构成多种变化形式的变径组合桩，以进一步提高桩的抗压、抗拔、抗剪、抗弯的整体性能；具体的施工方法为：在桩位处或者在水泥土桩的中心位置，沉入第1根护筒，在护筒中放置第1个钢筋笼并灌注混凝土后提出护筒，形成第1个钢筋混凝土桩体；然后在第1个钢筋混凝土桩体的中心位置，沉入第2根护筒，该第2根护筒的长度大于且直径小于第1根护筒，在第2根护筒中放置第2个钢筋笼并灌注混凝土后提出第2根护筒，形成第2个钢筋混凝土桩体；如变径桩身还设有第3个钢筋混凝土桩体，则在第2个钢筋混凝土桩体的中心位置，再沉入第3根护筒，该第3根护筒的长度大于且直径小于第2根护筒，在第3根护筒中放置第3个钢筋笼并灌注混凝土后提出第3根护筒，形成第3个钢筋混凝土桩体。

2.如权利要求1所述的变径组合桩，其特征在于，上述变径组合桩的变化形式包括：①由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身；②由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身周围加设一组水泥土桩；③由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身底端加设载体；④由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身底端加设抗拔载体；⑤由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身周围加设一组水泥土桩，变径桩身底端加设载体；⑥由2个或者3个钢筋混凝土桩体组成自上而下长度递增且直径递减的变径桩身，变径桩身周围加设一组水泥土桩，变径桩身底端加设抗拔载体。

3.如权利要求1或2所述的变径组合桩，其特征在于，如果变径组合桩周围加设水泥土桩，则先进行该水泥土桩的施工，再进行变径桩身的施工，水泥土桩的施工方法为：以变径桩身的最大直径为圆周，在圆周之外并紧贴圆周依次进行水泥土桩的施工，水泥土桩的外周之间相切或相接，最终形成一组围绕变径桩身的水泥土桩。

4.如权利要求1或2所述的变径组合桩，其特征在于，在桩底端加设载体的施工方法为：在第2根或者第3根护筒沉入到位之后，在放置钢筋笼之前，通过护筒向护筒底端填充加固料，加固料包括水泥、砂、碎石的一种或者几种材料的拌合物，加固料还包括砖或瓦，利用重锤在护筒内的升降运动对加固料进行夯击，经反复填料夯击后以三击贯入度或设计填料量为标准控制密实度，从而在桩端形成由挤密的加固料和影响土体组成的桩端载体。

5.如权利要求1或2所述的变径组合桩，其特征在于，在桩底端加设抗拔载体的施工方法为：在第2根或者第3根护筒沉入到位后，在放置钢筋笼之前，通过护筒向护筒底端填充加固料，加固料包括水泥、砂、碎石的一种或者几种材料的拌合物，利用重锤在护筒内的升降运动对加固料进行夯击，经反复填料夯击后在桩端形成由挤密的加固料和影响土体组成的载体后，将重锤底端击入载体内一定距离，在护筒内放置钢筋笼，该钢筋笼的底部伸入到载体内，然后在钢筋笼内继续进行填料并以重锤夯击或者直接灌注混凝土，使钢筋笼底端一定长度的钢筋被包裹嵌固在载体内，形成桩端抗拔载体。