CN109898505B - 软弱地层中具有补强结构的复合管桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软弱地层中具有补强结构的复合管桩，解决了现有预应力管桩抗水平剪力弱的问题。在第一节管桩桩节（1）的管壁上加工有浆液扩散孔（5），在第一节灌浆管（6）上套接有上方套接卡盘（7）和下方套接卡盘（9），在上方套接卡盘（7）的外圆上等间隔弧度地设置有钢棒上卡接缺口（8），绑扎有钢棒（12）的第一节灌浆管（6）设置在第一节管桩桩节的内腔中，第一节管桩桩节设置在砂土层的软弱地基基坑中，在第一节灌浆管内灌注有1:1的水泥浆液（15），在第一节管桩桩节的内腔中形成有以钢棒（12）为骨架的上下一体的水泥柱体，在第一节管桩桩节（1）的管桩外壁周围形成有水泥浆凝固体（16）。抗侧滑移能力强，施工速度快。

Description

软弱地层中具有补强结构的复合管桩

技术领域

本发明涉及一种预应力管桩（俗称PHC桩），特别涉及一种在砂层、卵石层等软弱地基地层中设置的可大幅度提高水平抗剪能力的预应力管桩（PHC桩）。

背景技术

构筑物的桩基一般要设置在基岩持力层之上；当基岩持力层较深,构筑物桩基无法达到基岩持力层时，一般采用预应力管桩（PHC桩）作为构筑物的桩基；预应力管桩（PHC）主要靠桩身外壁与土层之间的摩擦力来作为上部荷载的承载力；在基坑施工中,若构筑物的桩基无法达到基岩持力层，而基坑地层为砂层或卵石层等软弱地层时，一般要对软弱地基进行标准灌装试验（即SPT实验），测取标准贯入击数（N）；当软弱地基为砂土层时，其标准贯入击数（N）测量值在30以下，当软弱地基为砂土层时，其标准贯入击数（N）测量值在20以下时，需要对基坑地层进行高密度预应力管桩的布设，以使基坑地基达到承载力特征值的要求；现有的高密度预应力管桩布设的施工方法，存在管桩使用量大和整体承载力较差的问题，特别是存在各桩之间存在侧向摩擦阻力系数较小，其抵抗水平剪力的能力很弱的缺陷；此外，在每根预应力管节的顶端和底端，均设置有铸铁密封盖，相接的两管节之间是通过环形焊接连接在一起的，即上一管节的底端铸铁密封盖与下一管节的顶端铸铁密封盖通过焊接连接在一起，管节的依次焊接连接组成整个预应力管桩，两相邻的管节的结合力是靠环向焊缝来传递承载力的，当上、下两管节受到了不同方向的水平剪力作用时，很容易出现断桩现象，整个预应力管桩的水平抗剪能力较弱。

发明内容

本发明提供了一种软弱地层中具有补强结构的复合管桩，解决了现有预应力管桩抗水平剪力弱的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思：在现有的预应力管桩（PHC）的管壁上设置浆液扩散孔；在预应力管桩（PHC）顶部铸铁密封盖上和底部铸铁密封盖上开孔，当预应力管桩打入地基后，将灌浆管放入到预应力管桩的内腔底部，在灌浆管外侧壁四周绑箍多个规格相同的钢棒，钢棒随灌浆管进入到预应力管桩的空腔内，将钢棒做为管桩内的加固筋，通过灌浆管灌入1:1水泥浆，水泥浆通过管桩侧壁浆液扩散孔进入到管桩周围的砂层或卵石层中后形成水泥浆加固体，即解决了砂层或软石层对桩体承载力弱的问题，与此同时，在各桩节内部之间会形成一个至上而下的整体水泥浆凝固体，大大提高了整个预应力管桩的抗剪能力。

一种软弱地层中具有补强结构的复合管桩，包括砂土层的软弱地基基坑、第一节管桩桩节、第一节灌浆管和钢棒，在第一节管桩桩节的管壁上加工有浆液扩散孔，浆液扩散孔是以梅花形布设在管壁上的；在第一节灌浆管上套接有上方套接卡盘和下方套接卡盘，在上方套接卡盘的外圆上等间隔弧度地设置有钢棒上卡接缺口，在下方套接卡盘的外圆上等间隔弧度地设置有钢棒下卡接缺口，在钢棒上卡接缺口与钢棒下卡接缺口之间卡接有钢棒，绑扎有钢棒的第一节灌浆管设置在第一节管桩桩节的内腔中，第一节管桩桩节设置在砂土层的软弱地基基坑中，在第一节灌浆管内灌注有1:1的水泥浆液，在第一节管桩桩节的内腔中形成有以钢棒为骨架的上下一体的水泥柱体，在第一节管桩桩节的管桩外壁周围形成有水泥浆凝固体。

在第一节灌浆管的灌浆管侧壁上设置有扩浆孔，在扩浆孔上套接橡胶箍圈；在第一节管桩桩节的顶端铸铁密封盖上设置有第一节管桩桩节顶端通孔，在第二节管桩桩节的底端铸铁密封盖上设置有第二节管桩桩节底端通孔，在第一节管桩桩节的顶端铸铁密封盖上焊接有第二节管桩桩节，第二节管桩桩节底端通孔是与第一节管桩桩节顶端通孔连通在一起的。

本发明解决了现有管桩在砂层或卵石层中抵抗横向剪切力弱的缺陷，增大了预应力管桩的桩体与周围土体间的侧向摩擦力；本发明结构将管桩所承受的各种作用力能及时传递到砂土层或卵石层中，增加管桩截面抗弯性能，抗侧滑移能力强，施工速度快，工艺简单，质量稳定性好。

附图说明

图1.本发明的结构示意图；

图2.本发明的管桩桩节的结构示意图；

图3.本发明的灌浆管6与套接卡盘之间的连接关系示意图；

图4.本发明的灌浆管与钢棒之间的连接关系图；

图5.本发明在未灌浆时管桩、灌浆管与钢棒之间的配合关系图；

图6.本发明在灌浆后管桩、灌浆管与钢棒之间的结构示意图；

图7.是图6中的A-A项剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种软弱地层中具有补强结构的复合管桩，包括砂土层的软弱地基基坑、第一节管桩桩节1、第一节灌浆管6和钢棒12，在第一节管桩桩节1的管壁上加工有浆液扩散孔5，浆液扩散孔5是以梅花形布设在管壁上的；在第一节灌浆管6上套接有上方套接卡盘7和下方套接卡盘9，在上方套接卡盘7的外圆上等间隔弧度地设置有钢棒上卡接缺口8，在下方套接卡盘9的外圆上等间隔弧度地设置有钢棒下卡接缺口10，在钢棒上卡接缺口8与钢棒下卡接缺口10之间卡接有钢棒12，绑扎有钢棒12的第一节灌浆管6设置在第一节管桩桩节1的内腔中，第一节管桩桩节1设置在砂土层的软弱地基基坑中，在第一节灌浆管6内灌注有1:1的水泥浆液15，在第一节管桩桩节的内腔中形成有以钢棒12为骨架的上下一体的水泥柱体，在第一节管桩桩节1的管桩外壁周围形成有水泥浆凝固体16；本发明是将传统的由各节空心的焊接连接在一起的管桩桩节，改造成彼此贯通的一个整体管桩，并将注浆管下放入整体管桩的空腔中，对管桩内腔进行注浆，并以灌浆管为支撑，将骨架钢筋放入管桩内腔中，在管桩空腔中注入水泥浆，形成管桩内上下一体的带钢筋骨架的凝固体，从而加大管桩的抗水平剪切力的能力，水泥浆通过管桩壁上的浆液扩散孔5扩散到砂层中，形成水泥浆凝固体16，也起到了增大管桩承载力的作用。

在第一节灌浆管6的灌浆管侧壁上设置有扩浆孔11，在扩浆孔11上套接橡胶箍圈17；在第一节管桩桩节1的顶端铸铁密封盖3上设置有第一节管桩桩节顶端通孔4，在第二节管桩桩节的底端铸铁密封盖上设置有第二节管桩桩节底端通孔，在第一节管桩桩节1的顶端铸铁密封盖3上焊接有第二节管桩桩节，第二节管桩桩节底端通孔是与第一节管桩桩节顶端通孔4连通在一起的。

一种软弱地层中具有补强结构的复合管桩的施作方法，包括以下步骤：

第一步、取第一节灌浆管6，在第一节灌浆管6的灌浆管侧壁上设置有扩浆孔11，在扩浆孔11上套接橡胶箍圈17，并制作上方套接卡盘7和下方套接卡盘9，在上方套接卡盘7的外圆上等间隔弧度地加工出钢棒上卡接缺口8，在下方套接卡盘9的外圆上等间隔弧度的加工出钢棒下卡接缺口10，将上方套接卡盘7套接安装在第一节灌浆管6的上部，将下方套接卡盘9套接安装在第一节灌浆管6的下部；

第二步、在上方套接卡盘7的钢棒上卡接缺口8与下方套接卡盘9的钢棒下卡接缺口10之间卡接第一节钢棒12，用上橡胶抱箍13和下橡胶抱箍14，将四个卡入的第一节钢棒12与第一节灌浆管6捆绑固定在一起；

第三步、重复第一步和第二步的步骤，制作出多节绑扎有钢棒的灌浆管，将它们固定连接成一个整体，即将各节灌浆管焊接连接成一个与整个管桩等高的灌浆管，将上下对应的钢棒焊接在一起，组成四根与整个管桩等高的钢棒；

第四步、在预应力管桩的每根桩节的管壁上加工出浆液扩散孔5，浆液扩散孔5是以梅花形布设在管壁上的；

第五步、将第一节管桩桩节1锤击打入基坑的砂土层中，使第一节管桩桩节1的顶端铸铁密封盖3露出在地面上，然后，在顶端铸铁密封盖3上加工出第一节管桩桩节顶端通孔4；

第六步、在第二节管桩桩节的底端铸铁密封盖上加工出第二节管桩桩节底端通孔，将开孔后的第二节管桩桩节的底端铸铁密封盖焊接在第一节管桩桩节1的顶端铸铁密封盖3上，使第二节管桩桩节底端通孔与第一节管桩桩节顶端通孔4连通在一起；

第七步、将第二节管桩桩节锤击打入基坑的砂土层中，使第二节管桩桩节的顶端铸铁密封盖露出地面，然后，在第二节管桩桩节的顶端铸铁密封盖上加工出第二节管桩桩节顶端通孔；

第八步、重复第六步和第七步步骤，依次将各节管桩桩节打入到基坑砂土层中，直至整个管桩打人深度达到设计深度为止；

第九步、将第三步捆绑有整体钢棒的灌浆管6，通过最上一节管桩桩节顶端铸铁密封盖上加工出的上通孔，放入到整个管桩的空腔中，使灌浆管6的下端管口放置在第一节管桩桩节1的底端铸铁密封盖2上；

第十步、将灌浆料斗放到灌浆管6的顶端口上，将1:1的水泥浆液15，通过灌浆管6灌入到整体灌浆管内，水泥浆液15通过灌浆孔6的底端进入到管桩空腔中；随着灌浆管6内的压力的增加，使灌浆管侧壁上的扩浆孔11上的橡胶箍圈17膨胀，使水泥浆液15通过扩浆孔11再次扩散到管桩空腔中；当预应力管桩内腔充满水泥浆液15后，随着灌浆管6内的浆液压力的进一步增加，水泥浆液15通过管桩桩节上的浆液扩散孔5扩散到管桩外侧的砂石层中，形成水泥浆凝固体16；

第十一步、灌浆结束后，抽拔出灌浆管6；在整体管桩内腔中形成以四根钢棒12为骨架的上下一体的水泥柱体，在管桩外壁周围形成水泥浆凝固体16。

Claims (2)

1.一种软弱地层中具有补强结构的复合管桩，包括砂土层的软弱地基基坑、第一节管桩桩节（1）、第一节灌浆管（6）和钢棒（12），其特征在于，在第一节管桩桩节（1）的管壁上加工有浆液扩散孔（5），浆液扩散孔（5）是以梅花形布设在管壁上的；在第一节灌浆管（6）上套接有上方套接卡盘（7）和下方套接卡盘（9），在上方套接卡盘（7）的外圆上等间隔弧度地设置有钢棒上卡接缺口（8），在下方套接卡盘（9）的外圆上等间隔弧度地设置有钢棒下卡接缺口（10），在钢棒上卡接缺口（8）与钢棒下卡接缺口（10）之间卡接有钢棒（12），绑扎有钢棒（12）的第一节灌浆管（6）设置在第一节管桩桩节（1）的内腔中，第一节管桩桩节（1）设置在砂土层的软弱地基基坑中，在第一节灌浆管（6）内灌注有1:1的水泥浆液（15），在第一节管桩桩节的内腔中形成有以钢棒（12）为骨架的上下一体的水泥柱体，在第一节管桩桩节（1）的管桩外壁周围形成有水泥浆凝固体（16）。

2.根据权利要求1所述的一种软弱地层中具有补强结构的复合管桩，其特征在于，在第一节灌浆管（6）的灌浆管侧壁上设置有扩浆孔（11），在扩浆孔（11）上套接橡胶箍圈（17）；在第一节管桩桩节（1）的顶端铸铁密封盖（3）上设置有第一节管桩桩节顶端通孔（4），在第二节管桩桩节的底端铸铁密封盖上设置有第二节管桩桩节底端通孔，在第一节管桩桩节（1）的顶端铸铁密封盖（3）上焊接有第二节管桩桩节，第二节管桩桩节底端通孔是与第一节管桩桩节顶端通孔（4）连通在一起的。