CN107268610A - 一种局部减摩阻桩基结构及其施工方法 - Google Patents

一种局部减摩阻桩基结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种局部减摩阻桩基结构及其施工方法，涉及倾斜断层地质条件下的工程建设技术领域。该桩基结构包括护筒、桩基、钢筋混凝土护壁，钢筋混凝土护壁浇筑在桩孔的孔壁上，护筒位于钢筋混凝土护壁内，且护筒与钢筋混凝土护壁的轴线重合，护筒的下端穿过断层帯，桩孔上部孔径大于桩孔下部孔径，护筒的下端位于桩孔孔径的分界处，护筒与护筒外侧的钢筋混凝土护壁存在间隙，护筒与钢筋混凝土护壁的间隙间填充有中粗砂，桩基依次分别浇筑在桩孔下部的钢筋混凝土护壁内和护筒内。本发明阻断桩基桩周传递给滑体的摩阻力，降低滑体承受的荷载，从而提高边坡的抗滑移安全稳定性。

Description

一种局部减摩阻桩基结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及倾斜断层地质条件下的工程建设技术领域，具体是涉及一种局部减摩阻桩基结构及其施工方法，适用于需要降低断层面以上潜在滑动体竖向荷载的永久或临时桩基础。
背景技术
倾斜断层地质条件下易发育潜在滑动面，常规桩基结构整个桩基荷载通过桩周摩阻力和桩端承压传递给与桩基接触的岩面，但在桩基加载后，断层面以上的岩体受桩周传递的荷载之后，其倾斜岩面的滑动力增大，岩层抗滑移稳定系数会随着荷载的增加而不断降低，对工程结构安全带来隐患。因此，研究一种适用于倾斜断层地质条件下的桩基结构具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种局部减摩阻桩基结构及其施工方法，它解决的问题是阻断桩基桩周传递给滑体的摩阻力，降低滑体承受的荷载，从而提高边坡的抗滑移安全稳定性。
本发明提供一种局部减摩阻桩基结构，该桩基结构包括护筒、桩基、钢筋混凝土护壁，所述钢筋混凝土护壁浇筑在桩孔的孔壁上，所述护筒位于钢筋混凝土护壁内，且护筒与钢筋混凝土护壁的轴线重合，所述护筒的下端穿过断层帯，所述桩孔上部孔径大于桩孔下部孔径，所述护筒的下端位于桩孔孔径的分界处，所述护筒与护筒外侧的钢筋混凝土护壁存在间隙，所述护筒与钢筋混凝土护壁的间隙间填充有中粗砂，所述桩基依次分别浇筑在桩孔下部的钢筋混凝土护壁内和护筒内。
在上述技术方案的基础上，所述护筒的内径与浇筑在桩孔下部的桩基的直径相同。
在上述技术方案的基础上，所述护筒外表面喷有减摩层。
在上述技术方案的基础上，所述护筒的外表面还设置有防腐涂层，所述防腐涂层位于减摩层的内侧，所述减摩层为特氟龙涂层，所述防腐涂层为环氧富锌底漆。
在上述技术方案的基础上，所述桩基内设置有钢筋笼。
本发明还提供一种局部减摩阻桩基结构的施工方法，该施工方法包括如下步骤：
S1.成孔作业：分段开挖成孔，使桩孔上部的孔径大于桩孔下部的孔径，桩孔孔径的分界处位于断层帯以下，保证断层帯以下的桩孔的长度能满足桩基承载力要求，随开挖过程逐段施工钢筋混凝土护壁；
S2.护筒制造：在工厂内分节制造护筒，护筒外表面喷减摩层；
S3.安装护筒：吊机配合安装护筒入孔，护筒节段之间采用开坡口熔透对接焊缝，护筒下端穿过断层帯，并使护筒下端位于桩孔孔径的分界处；
S4.制作并安装钢筋笼：在车间内分节段制作钢筋笼，现场吊机配合安装，各段钢筋笼之间采用直螺纹套筒连接；
S5.浇筑护筒以下混凝土：搭设浇筑平台，安装导管及漏斗、浇筑混凝土，采用插入式振捣棒振捣，当混凝土灌注至护筒底口时，暂停灌注；
S6.护筒与钢筋混凝土护壁之间填隔离层：在桩孔内混凝土面到达护筒底口时，开始同步在护筒与钢筋混凝土护壁之间填隔离层，即在护筒与钢筋混凝土护壁之间填入中粗砂至护筒顶面高度；
S7.继续浇筑混凝土至桩顶：继续采用浇筑混凝土至桩顶标高，清理桩头浮浆并抹平，形成桩基；
S8.桩基达到设计强度后，施工桩顶上部结构，实现桩基加载，在桩基加载过程中，中粗砂形成的隔离层和减摩层发挥作用。
在上述技术方案的基础上，所述步骤S1中，桩孔上部的孔径应比设计有效桩径大0.2m～0.3m。
在上述技术方案的基础上，所述步骤S2中，护筒外表面应先设防腐涂层后，再喷减摩层。
在上述技术方案的基础上，所述步骤S3中，护筒的下端穿过断层帯的长度不小于1m。
在上述技术方案的基础上，所述步骤S5中，当混凝土灌注至护筒底口以上0.2m时，暂停灌注。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明是一种对桩周局部区段减小和阻断桩周摩阻力传递途径的新型桩基结构型式，实现在桩基加载过程中的局部减摩阻功能。在常规桩基础的基础上，将倾斜断层帯以上的岩体与桩周采取了隔离措施，在护筒与钢筋混凝土护壁存在间隙之间填充中粗砂形成的隔离层，在护筒外表面喷减摩层，使桩基竖向荷载直接传递到断层帯以下。
本发明使断层帯以上的岩体竖向荷载增加量减小，防止了断层面以上岩体滑动稳定系数的降低，解决了倾斜断层地质条件下，桩基竖向荷载造成边坡稳定系数降低，需要大幅投入抗滑桩等措施进行边坡预整治的难题，保证了结构安全，降低了工程风险和施工投入。
而且，本发明避免了采用常规桩基结构，抗滑稳定系数不足时，要对滑体采取整治措施，增加大量投入，耗费大量时间，成本投入大的缺点。同时，本发明不仅经济性好，而且能保证桩基结构安全。
附图说明
图1是本发明实施例局部减摩阻桩基结构的结构示意图。
图2为图1中A的放大结构示意图。
图中，1-护筒，2-桩基，3-断层帯，4-减摩层，5-中粗砂，6-钢筋混凝土护壁。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供一种局部减摩阻桩基结构，该桩基结构包括护筒1、桩基2、钢筋混凝土护壁6，钢筋混凝土护壁6浇筑在桩孔的孔壁上，护筒1位于钢筋混凝土护壁6内，且护筒1与钢筋混凝土护壁6的轴线重合，护筒1的下端穿过断层帯3，桩孔上部的孔径大于桩孔下部的孔径，护筒1的下端位于桩孔孔径的分界处，护筒1与护筒1外侧的钢筋混凝土护壁6存在间隙，护筒1与钢筋混凝土护壁6的间隙间填充有中粗砂5，使桩基2竖向荷载直接传递到断层帯3以下。桩基2分两次分别浇筑在桩孔下部的钢筋混凝土护壁6内和护筒1内，桩基2内设置有钢筋笼。其中，护筒1的下端位于桩孔孔径的分界处，因为仅有断层帯3滑动面以上区段的摩阻力影响边坡稳定，断层帯3滑动面以下无影响，护筒1并未到桩孔底部，降低了成本。
参见图2所示，护筒1的内径与浇筑在桩孔下部的桩基2的直径相同。即桩基2在桩孔内的桩径相等，桩基2的直径与护筒1的内径相等。其中，护筒1外表面设置有减摩层4和防腐涂层，防腐涂层位于减摩层4内侧。实际应用中，减摩层4可选用特氟龙涂层，防腐涂层可选用环氧富锌底漆，其他的减摩材料和防腐材料也可适用
参见图1和图2所示，本发明还提供一种局部减摩阻桩基结构的施工方法，包括如下步骤：
S1.成孔作业：分段开挖成孔，桩孔上部的孔径大于桩孔下部的孔径，桩孔孔径的分界处位于断层带3以下，保证断层帯3以下的桩孔的长度能满足桩基承载力要求，随开挖过程逐段施工钢筋混凝土护壁6，桩孔上部的孔径应比设计有效桩径大0.2m～0.3m。
S2.护筒制造：在工厂内分节制造钢护筒1，护筒1外表面应先设防腐涂层后，再喷减摩层4。
S3.安装护筒：吊机配合安装护筒1入孔，护筒1节段之间采用开坡口熔透对接焊缝，护筒1下端穿过断层帯3，护筒1的下端穿过断层帯3的长度不小于1m。
S4.制作并安装钢筋笼：在车间内分节段制作钢筋笼，现场吊机配合安装，各段钢筋笼之间采用直螺纹套筒连接。
S5.浇筑护筒1以下混凝土：搭设浇筑平台，安装导管及漏斗、浇筑混凝土，采用插入式振捣棒振捣，当混凝土灌注至护筒1底口以上0.2m时，暂停灌注。
S6.护筒1与钢筋混凝土护壁6之间填隔离层：在桩孔内混凝土面到达护筒1底口时，开始同步在护筒1与钢筋混凝土护壁6之间填隔离层，在护筒1与钢筋混凝土护壁6之间填入中粗砂5至护筒1顶面高度。
S7.继续浇筑混凝土至桩顶：继续采用浇筑混凝土至桩顶标高，清理桩头浮浆并抹平，形成桩基2。
S8.桩基2达到设计强度后，施工桩顶上部结构，实现桩基2加载，在桩基2加载过程中，中粗砂5形成的隔离层和减摩层4发挥作用。
其中，所述步骤S3中，护筒1的下端穿过断层帯3的长度不小于1m，护筒1的下端穿过断层帯3能够起到一定的抗滑作用。由于地质情况存在局部差异，断层帯3滑动面探测位置不是100％准确，上下会稍有偏差。通过试验检测，发明护筒1的下端穿过断层帯3的长度不小于1m时，桩基结构的抗滑移效果即可达到。所述步骤S1中，视具体地质情况，可采用人工开挖、旋挖钻开挖或其它成孔方式。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种局部减摩阻桩基结构，其特征在于：包括护筒(1)、桩基(2)、钢筋混凝土护壁(6)，所述钢筋混凝土护壁(6)浇筑在桩孔的孔壁上，所述护筒(1)位于钢筋混凝土护壁(6)内，且护筒(1)与钢筋混凝土护壁(6)的轴线重合，所述护筒(1)的下端穿过断层帯(3)，所述桩孔上部孔径大于桩孔下部孔径，所述护筒(1)的下端位于桩孔孔径的分界处，所述护筒(1)与护筒(1)外侧的钢筋混凝土护壁(6)存在间隙，所述护筒(1)与钢筋混凝土护壁(6)的间隙间填充有中粗砂(5)，所述桩基(2)依次分别浇筑在桩孔下部的钢筋混凝土护壁(6)内和护筒(1)内。
2.如权利要求1所述的局部减摩阻桩基结构，其特征在于：所述护筒(1)的内径与浇筑在桩孔下部的桩基(2)的直径相同。
3.如权利要求1所述的局部减摩阻桩基结构，其特征在于：所述护筒(1)外表面喷有减摩层(4)。
4.如权利要求3所述的局部减摩阻桩基结构，其特征在于：所述护筒(1)的外表面还设置有防腐涂层，所述防腐涂层位于减摩层(4)的内侧，所述减摩层(4)为特氟龙涂层，所述防腐涂层为环氧富锌底漆。
5.如权利要求1至4中任一项所述的局部减摩阻桩基结构，其特征在于：所述桩基(2)内设置有钢筋笼。
6.一种用于权利要求1所述的局部减摩阻桩基结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.成孔作业：分段开挖成孔，使桩孔上部的孔径大于桩孔下部的孔径，桩孔孔径的分界处位于断层帯(3)以下，保证断层帯(3)以下的桩孔的长度能满足桩基承载力要求，随开挖过程逐段施工钢筋混凝土护壁(6)；
S2.护筒制造：在工厂内分节制造护筒(1)，护筒(1)外表面喷减摩层(4)；
S3.安装护筒：吊机配合安装护筒(1)入孔，护筒(1)节段之间采用开坡口熔透对接焊缝，护筒(1)下端穿过断层帯(3)，并使护筒(1)下端位于桩孔孔径的分界处；
S4.制作并安装钢筋笼：在车间内分节段制作钢筋笼，现场吊机配合安装，各段钢筋笼之间采用直螺纹套筒连接；
S5.浇筑护筒(1)以下混凝土：搭设浇筑平台，安装导管及漏斗、浇筑混凝土，采用插入式振捣棒振捣，当混凝土灌注至护筒(1)底口时，暂停灌注；
S6.护筒(1)与钢筋混凝土护壁(6)之间填隔离层：在桩孔内混凝土面到达护筒(1)底口时，开始同步在护筒(1)与钢筋混凝土护壁(6)之间填隔离层，即在护筒(1)与钢筋混凝土护壁(6)之间填入中粗砂(5)至护筒(1)顶面高度；
S7.继续浇筑混凝土至桩顶：继续采用浇筑混凝土至桩顶标高，清理桩头浮浆并抹平，形成桩基(2)；
S8.桩基(2)达到设计强度后，施工桩顶上部结构，实现桩基(2)加载，在桩基(2)加载过程中，中粗砂(5)形成的隔离层和减摩层(4)发挥作用。
7.如权利要求6所述的局部减摩阻桩基结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，桩孔上部的孔径应比设计有效桩径大0.2m～0.3m。
8.如权利要求6所述的局部减摩阻桩基结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，护筒(1)外表面应先设防腐涂层后，再喷减摩层(4)。
9.如权利要求6所述的局部减摩阻桩基结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S3中，护筒(1)的下端穿过断层帯(3)的长度不小于1m。
10.如权利要求6所述的局部减摩阻桩基结构的施工方法，其特征在于：所述步骤S5中，当混凝土灌注至护筒(1)底口以上0.2m时，暂停灌注。
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