CN110593247A - 电渗碎石注浆桩及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电渗碎石注浆桩,包括注浆管、螺旋式连续箍筋、钢丝、土工布袋、沉管、投料管、漏斗、振捣棒、导电棒、直流电源和导线;所述的注浆管和螺旋式连续箍筋绑扎形成注浆笼,注浆笼的外部包裹土工布袋并通过钢丝缠绕形成注浆笼袋,注浆笼袋位于沉管的内部;所述的投料管置于注浆笼袋内部,投料管的下部安装振捣棒,投料管的上部安装漏斗;所述的振捣棒通过导线连接上部的电源;所述的沉管下部是活瓣密封钝角桩尖;所述的直流电源的阴极通过导线连接螺旋式连续箍筋。本发明的有益效果是:本发明结合了电渗排水与注浆加固的优势,既具备较好的排水能力,又具备较好的承载能力,排水与承载先后进行,即前期排水、后期承载。

Description

电渗碎石注浆桩及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种注浆桩,特别涉及一种电渗碎石注浆桩及其施工方法。
背景技术
传统的碎石桩属于散体材料桩的范畴,成桩方式一般采用振冲和沉管成桩,碎石桩的排水能力较强,一般适用于松散砂土、粉土、粉质黏土、素填土、杂填土等地基。对于超软土或含水量高的黏性土,由于土的约束力较弱,碎石桩无法在该类地基土中成桩。此外,碎石桩的承载能力不高,为了增强其承载能力,当前已有了碎石注浆桩技术(如:中国实用新型CN201721311558.7、中国发明CN201310636953.2、中国发明CN200910046183.X等)。然而,传统的碎石注浆桩技术抹杀掉了碎石桩的排水功能,当应用于超软土时,不能形成良好的排水通道,会使得工程工期较长,不经济。在超软土排水固结方面,传统的排水固结法(如真空预压、堆载预压)的施工周期较长,后期排水能力明显减弱,没有电渗固结的排水速度快。因此,若能实现传统碎石注浆桩的排水功能,并与电渗排水相结合,必然会降低施工周期,提高工程的经济性。
因此,目前亟需寻求一种既具备较好的排水能力,又具备较好的承载能力的电渗碎石注浆桩及其施工方法显得十分重要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种电渗碎石注浆桩及其施工方法。
这种电渗碎石注浆桩,包括注浆管、螺旋式连续箍筋、钢丝、土工布袋、沉管、投料管、漏斗、振捣棒、导电棒、直流电源和导线;所述的注浆管和螺旋式连续箍筋绑扎形成注浆笼,注浆笼的外部包裹土工布袋并通过钢丝缠绕形成注浆笼袋,注浆笼袋位于沉管的内部;所述的投料管置于注浆笼袋内部,投料管的下部安装振捣棒,投料管的上部安装漏斗;所述的振捣棒通过导线连接上部的电源;所述的沉管下部是活瓣密封钝角桩尖;所述的直流电源的阴极通过导线连接螺旋式连续箍筋,直流电源的阳极连接导电棒;所述的导电棒插入桩体周围的土中;注浆管的两侧排布有若干层喷嘴。
作为优选:投料管由若干段钢柱连接而成,钢柱的上下两端预留螺栓孔,相邻的钢柱之间通过螺栓连接。
作为优选:注浆管的两侧排布有若干层喷嘴,一侧的喷嘴朝内,另一侧的喷嘴朝外。
作为优选:振捣棒通过木杆和螺栓固定在投料管下部。
这种电渗碎石注浆桩的施工方法,包括以下施工步骤:
1)按照钢筋笼的形式,将螺旋式连续箍筋与注浆管进行绑扎形成注浆笼;
2)在注浆笼外侧和底部包裹土工布袋,并在土工布袋外侧绑扎钢丝,形成上部敞口的注浆笼袋;
3)启动打桩机,打设沉管至设计深度,然后将制作好的注浆笼袋放置到沉管内;
4)将底部带有振捣棒的投料管插入到沉管内的注浆笼袋底部;
5)利用漏斗向投料管中投入一定量的碎石,同时开启振捣棒对碎石进行振捣密实,上拔投料管;
6)重复步骤5),边投入碎石边振捣边上拔拆卸投料管直至碎石注满整个注浆笼袋;
7)上拔沉管,沉管下部的活瓣密封钝角桩尖张开,直至沉管全部拔出形成一个碎石桩体;
8)在该碎石桩体周边一定距离处插设导电棒,在碎石桩体中的螺旋式连续箍筋与导电棒之间连接直流电源,导电棒作为阳极,螺旋式连续箍筋作为阴极,接通电源进行电渗,软土中的孔隙水渗透到碎石桩体中;
9)待软土中的孔隙水渗透完成后,拔出导电棒,拆卸直流电源和导线,并向碎石桩体中的注浆管开始高压注浆,待桩顶冒浆时停止注浆,最终形成电渗碎石注浆桩。
本发明的有益效果是:
(1)本发明结合了电渗排水与注浆加固的优势,既具备较好的排水能力,又具备较好的承载能力,排水与承载先后进行,即前期排水、后期承载。
(2)本发明中的注浆笼袋具有一定的包裹力,使得碎石可以在超软土中成桩,开拓了碎石桩的应用范围。
(3)本发明的碎石是在沉管内振动密实的,故不会引起额外的超静孔压。
(4)本发明中的导电棒可以重复利用,在一定程度上节约资源。
(5)本发明中的注浆管安装了双向的喷嘴,在提高桩体强度的同时提高了桩体侧摩阻力。
附图说明
图1是注浆笼袋示意图;
图2是沉管内装置示意图;
图3是碎石桩体示意图;
图4是碎石桩体电渗示意图;
图5是活瓣式密封桩尖示意图;
图6是投料管与振捣棒连接示意图;
图7是注浆管的示意图。
附图标记说明:1—注浆管;2—螺旋式连续箍筋;3—钢丝;4—土工布袋;5—沉管;6—投料管;7—漏斗;8—振捣棒;9—导电棒;10—直流电源;11—导线;12—活瓣密封钝角桩尖;13—螺栓;14—钢柱;15—喷嘴。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
预制多段高度1m的无底的钢柱14,每段钢柱14上宽下窄,两段钢柱14能上下连接,并且在每段钢柱14的上部和下部预留孔洞;预制下部为活瓣密封钝角桩尖12的沉管5,沉管5的高度略长于桩体的设计高度,开口截面略大于桩体的截面;预制螺旋式连续箍筋2的螺旋直径等于桩体的设计直径。
如图1所示,按照钢筋笼的形式,将六根注浆管1呈正六边形排列,用预制的螺旋式连续箍筋2套在六根注浆管1的外部,并且用钢丝将注浆管1(替代钢筋笼的主筋)与螺旋式连续箍筋2绑扎,形成注浆笼;用土工布袋4将注浆笼的外侧和底部包好,土工布袋4的外侧用钢丝3紧密缠绕,钢丝3的缠绕方向与螺旋式连续箍筋2呈正交布置,形成仅上部敞口的注浆笼袋。
如图7所示,预制的注浆管1两侧排布有多层喷嘴15,在与螺旋式连续箍筋2连接时,喷嘴15一侧朝内,一侧朝外;往桩内侧喷射浆体可提高桩体强度,往桩外侧喷射浆体能够提高桩体侧摩阻力。
如图6所示,将预制的钢柱14上下对接,然后用两个螺栓13穿过预留的孔洞,将对接好的钢柱14连接,形成一根投料管6,钢柱14的使用数量根据桩体的设计深度进行选择,该投料管6具有分段连接与分段拆卸的功能;将两根振捣棒8分别固定在两根木杆上,在最下面一节钢柱14的前后表面各打两个孔洞,在木杆的左右两侧也打大小相等、距离相等的两个孔洞,用螺栓将木杆与振捣棒8的组合体固定在投料管6上;振捣棒8的导线11在每两段钢柱14的连接处绑扎一圈,并延伸至地面接通电源。
如图2所示,用打桩机将沉管5静压至设计深度,将制好的注浆笼袋放入沉管5内部;在投料管6最上面的一段钢柱上部放置漏斗7;将连接好的投料管6缓缓伸入注浆笼袋底部。
将石料投入漏斗7中,开启振捣棒8将注浆笼袋中的石料振捣密实,同时慢慢上拔投料管6,石料的高度每增加1m拆卸一节钢柱14,并将漏斗7置于下一节钢柱14顶部。重复此操作直至碎石注满整个注浆笼袋,如图3所示。
如图5所示,上拔沉管5,沉管5下部的活瓣密封钝角桩尖12张开;沉管5全部拔出后,碎石桩体形成。
如图4所示,在碎石桩体周围一定距离处的土中插入一根导电棒9,在碎石桩体中的螺旋式连续箍筋2与导电棒9之间连接直流电源10,导电棒9连接阳极,螺旋式连续箍筋2连接阴极,闭合开关进行电渗;由于注浆笼袋的外侧包裹着可透水的土工布袋4,软土中的孔隙水逐渐渗透到碎石桩体中。待软土中的孔隙水渗透完成,拔出导电棒9,拆卸直流电源10;向碎石桩体中的注浆管1开始高压注浆,待桩顶冒浆时停止注浆,随着浆体的增加,碎石桩体内的水被逐渐排出,最终形成电渗碎石注浆桩。

Claims (5)

1.电渗碎石注浆桩,其特征在于:包括注浆管(1)、螺旋式连续箍筋(2)、钢丝(3)、土工布袋(4)、沉管(5)、投料管(6)、漏斗(7)、振捣棒(8)、导电棒(9)、直流电源(10)和导线(11);所述的注浆管(1)和螺旋式连续箍筋(2)绑扎形成注浆笼,注浆笼的外部包裹土工布袋(4)并通过钢丝(3)缠绕形成注浆笼袋,注浆笼袋位于沉管(5)的内部;所述的投料管(6)置于注浆笼袋内部,投料管(6)的下部安装振捣棒(8),投料管(6)的上部安装漏斗(7);所述的振捣棒(8)通过导线(11)连接上部的电源;所述的沉管(5)下部是活瓣密封钝角桩尖(12);所述的直流电源(10)的阴极通过导线(11)连接螺旋式连续箍筋(2),直流电源(10)的阳极连接导电棒(9);所述的导电棒(9)插入桩体周围的土中;注浆管(1)的两侧排布有若干层喷嘴(15)。
2.根据权利要求1所述的电渗碎石注浆桩,其特征在于:投料管(6)由若干段钢柱(14)连接而成,钢柱(14)的上下两端预留螺栓孔,相邻的钢柱(14)之间通过螺栓(13)连接。
3.根据权利要求1所述的电渗碎石注浆桩,其特征在于:注浆管(1)的两侧排布有若干层喷嘴(15),一侧的喷嘴(15)朝内,另一侧的喷嘴(15)朝外。
4.根据权利要求1所述的电渗碎石注浆桩,其特征在于:振捣棒(8)通过木杆和螺栓固定在投料管(6)下部。
5.一种如权利要求1所述的电渗碎石注浆桩的施工方法,其特征在于:包括以下施工步骤:
1)按照钢筋笼的形式,将螺旋式连续箍筋(2)与注浆管(1)进行绑扎形成注浆笼;
2)在注浆笼外侧和底部包裹土工布袋(4),并在土工布袋(4)外侧绑扎钢丝(3),形成上部敞口的注浆笼袋;
3)启动打桩机,打设沉管(5)至设计深度,然后将制作好的注浆笼袋放置到沉管(5)内;
4)将底部带有振捣棒(8)的投料管(6)插入到沉管(5)内的注浆笼袋底部;
5)利用漏斗(7)向投料管(6)中投入一定量的碎石,同时开启振捣棒(8)对碎石进行振捣密实,上拔投料管(6);
6)重复步骤5),边投入碎石边振捣边上拔拆卸投料管(6)直至碎石注满整个注浆笼袋;
7)上拔沉管(5),沉管(5)下部的活瓣密封钝角桩尖(12)张开,直至沉管(5)全部拔出形成一个碎石桩体;
8)在该碎石桩体周边一定距离处插设导电棒(9),在碎石桩体中的螺旋式连续箍筋(2)与导电棒(9)之间连接直流电源(10),导电棒(9)作为阳极,螺旋式连续箍筋(2)作为阴极,接通电源进行电渗,软土中的孔隙水渗透到碎石桩体中;
9)待软土中的孔隙水渗透完成后,拔出导电棒(9),拆卸直流电源(10)和导线(11),并向碎石桩体中的注浆管(1)开始高压注浆,待桩顶冒浆时停止注浆,最终形成电渗碎石注浆桩。
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