CN110004907A - 微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法及其结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型钢管桩‑沉管砂石桩联合地基加固的施工方法及其结构。该联合地基加固结构包括若干加固孔；每一个加固孔内，均设置有一根微型钢管，微型钢管与加固孔同轴设置；加固孔内壁与微型钢管外壁之间设置有环形砂石桩；微型钢管的管壁具有若干出浆孔；水泥砂浆通过注浆管注入微型钢管后，能够通过出浆孔渗入环形砂石桩的缝隙；微型钢管及其内的水泥砂浆凝固形成钢管桩，微型钢管外部的砂石桩通过砂石缝隙中渗入的水泥砂浆凝固成水泥砂石桩；水泥砂石桩与包裹在其中的钢管桩，共同组成联合加固桩。由此可知，本发明可形成刚性桩与柔性桩联合加固体，既能挤密地基土以显著改善其性状，又能显著提高加固体的承载力，从而增强加固效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种地基处理技术及其施工方法，尤其是一种微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法及其结构。
背景技术
对于松散砂土、杂填土、素填土等地基，土质疏松，不能直接进行工程建设，需采用适当的方式进行地基处理。该类地基处理的思路是增大地基土的密实度，进而提高承载力并减小沉降量。常采用的处理方法包括碾压、强夯及挤密法(如碎石桩及砂石桩等)等，其中，碾压法处理深度较浅，强夯法受到场地环境的限制，砂石桩等挤密法施工速度快、质量有保证且处理后的土质均匀。但由于挤密法所形成的砂石桩等属于无粘结强度桩，相对于有粘结强度桩尤其是刚性桩而言其承载力偏低，所能分担的上部荷载有限，因此处理后的地基承载力偏低，处理深度也受到限制，有时无法满足工程要求。
发明内容
本发明为了缓解现有松散土地基处理方法存在的处理深度较浅、散体材料桩承载力偏低等不足，提供了一种微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法，通过该施工方法得到的微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固结构，能够显著提高加固体的承载力，从而兼具提高复合地基承载力及挤密地基土的作用，明显改善加固效果。
为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：
一种微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法，包括以下步骤：
(1)将沉管沉入到预定深度，以得到预计的加固孔；
(2)将微型钢管插入沉管中，该微型钢管的管壁具有若干出浆孔；
(3)在微型钢管与沉管之间的环形间隙内置放微型钢管定位辅助装置，以使得微型钢管与沉管同轴设置，微型钢管始终处于沉管所形成的加固孔的中心位置；
(4)在沉管与微型钢管所形成的环形桩孔内灌入砂石，且在灌砂时，采用边拔沉管边振动的方式，使得加固孔的孔壁与微型钢管的管壁之间的环形砂石桩成形；
(5)待砂石桩成桩完成之后，往微型钢管的空腔内插入注浆管，采用高压注浆的方式，通过注浆管注入水泥砂浆，使水泥砂浆通过遍布微型钢管管壁的出浆孔渗入到砂石桩中，并将微型钢管空腔灌满水泥砂浆；凝固后，微型钢管及其内的水泥砂浆形成钢管桩，微型钢管外部的砂石桩通过砂石缝隙中渗入的水泥砂浆凝固成水泥砂石桩；水泥砂石桩与包裹在其中的钢管桩，共同组成联合加固桩；
(6)根据设计所要求的桩间距、布桩形式，按照上述步骤(1)至(5)所述的方法，在地基的特定位置上施工联合加固桩；
(7)待地基上所需施工的联合加固桩完成后，在地基的表面铺设一层褥垫层。
作为本发明的进一步改进，所述微型钢管定位辅助装置包括圆形钢环；圆形钢环的内壁与微型钢管的外壁形状适配，外壁沿径向设置有两条以上指向沉管管壁的伸展臂；沉管内径与微型钢管外径之差与伸展臂的长度一致。
作为本发明的进一步改进，各伸展臂在圆形钢环的外壁均匀分布。
作为本发明的进一步改进，所述伸展臂具有两条，对称地分布在圆形钢环的两侧；所述微型钢管定位辅助装置沿着贯穿伸展臂的对称线剖分成两半，对应为第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体；第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体通过在两侧对应的伸展臂分体上安装螺丝紧固成一体。
本发明的另一个技术目的是提供一种微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固结构，包括若干加固孔；每一个加固孔内，均设置有一根微型钢管，微型钢管与加固孔同轴设置；加固孔内壁与微型钢管外壁之间设置有环形砂石桩；微型钢管的管壁具有若干出浆孔；水泥砂浆通过注浆管注入微型钢管后，能够通过出浆孔渗入环形砂石桩的缝隙；微型钢管及其内灌入的水泥砂浆凝固形成钢管桩，微型钢管外部的砂石桩通过砂石缝隙中渗入的水泥砂浆凝固成水泥砂石桩；水泥砂石桩与包裹在其中的钢管桩，共同组成联合加固桩。
作为本发明上述联合地基加固结构的进一步改进，微型钢管通过微型钢管定位辅助装置与加固孔同轴设置；所述微型钢管定位辅助装置包括圆形钢环；圆形钢环的内壁与微型钢管的外壁形状适配，外壁沿径向设置有两条以上指向沉管管壁的伸展臂；沉管内径与微型钢管外径之差与伸展臂的长度一致。
作为本发明上述联合地基加固结构的进一步改进，所述伸展臂具有两条，对称地分布在圆形钢环的两侧；所述微型钢管定位辅助装置沿着贯穿伸展臂的对称线剖分成两半，对应为第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体；第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体均包括半圆形钢环以及对称地分设在半圆形钢环两侧的两个伸展臂分体；第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体通过在两侧对应的伸展臂分体上安装螺丝紧固成一体。
根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：
沉管砂石桩被水泥砂浆加固，且其内部插有微型钢管桩，能够显著增强复合地基加固体的承载力，从而显著提高复合地基的承载力；同时，采用此方法可以增大处理深度，改善处理效果。
附图说明
图1是微型钢管桩-沉管砂石桩施工剖面图。
图2是微型钢管桩定位辅助装置俯视图。
图3是微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基处理效果剖面图。
图中：沉管1、地基土2、微型钢管3、出浆孔4、半圆形钢环5、伸展臂分体6、螺丝7、砂石8、砂石桩9、水泥砂浆10、水泥砂石桩11、褥垫层12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。
本发明所述的微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法，包括以下步骤：
(1)将沉管1沉入到预定深度，以得到预计的加固孔；
(2)将微型钢管3插入沉管1中，该微型钢管3的管壁具有若干出浆孔4；
(3)在微型钢管3与沉管1之间的环形间隙内置放微型钢管3定位辅助装置，以使得微型钢管3与沉管1同轴设置，微型钢管3始终处于沉管1所形成的加固孔的中心位置；
(4)在沉管1与微型钢管3所形成的环形桩孔内灌入砂石8，且在灌砂时，采用边拔沉管1边振动的方式，使得加固孔的孔壁与微型钢管3的管壁之间的环形砂石桩9成形；
(5)待砂石桩9成桩完成之后，往微型钢管3的空腔内插入注浆管，采用高压注浆的方式，通过注浆管注入水泥砂浆10，使水泥砂浆10通过遍布微型钢管3管壁的出浆孔4渗入到砂石桩9中，并将微型钢管3空腔灌满水泥砂浆10；凝固后，微型钢管3及其内的水泥砂浆10形成钢管桩，微型钢管3外部的砂石桩9通过砂石缝隙中渗入的水泥砂浆10凝固成水泥砂石桩11；水泥砂石桩11与包裹在其中的钢管桩，共同组成联合加固桩；
(6)根据设计所要求的桩间距、布桩形式，按照上述步骤(1)至(5)所述的方法，在地基的特定位置上施工联合加固桩；
(7)待地基上所需施工的联合加固桩完成后，在地基的表面铺设一层褥垫层12。
所述步骤(3)中所用的微型钢管3定位辅助装置，包括圆形钢环；圆形钢环的内壁与微型钢管3的外壁形状适配，外壁沿径向设置有两条以上指向沉管1管壁的伸展臂；沉管1内径与微型钢管3外径之差与伸展臂的长度一致。各伸展臂在圆形钢环的外壁均匀分布。所述伸展臂具有两条，对称地分布在圆形钢环的两侧；所述微型钢管3定位辅助装置沿着贯穿伸展臂的对称线剖分成两半，对应为第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体；第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体通过在两侧对应的伸展臂分体6上安装螺丝7紧固成一体。施工时，用螺丝7拧紧第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体，并在伸展臂端头抹上黄油润滑，以此保证钢管桩始终处于竖直状态并位于沉管1所成加固孔的中心位置。第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体均包括一个半圆形钢环5，以及对称地设置在该半圆形钢环5两端的两伸展臂分体6。
根据上述的施工方法，可知：本发明可以提供微型钢管桩-沉管1砂石桩联合地基加固结构，包括若干加固孔；每一个加固孔内，均设置有一根微型钢管3，微型钢管3与加固孔同轴设置；加固孔内壁与微型钢管3外壁之间设置有环形砂石桩9；微型钢管3的管壁具有若干出浆孔4；水泥砂浆10通过注浆管注入微型钢管3后，能够通过出浆孔4渗入环形砂石桩9的缝隙；微型钢管3及其内灌入的水泥砂浆10凝固形成钢管桩，微型钢管3外部的砂石桩9通过砂石缝隙中渗入的水泥砂浆10凝固成水泥砂石桩11；水泥砂石桩11与包裹在其中的钢管桩，共同组成联合加固桩。
由环形砂石桩与包裹在其中的微型钢管桩共同组成的联合加固体，并在钢管桩内灌注水泥砂浆10，砂石桩也采用水泥砂浆10进行注浆加固，能够显著提高加固体的承载力，从而兼具提高复合地基承载力及挤密地基土2的作用，能够形成刚性桩与柔性桩联合加固体，既能够挤密地基土2以显著改善其性状，又能够显著提高加固体的承载力，从而增强加固效果。
施工时，首先将沉管1沉入地基土2中至预定深度，将桩身布有出浆孔4的微型钢管3插入到沉管1所形成的加固孔内。
接着，将两个如图2所示的带有伸展臂分体6的半圆形钢环5嵌套在微型钢管3顶端，钢环的内径与微型钢管3外径一致，通过伸展臂分体6上的螺丝7将两个半圆形钢环5固定在一起，两侧伸展臂分体6总长与钢环5外径之和与沉管1内径一致，以确保微型钢管3处于竖直状态且位于加固孔中心。
然后，往沉管1与微型钢管3所形成的环形桩孔内灌入砂石8，采用边拔管边振动的方式，完成砂石桩9的成桩。
随后，如图3所示，往微型钢管3内插入注浆管，进行高压注浆，使水泥砂浆通过遍布桩身的出浆孔4渗入到砂石桩9中，形成水泥砂石桩11，并将钢管桩内也灌满水泥砂浆10，形成钢管桩；水泥砂石桩11及其内包裹的钢管桩一起构成联合加固桩。待整片场地处理完成之后，铺设一定厚度的褥垫层12。
Claims (7)
1.一种微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将沉管沉入到预定深度，以得到预计的加固孔；
(2)将微型钢管插入沉管中，该微型钢管的管壁具有若干出浆孔；
(3)在微型钢管与沉管之间的环形间隙内置放微型钢管定位辅助装置，以使得微型钢管与沉管同轴设置，微型钢管始终处于沉管所形成的加固孔的中心位置；
(4)在沉管与微型钢管所形成的环形桩孔内灌入砂石，且在灌砂时，采用边拔沉管边振动的方式，使得加固孔的孔壁与微型钢管的管壁之间的环形砂石桩成形；
(5)待砂石桩成桩完成之后，往微型钢管的空腔内插入注浆管，采用高压注浆的方式，通过注浆管注入水泥砂浆，使水泥砂浆通过遍布微型钢管管壁的出浆孔渗入到砂石桩中，并将微型钢管空腔灌满水泥砂浆；凝固后，微型钢管及其内的水泥砂浆形成钢管桩，微型钢管外部的砂石桩通过砂石缝隙中渗入的水泥砂浆凝固成水泥砂石桩；水泥砂石桩与包裹在其中的钢管桩，共同组成联合加固桩；
(6)根据设计所要求的桩间距、布桩形式，按照上述步骤(1)至(5)所述的方法，在地基的特定位置上施工联合加固桩；
(7)待地基上所需施工的联合加固桩完成后，在地基的表面铺设一层褥垫层。
2.根据权利要求1所述的微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法，其特征在于，所述微型钢管定位辅助装置包括圆形钢环；圆形钢环的内壁与微型钢管的外壁形状适配，外壁沿径向设置有两条以上指向沉管管壁的伸展臂；沉管内径与微型钢管外径之差与伸展臂的长度一致。
3.根据权利要求2所述的微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法，其特征在于，各伸展臂在圆形钢环的外壁均匀分布。
4.根据权利要求3所述的微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固的施工方法，其特征在于，所述伸展臂具有两条，对称地分布在圆形钢环的两侧；所述微型钢管定位辅助装置沿着贯穿伸展臂的对称线剖分成两半，对应为第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体；第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体通过在两侧对应的伸展臂分体上安装螺丝紧固成一体。
5.一种微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固结构，包括若干加固孔；每一个加固孔内，均设置有一根微型钢管，其特征在于，微型钢管与加固孔同轴设置；加固孔内壁与微型钢管外壁之间设置有环形砂石桩；微型钢管的管壁具有若干出浆孔；水泥砂浆通过注浆管注入微型钢管后，能够通过出浆孔渗入环形砂石桩的缝隙；微型钢管及其内灌入的水泥砂浆凝固形成钢管桩，微型钢管外部的砂石桩通过砂石缝隙中渗入的水泥砂浆凝固成水泥砂石桩；水泥砂石桩与包裹在其中的钢管桩，共同组成联合加固桩。
6.根据权利要求5所述的微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固结构，其特征在于，微型钢管通过微型钢管定位辅助装置与加固孔同轴设置；所述微型钢管定位辅助装置包括圆形钢环；圆形钢环的内壁与微型钢管的外壁形状适配，外壁沿径向设置有两条以上指向沉管管壁的伸展臂；沉管内径与微型钢管外径之差与伸展臂的长度一致。
7.根据权利要求6所述的微型钢管桩-沉管砂石桩联合地基加固结构，其特征在于，所述伸展臂具有两条，对称地分布在圆形钢环的两侧；所述微型钢管定位辅助装置沿着贯穿伸展臂的对称线剖分成两半，对应为第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体；第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体均包括半圆形钢环以及对称地分设在半圆形钢环两侧的两个伸展臂分体；第一剖分定位装置分体、第二剖分定位装置分体通过在两侧对应的伸展臂分体上安装螺丝紧固成一体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190712 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |