CN108385673B - 微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法 - Google Patents

微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108385673B
CN108385673B CN201810211235.3A CN201810211235A CN108385673B CN 108385673 B CN108385673 B CN 108385673B CN 201810211235 A CN201810211235 A CN 201810211235A CN 108385673 B CN108385673 B CN 108385673B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pile
pile body
section
supporting plate
inner pile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810211235.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108385673A (zh
Inventor
陈天镭
王兆辉
柴清
张�杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co Ltd
Original Assignee
Lanzhou Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co Ltd filed Critical Lanzhou Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co Ltd
Priority to CN201810211235.3A priority Critical patent/CN108385673B/zh
Publication of CN108385673A publication Critical patent/CN108385673A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108385673B publication Critical patent/CN108385673B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/48Piles varying in construction along their length, i.e. along the body between head and shoe, e.g. made of different materials along their length

Abstract

本发明公开了一种微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法,属于土木建设工程领域,以解决工程地质情况复杂地基存在的土胀缩病害问题和建筑物在水平荷载作用下变形问题。一种微型上部填充滚珠套管桩,包括外套管、内桩身,外套管内设有内桩身;所述内桩身的上部设有环托板,环托板上设有多层支撑钢珠层;每层支撑钢珠层中的钢珠环绕在内桩身外壁的周围。环托板保持钢珠的位置,钢珠传递外套管与内桩体之间的水平力。本发明与现有技术相比具有以下优点:内桩身能够承担水平荷载作用,抗震性能优越。

Description

微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法
技术领域
本发明属于土木建设工程领域,尤其涉及一种地基复杂,耐久性、沉降要求高的套管桩。
背景技术
我国地域广阔,工程地质情况复杂,膨胀土、盐渍土、湿陷性黄土、冻土广泛分布。近年建筑物地基基础事故频发,建筑物基础易受地基土的沉降、膨胀影响造成巨大的经济损失。基础加固和小型基础工程中,大型设备施工受场地、环境限制,大型机械成孔桩、预制桩等施工困难。国内已申报的套管桩无法有效解决建筑物/构筑物水平力传递问题。
现有的桩能够提高基础抗震能力,无空管腔,解决不了地基土的胀缩问题,工程不能应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种微型上部填充滚珠套管桩;
本发明的另一个目的是提供一种微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法,以解决工程地质情况复杂地基存在的土胀缩病害问题和建筑物在水平荷载作用下变形问题。
本发明采用的技术方案是:一种微型上部填充滚珠套管桩,包括外套管、内桩身,外套管内设有内桩身;所述内桩身的上部设有环托板,环托板上设有多层支撑钢珠层;每层支撑钢珠层中的钢珠环绕在内桩身外壁的周围。环托板保持钢珠的位置,钢珠传递外套管与内桩体之间的水平力。
作为本发明的进一步改进,所述环托板与外套管顶部的距离为1000mm-2000mm。
作为本发明的进一步改进,所述钢珠层中的钢珠的直径为22mm-96mm,钢珠的直径小于内桩身外壁和外套管之间的间隙2-3mm。
作为本发明的进一步改进,所述环托板焊接在内桩身的外壁上,焊脚高6mm-10mm。
作为本发明的进一步改进,套管桩的定桩间距d,一般在1000m—10000m之间。
作为本发明的进一步改进,环托板、支撑钢珠层均采用碳钢。
一种微型上部填充滚珠套管桩的施工方法,包括如下步骤:
(1)、计算单桩竖向承载力;
(2)、计算单桩水平承载力,按下列公式估算单桩水平承载力特征值:
Figure BDA0001597282750000021
式中
α——桩的水平变形系数;
Rha——单桩水平承载力特征值,±号根据桩顶竖向力性质确定,压力取“+”,拉力取“-”;
γm——桩截面模量塑性系数,圆形截面γm=2,矩形截面γm=1.75;
ft——内桩身混凝土抗拉强度设计值;
W0——内桩身换算截面受拉边缘的截面模量,圆形截面为:
Figure BDA0001597282750000022
方形截面为:
Figure BDA0001597282750000023
其中d为桩直径,d0为扣除保护层厚度的桩直径;b为方形截面边长,b0为扣除保护层厚度的桩截面宽度;αE为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
vM——内桩身最大弯距系数,当单桩基础和单排桩基纵向轴线与水平力方向相垂直时,按桩顶铰接考虑;
ρg——内桩身配筋率;
An——内桩身换算截面积,圆形截面为:
Figure BDA0001597282750000024
方形截面为:An=b2[1+(αE-1)ρg]
ζN——桩顶竖向力影响系数,竖向压力取0.5;竖向拉力取1.0;
N——在荷载效应标准组合下桩顶的竖向力(kN);
(3)成孔后沉入外套管,用重锤夯实桩底的持力层,放入内桩,通过定位栓钉引导对正就位;在内桩身的上部设置环托板,环托板上设有多层支撑钢珠层。
本发明外套管选用钢管,管壁光滑,桩侧地基土的沉降、膨胀对桩基的承载力和沉降影响可以忽略不计,本发明可广泛应用在膨胀土、盐渍土、湿陷性黄土、冻胀土、强腐蚀地基、强腐蚀地基土的桩基工程中,解决上层地基土的胀缩形成的正负摩阻力问题,同时能够抵抗水平荷载。适用于严格控制竖向变形的基础。投资小,施工便利,无技术难点。
本发明与现有技术相比具有以下优点:内桩身能够承担水平荷载作用,抗震性能优越。内钢桩、外套管做防腐处理,耐久性良好。
附图说明
图1为一种微型上部填充滚珠套管桩的剖视图;
图2为图1中A-A剖面图;
图3为一种微型上部填充滚珠套管桩的布置图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
图1中示出的是一种固定内桩,包括外套管8、内桩身1、定位栓钉2、内桩底板3、内桩底板加劲板4,外套管8内设有内桩身1,内桩身1的底部设有内桩底板3和内桩底板加劲板4,下端设有一组定位栓钉2。每组定位栓钉2为四个,垂直于外套管8和内桩身1布置,相邻栓钉的夹角为90°。内桩身1壁和外套管8同心平行,之间留25mm-100mm间隙,保证地基土胀缩空间。图中内桩体上部为被支撑结构或构件9。
内桩身1的上部设有环托板10,环托板10上设有多层支撑钢珠层11;每层支撑钢珠层11中的钢珠环绕在内桩身1外壁的周围。
实施例1
本实施例中桩的布置及桩长由具体设计确定。
外套管8选用直径为200—600mm的钢管,内桩身1选用直径100—400mm的钢管桩。定位栓钉、内桩底板、内桩底板加劲板、环托板、钢珠均采用碳钢。
环托板10与外套管8顶部的距离为1000mm-2000mm。钢珠层11中的钢珠的直径为22mm-96mm,钢珠的直径小于内桩身1外壁和外套管8之间的间隙2-3mm。环托板10焊接在内桩身1的外壁上,焊脚高6mm-10mm。
根据实际情况需要,如图3所示,通过计算定桩间距d一般在1000m—10000m之间,地面和被支撑结构或构件9之间架空间距为150mm-1200mm。
第一步、计算单桩竖向承载力
根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定单桩极限承载力标准值。
Quk=Qsk+Qpk=u∑ψsiqsikli+ψpqpkAp
Qsk:总极限侧阻力标准值;
Qpk:总极限端阻力标准值;
qsik:桩侧第i层土极限侧阻力标准值;
qpk:桩极限端阻力标准值;
Ψsi、ψp:端阻力尺寸效应系数;
U:外套管周长;
Quk:单桩竖向承载力;
Li:第i层土的厚度;
Ap:桩端面积;
土类型Ψsi,粘性土、粉土(0.8/D)1/5,砂土、碎石类土(0.8/D)1/3
土类型ψp,粘性土、粉土(0.8/D)1/4,砂土、碎石类土(0.8/D))1/3
注:D-外套管直径。
第二步、计算单桩水平承载力
当缺少单桩水平静载试验资料时,按下列公式估算单桩水平承载力特征值:
Figure BDA0001597282750000041
式中
α——桩的水平变形系数;
Rha——单桩水平承载力特征值,±号根据桩顶竖向力性质确定,压力取“+”,拉力取“-”;
γm——桩截面模量塑性系数,圆形截面γm=2,矩形截面γm=1.75;
ft——内桩身混凝土抗拉强度设计值;
W0——内桩身换算截面受拉边缘的截面模量,圆形截面为:
Figure BDA0001597282750000042
方形截面为:
Figure BDA0001597282750000043
其中d为桩直径,d0为扣除保护层厚度的桩直径;b为方形截面边长,b0为扣除保护层厚度的桩截面宽度;αE为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
vM——内桩身最大弯距系数,按表1(桩顶(身)最大弯矩系数νm和桩顶水平位移系数νx)取值,当单桩基础和单排桩基纵向轴线与水平力方向相垂直时,按桩顶铰接考虑。
表1
Figure BDA0001597282750000051
注:1.铰接(自由)的νM系内桩身的最大弯矩系数,固接的νM系桩顶的最大弯矩系数;
2.当αh>4时取αh=4.0。
ρg——内桩身配筋率;
An——内桩身换算截面积,圆形截面为:
Figure BDA0001597282750000052
方形截面为:An=b2[1+(αE-1)ρg]
ζN——桩顶竖向力影响系数,竖向压力取0.5;竖向拉力取1.0;
N——在荷载效应标准组合下桩顶的竖向力(kN)。
桩的水平变形系数和地基土水平抗力系数可按下列规定确定:
第三步、确定桩的水平变形系数α(1/m)
Figure BDA0001597282750000061
式中m——桩侧土水平抗力系数的比例系数;
b0——内桩身的计算宽度(m);
圆形桩:当直径d≤1m时,b0=0.9(1.5d+0.5);
当直径d>1m时,b0=0.9(d+1);
方形桩:当边宽b≤1m时,b0=1.5b+0.5;
当边宽b>1m时,b0=b+1。
EI——内桩身抗弯刚度;
桩侧土水平抗力系数的比例系数m,宜通过单桩水平静载试验确定,当无静载试验资料时,可按表2(地基土水平抗力系数的比例系数m值)取值。
表2
Figure BDA0001597282750000062
Figure BDA0001597282750000071
注:1.当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高(≥0.65%)时,m值应适当降低;当预制桩的水平向位移小于10mm时,m值可适当提高;
2.当水平荷载为长期或经常出现的荷载时,应将表列数值乘以0.4降低采用。
第四步、通过机械设备或人工成孔5,成孔后沉入外套管8,用重锤夯实桩底7的持力层,放入内桩,桩底间隙可浇筑100mm厚混凝土6固定。通过定位栓钉2引导对正就位,在内桩身1的上部设置环托板10,环托板10上设有多层支撑钢珠层11。

Claims (4)

1.一种微型上部填充滚珠套管桩,包括外套管(8)、内桩身(1),外套管(8)内设有内桩身(1);其特征在于:所述内桩身(1)的上部设有环托板(10),环托板(10)上设有多层支撑钢珠层(11);每层支撑钢珠层(11)中的钢珠环绕在内桩身(1)外壁的周围;所述环托板(10)与外套管(8)顶部的距离为1000mm-2000mm;所述钢珠层(11)中的钢珠的直径为22mm-96mm,钢珠的直径小于内桩身(1)外壁和外套管(8)之间的间隙2-3mm,套管桩的定桩间距为1000m—10000m。
2.根据权利要求1所述的微型上部填充滚珠套管桩,其特征在于:所述环托板(10)焊接在内桩身(1)的外壁上,焊脚高6mm-10mm。
3.根据权利要求1所述的微型上部填充滚珠套管桩,其特征在于:环托板、支撑钢珠层均采用碳钢。
4.权利要求1所述的微型上部填充滚珠套管桩的施工方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)、计算单桩竖向承载力;
(2)、计算单桩水平承载力,按下列公式估算单桩水平承载力特征值:
Figure FDA0002535550440000011
式中
α——桩的水平变形系数;
Rha——单桩水平承载力特征值,±号根据桩顶竖向力性质确定,压力取“+”,拉力取“-”;
γm——桩截面模量塑性系数,圆形截面γm=2,矩形截面γm=1.75;
ft——内桩身混凝土抗拉强度设计值;
W0——内桩身换算截面受拉边缘的截面模量,圆形截面为:
Figure FDA0002535550440000012
方形截面为:
Figure FDA0002535550440000021
其中d为桩直径,d0为扣除保护层厚度的桩直径;b为方形截面边长,b0为扣除保护层厚度的桩截面宽度;αE为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
vM——内桩身最大弯距系数,当单桩基础和单排桩基纵向轴线与水平力方向相垂直时,按桩顶铰接考虑;
ρg——内桩身配筋率;
An——内桩身换算截面积,圆形截面为:
Figure FDA0002535550440000022
方形截面为:An=b2[1+(αE-1)ρg]
ζN——桩顶竖向力影响系数,竖向压力取0.5;竖向拉力取1.0;
N——在荷载效应标准组合下桩顶的竖向力(kN);
(3)成孔后沉入外套管,用重锤夯实桩底的持力层,放入内桩,通过定位栓钉引导对正就位;在内桩身的上部设置环托板,环托板上设有多层支撑钢珠层。
CN201810211235.3A 2018-03-14 2018-03-14 微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法 Active CN108385673B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810211235.3A CN108385673B (zh) 2018-03-14 2018-03-14 微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810211235.3A CN108385673B (zh) 2018-03-14 2018-03-14 微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108385673A CN108385673A (zh) 2018-08-10
CN108385673B true CN108385673B (zh) 2020-09-04

Family

ID=63067441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810211235.3A Active CN108385673B (zh) 2018-03-14 2018-03-14 微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108385673B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108951615A (zh) * 2018-09-29 2018-12-07 兰州有色冶金设计研究院有限公司 钢筋混凝土套管桩及其施工方法
CN109235481A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 青海省地质环境监测总站 一种用于输电线路直柱基础防止冻拔的施工方法
CN109457698A (zh) * 2018-12-21 2019-03-12 兰州有色冶金设计研究院有限公司 消除胀缩土层摩擦力的套管预制桩及其施工方法
CN109695242A (zh) * 2018-12-21 2019-04-30 兰州有色冶金设计研究院有限公司 消除胀缩土层摩擦力的预制桩及其施工方法
CN109653262B (zh) * 2019-01-22 2020-10-16 浙江大学 一种可用于测定桩阻力及评估内部土塞的多层套管开口桩
CN112627223A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 一种双壳单桩基础及其安装方法
CN113136859B (zh) * 2021-04-23 2022-03-08 兰州有色冶金设计研究院有限公司 一种微型可调式钢内桩套管桩
CN113502812B (zh) * 2021-08-24 2022-05-03 重庆大学 一种隔离式抗冻融循环桩及其设计方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3145669B2 (ja) * 1997-11-07 2001-03-12 アプライドリサーチ株式会社 2重杭による杭基礎
DE19834022A1 (de) * 1998-07-28 2000-02-03 Krupp Foerdertechnik Gmbh Stützwand für Tagebaue
ES2176108B1 (es) * 2000-12-19 2004-01-16 Senal Angel Castillo Sistema constructivo de cimentaciones con placas antisismicas.
CN100443670C (zh) * 2006-07-13 2008-12-17 区国雄 外套式沉管灌注桩制造方法
CN203373762U (zh) * 2013-07-05 2014-01-01 常州工程职业技术学院 一种抗震地基
WO2015147675A1 (ru) * 2014-03-28 2015-10-01 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ" Свайный фундамент для обустройства опор воздушной линии электропередачи
CN204803928U (zh) * 2015-07-21 2015-11-25 中铁隧道集团有限公司 一种大直径超长试验桩消阻套筒
CN205676877U (zh) * 2016-05-10 2016-11-09 中建筑港集团有限公司 一种软基处理设备的导向装置
CN206538762U (zh) * 2017-02-08 2017-10-03 中国建筑第八工程局有限公司 工程桩试桩消摩阻双护筒装置
CN206529765U (zh) * 2017-02-14 2017-09-29 常娟娟 一种土木建筑桩
CN106948357A (zh) * 2017-04-28 2017-07-14 高创建设股份有限公司 复合地基基础
CN107288127A (zh) * 2017-08-09 2017-10-24 兰州有色冶金设计研究院有限公司 微型可调式钢内桩套管桩及其施工方法
CN207092083U (zh) * 2017-08-09 2018-03-13 兰州有色冶金设计研究院有限公司 微型固定式钢内桩套管桩

Also Published As

Publication number Publication date
CN108385673A (zh) 2018-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108385673B (zh) 微型上部填充滚珠套管桩及其施工方法
CN201148621Y (zh) 微型抗滑桩组合结构
CN102535263B (zh) 桩网复合结构的路基及其构建方法
CN204491626U (zh) 拉森钢板桩与预应力锚杆组合的基坑围护结构
CN102926400B (zh) 一种组合挡土墙结构及其施工方法
CN106759376A (zh) 用于临近既有地下结构的基坑桩锚支护体系及其施工方法
CN208152052U (zh) 一种可控变形的钢板桩基坑支护结构
CN104532868A (zh) 高陡变形斜坡区桥梁锚拉式高承台群桩基础修建方法
CN111456081A (zh) 一种桩基挡墙结构及施工方法
CN103290846A (zh) 防止静压预制管桩上浮施工方法
CN208472592U (zh) 紧邻深基坑桥梁摩擦桩的钢管桩加固构造
CN107059856A (zh) 先张法预应力混凝土多孔空心生态桩及其施工方法
CN204151798U (zh) 一种钢骨混凝土抗滑桩结构
CN106758759A (zh) 一种用于深水裸岩河床的栈桥桩基及其锚固方法
CN113216215A (zh) 一种复杂环境下深沟槽支护逆作施工方法
CN108360535A (zh) 基于排桩与内支撑的基坑支护结构及其施工方法
CN209538174U (zh) 消除胀缩土层摩擦力的套管预制桩
CN208167770U (zh) 装配式钻孔墩基础
CN204059361U (zh) 一种采用抗拔phc管桩做立柱的支撑结构
CN206477240U (zh) 一种用于深水裸岩河床的栈桥桩基
CN105649106A (zh) 钢管骨肋的挡土墙结构及其施工方法
CN102134856B (zh) 一种塔机基础
CN213016369U (zh) 预埋钢板抗横椭圆变形盾构隧道加固结构
CN214530638U (zh) 一种多轴搅拌劲性复合桩
CN111676740B (zh) 路堑地段无砟轨道抗上拱路基结构的施工及设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant