CN111455981A - 一种淤泥质地基的混凝土灌注桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种淤泥质地基的混凝土灌注桩及其施工方法，混凝土灌注桩包括自上而下依次设置的第一桩体、第二桩体和多个第三桩体，第一桩体、第二桩体和第三桩体为一体式结构；圆柱体结构的第一桩体与圆柱体结构的第二桩体同轴设置、且第一桩体和第二桩体的外径相同，多个第三桩体延第二桩体轴线方向延伸的设置在第二桩体的底部，第三桩体的外径小于第二桩体的外径；本发明能有效解决在淤泥质地基环境条件下混凝土灌注桩施工过程中的断桩问题，保证了施工安全。

Description

一种淤泥质地基的混凝土灌注桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土灌注桩，具体涉及一种淤泥质地基的混凝土灌注桩及其施工方法。

背景技术

目前，针对岸、翼墙建基面下较为厚的淤泥质土此类地基，常采用的设计方案有水泥土粉喷桩处理、沉井基础和灌注桩基础。这三种方案均存在一些不足之处，因岸、翼墙承受的竖向和水平荷载均较大，单纯粉喷桩处理很难满足要求。沉井基础整体性和防渗抗冲效果好。灌注桩虽是常用的深基础型式，但淤泥质土的水平抗力小，仍需考虑桩和地基土的整体稳定性，尤其对墙后有高填方边载的工程来说，不能单独使用灌注桩，需对地基海淤土进行加固处理。

混凝土灌注桩因其施工速度快、占地小，同时对各种土层的适应性强、无挤土效应，无震害、无躁音、承载力高等优点，在各类桩基工程中得到广泛应用。但混凝土灌注桩从钻孔到完成混凝土灌注，受地质条件、施工管理、技术水平、机械设备、原材料及配合比等因素影响，质量事故如缺陷桩、断桩等时有发生。事故一旦发生，不仅会造成一定的经济损失，而且会影响整个工程的施工进度。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种淤泥质地基的混凝土灌注桩及其施工方法，能有效解决在淤泥质地基环境条件下混凝土灌注桩施工过程中的断桩问题，保证了施工安全。

具体的技术方案如下：

一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，包括自上而下依次设置的第一桩体、第二桩体和多个第三桩体，第一桩体、第二桩体和第三桩体为一体式结构；圆柱体结构的第一桩体与圆柱体结构的第二桩体同轴设置、且第一桩体和第二桩体的外径相同，多个第三桩体延第二桩体轴线方向延伸的设置在第二桩体的底部，第三桩体的外径小于第二桩体的外径。

进一步的，第三桩体的数量为五个，其中一个第三桩体与第二桩体同轴设置，其余四个第三桩体均匀布设在其外周。

进一步的，第一桩体中设有第一支撑组件，第二桩体中设有第二支撑组件，每个第三桩体中分别设有一个第三支撑组件。

进一步的，第三支撑组件包括第一主支承轴，第一主支承轴同轴的设置在第三桩体中，第一主支承轴的底部穿过第三桩体插入地基中，第一主支承轴的顶部穿过第三桩体延伸插入第二桩体中；

第一主支承轴上均布多个转接组件；

转接组件包括第一转接套，第一转接套套设固定在第一主支承轴上，第一主支承轴的外壁上均匀设有多个第一水平撑杆，第一水平撑杆的外侧端上固定一个插块，插块上竖直的设有插接通槽；

每个转接组件的插块分别一一对应设置，底部设有外螺纹的长连杆自上而下的穿过竖直方向上对应设置的插块的插接通槽后、再通过螺母加以锁紧固定，长连杆的数量与转接组件中的插块的数量相同，且长连杆内设与第三桩体中。

进一步的，相邻的两个转接组件之间还可设置一组辅助支撑组件；

辅助支撑组件包括第二转接套，第二转接套套设固定在第一主支承轴上，第二转接套上与长连杆对应的设有多个插接组件；

插接组件包括水平固定在第二转接套上的调节杆，调节杆上设有外螺纹，调节杆的外侧端上设有限位板，调节杆上螺纹配合的设有螺套，螺套可转动的固定在压接板上，压接板竖直设置；

压接板的外侧端上可转动的设有两个第一撑杆，第一撑杆分别设置在螺套的上下两段，第一撑杆的外侧端上可转动的设有第二撑杆，第二撑杆用于水平的插入预固定在相应长连杆的插槽中；与同一个插接组件对应的两个插槽之间的距离大于两个第一撑杆在压接板上的固定端之间的距离；

旋转螺套可将压接板自内向外移动，从而将第二撑杆压紧固定在插槽中，此时，两个第一撑杆成“八”字形结构。

进一步的，辅助支撑组件间隔的设置在相邻两个转接组件形成的空间中。

进一步的，第二支撑组件包括第一支承结构和第二支承结构；

第一支承结构包括第一支承板，第一支承板上与第一主支承轴对应的设有多个第一插孔，第一支承板的底部分别与每个第一插孔对应的设有一组第一支承杆，第一支承杆呈圆周状的布设在第一插孔的外侧；

第二支承结构包括第二支承板，第二支承板上与第一主支承轴对应的设有多个第二插孔，第二支承板的底部分别与每个第二插孔对应的设有一组第二支承杆，第二支承杆呈圆周状的布设在第二插孔的外侧；

第一支承杆的高度大于第二支承杆的高度，第一支承杆与第一主支承轴之间的距离大于第二支承杆与第一主支承轴之间的距离；

第一支承结构和第二支承结构交替叠加的设置在第二桩体中，同时，第一主支承轴自下而上的穿过相应的第一插孔和第二插孔。

进一步的，第一支承板和第二支承板的端面均为正方形结构。

进一步的，第一支撑组件包括下定位机构、上定位机构和固定在上定位机构与下定位机构之间的第二主支承轴；

下定位机构和上定位机构均包括第一定位板和第二定位板，第一定位板位于第二定位板的上方，第一定位板和第二定位板之间固定多组定位套组，每组定位套组均包括多个成圆周状布设的定位套，定位套中贯穿第一定位板和第二定位板的设有定位通槽；

每组定位套组分别与一个第一主支承轴对应设置；

下定位机构和上定位机构相对设置，下定位机构和上定位机构每个对应设置的定位通槽之间固定一个第二主支承轴；

下定位机构的第二定位板上与第一主支承轴对应的设有多个卡接套，卡接套用于与第一主支承轴的顶部加以插接固定，从而将第一支撑组件固定在第一桩体中。

一种淤泥质地基的混凝土灌注桩的施工方法，其步骤如下：

1）挖主基坑，主基坑的深度为第一桩体和第二桩体的高度之和；

2）在主基坑中向下延伸的挖第二基坑，第二基坑的布置方式与第三桩体的布置方式相同、且第二基坑的深度与第三桩体的高度相同；

3）将拼装好的第三支撑组件插入固定在第二基坑中，第三支撑组件的第一主支承轴向上延伸的插入主基坑中；

4）向第二基坑中注入混凝土，凝固形成第三桩体；

5）将第一支承结构和第二支承结构交替叠加的设置在主基坑中，使第一主支承轴穿过相应的第一插孔和第二插孔；

6）向主基坑中注入混凝土，混凝土的注入高度高于第二支撑组件、且低于第一主支承轴的顶部，主基坑中的混凝土凝固后形成第二桩体；

7）将拼接成型的第一支撑组件固定在第一主支承轴上，并向主基坑中注入混凝土，凝固后形成第一桩体。

本发明的有益效果为：

1）本发明三段式的施工方法，能有效解决在淤泥质地基环境条件下混凝土灌注桩施工过程中的断桩问题，保证了施工安全；

2）本发明第一支撑组件、第二支撑组件和第三支撑组件能够提高桩体的强度和稳定性；

3）本发明通过灌注桩的三段式的结构设置形式，进一步的提升了地基的强度，稳定性好，安全性高。

附图说明

图1为本发明剖视图；

图2为本发明施工状态剖视图（1）；

图3为本发明施工状态剖视图（2）；

图4为本发明施工状态剖视图（3）；

图5为第三支撑组件剖视图；

图6为图5中A部分放大图；

图7为图3中B-B方向剖视图；

图8为图3中C部分放大图；

图9为第一支撑组件剖视图。

附图标记

第一桩体1、第二桩体2、第三桩体3、第一支撑组件4、第二支撑组件5、第三支撑组件6、主基坑7、第二基坑8；

下定位机构401、上定位机构402、第二主支承轴403、第一定位板404、第二定位板405、定位套406、卡接套407；

第一支承结构501、第二支承结构502、第一支承板503、第一插孔504、第一支承杆505、第二支承板506、第二插孔507、第二支承杆508；

第一主支承轴601、转接组件602、第一转接套603、第一水平撑杆604、插块605、长连杆606、辅助支撑组件607、第二转接套608、插接组件609、调节杆610、限位板611、螺套612、压接板613、第一撑杆614、第二撑杆615、插槽616。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

如图所示一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，包括自上而下依次设置的第一桩体1、第二桩体2和多个第三桩体3，第一桩体、第二桩体和第三桩体为一体式结构；圆柱体结构的第一桩体与圆柱体结构的第二桩体同轴设置、且第一桩体和第二桩体的外径相同，多个第三桩体延第二桩体轴线方向延伸的设置在第二桩体的底部，第三桩体的外径小于第二桩体的外径。

进一步的，第三桩体的数量为五个，其中一个第三桩体与第二桩体同轴设置，其余四个第三桩体均匀布设在其外周。

进一步的，第一桩体中设有第一支撑组件4，第二桩体中设有第二支撑组件5，每个第三桩体中分别设有一个第三支撑组件6。

进一步的，第三支撑组件包括第一主支承轴601，第一主支承轴同轴的设置在第三桩体中，第一主支承轴的底部穿过第三桩体插入地基中，第一主支承轴的顶部穿过第三桩体延伸插入第二桩体中；

第一主支承轴上均布多个转接组件602；

转接组件包括第一转接套603，第一转接套套设固定在第一主支承轴上，第一主支承轴的外壁上均匀设有多个第一水平撑杆604，第一水平撑杆的外侧端上固定一个插块605，插块上竖直的设有插接通槽；

每个转接组件的插块分别一一对应设置，底部设有外螺纹的长连杆606自上而下的穿过竖直方向上对应设置的插块的插接通槽后、再通过螺母加以锁紧固定，长连杆的数量与转接组件中的插块的数量相同，且长连杆内设与第三桩体中。

进一步的，相邻的两个转接组件之间还可设置一组辅助支撑组件607；

辅助支撑组件包括第二转接套608，第二转接套套设固定在第一主支承轴上，第二转接套上与长连杆对应的设有多个插接组件609；

插接组件包括水平固定在第二转接套上的调节杆610，调节杆上设有外螺纹，调节杆的外侧端上设有限位板611，调节杆上螺纹配合的设有螺套612，螺套可转动的固定在压接板613上，压接板竖直设置；

压接板的外侧端上可转动的设有两个第一撑杆614，第一撑杆分别设置在螺套的上下两段，第一撑杆的外侧端上可转动的设有第二撑杆615，第二撑杆用于水平的插入预固定在相应长连杆的插槽中；与同一个插接组件对应的两个插槽之间的距离大于两个第一撑杆在压接板上的固定端之间的距离；

旋转螺套可将压接板自内向外移动，从而将第二撑杆压紧固定在插槽616中，此时，两个第一撑杆成“八”字形结构。

进一步的，辅助支撑组件间隔的设置在相邻两个转接组件形成的空间中。

进一步的，第二支撑组件包括第一支承结构501和第二支承结构502；

第一支承结构包括第一支承板503，第一支承板上与第一主支承轴对应的设有多个第一插孔504，第一支承板的底部分别与每个第一插孔对应的设有一组第一支承杆505，第一支承杆呈圆周状的布设在第一插孔的外侧；

第二支承结构包括第二支承板506，第二支承板上与第一主支承轴对应的设有多个第二插孔507，第二支承板的底部分别与每个第二插孔对应的设有一组第二支承杆508，第二支承杆呈圆周状的布设在第二插孔的外侧；

第一支承杆的高度大于第二支承杆的高度，第一支承杆与第一主支承轴之间的距离大于第二支承杆与第一主支承轴之间的距离；

第一支承结构和第二支承结构交替叠加的设置在第二桩体中，同时，第一主支承轴自下而上的穿过相应的第一插孔和第二插孔。

进一步的，第一支承板和第二支承板的端面均为正方形结构。

进一步的，第一支撑组件包括下定位机构401、上定位机构402和固定在上定位机构与下定位机构之间的第二主支承轴403；

下定位机构和上定位机构均包括第一定位板404和第二定位板405，第一定位板位于第二定位板的上方，第一定位板和第二定位板之间固定多组定位套组，每组定位套组均包括多个成圆周状布设的定位套406，定位套中贯穿第一定位板和第二定位板的设有定位通槽；

每组定位套组分别与一个第一主支承轴对应设置；

下定位机构和上定位机构相对设置，下定位机构和上定位机构每个对应设置的定位通槽之间固定一个第二主支承轴；

下定位机构的第二定位板上与第一主支承轴对应的设有多个卡接套407，卡接套用于与第一主支承轴的顶部加以插接固定，从而将第一支撑组件固定在第一桩体中。

一种淤泥质地基的混凝土灌注桩的施工方法，其步骤如下：

1）挖主基坑7，主基坑的深度为第一桩体和第二桩体的高度之和；

2）在主基坑中向下延伸的挖第二基坑8，第二基坑的布置方式与第三桩体的布置方式相同、且第二基坑的深度与第三桩体的高度相同；

3）将拼装好的第三支撑组件插入固定在第二基坑中，第三支撑组件的第一主支承轴向上延伸的插入主基坑中；

4）向第二基坑中注入混凝土，凝固形成第三桩体；

5）将第一支承结构和第二支承结构交替叠加的设置在主基坑中，使第一主支承轴穿过相应的第一插孔和第二插孔；

6）向主基坑中注入混凝土，混凝土的注入高度高于第二支撑组件、且低于第一主支承轴的顶部，主基坑中的混凝土凝固后形成第二桩体；

7）将拼接成型的第一支撑组件固定在第一主支承轴上，并向主基坑中注入混凝土，凝固后形成第一桩体。

Claims (10)

1.一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，包括自上而下依次设置的第一桩体、第二桩体和多个第三桩体，第一桩体、第二桩体和第三桩体为一体式结构；圆柱体结构的第一桩体与圆柱体结构的第二桩体同轴设置、且第一桩体和第二桩体的外径相同，多个第三桩体延第二桩体轴线方向延伸的设置在第二桩体的底部，第三桩体的外径小于第二桩体的外径。

2.如权利要求1所述的一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，第三桩体的数量为五个，其中一个第三桩体与第二桩体同轴设置，其余四个第三桩体均匀布设在其外周。

3.如权利要求2所述的一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，第一桩体中设有第一支撑组件，第二桩体中设有第二支撑组件，每个第三桩体中分别设有一个第三支撑组件。

4.如权利要求3所述的一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，第三支撑组件包括第一主支承轴，第一主支承轴同轴的设置在第三桩体中，第一主支承轴的底部穿过第三桩体插入地基中，第一主支承轴的顶部穿过第三桩体延伸插入第二桩体中；

第一主支承轴上均布多个转接组件；

转接组件包括第一转接套，第一转接套套设固定在第一主支承轴上，第一主支承轴的外壁上均匀设有多个第一水平撑杆，第一水平撑杆的外侧端上固定一个插块，插块上竖直的设有插接通槽；

每个转接组件的插块分别一一对应设置，底部设有外螺纹的长连杆自上而下的穿过竖直方向上对应设置的插块的插接通槽后、再通过螺母加以锁紧固定，长连杆的数量与转接组件中的插块的数量相同，且长连杆内设与第三桩体中。

5.如权利要求4所述的一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，相邻的两个转接组件之间还可设置一组辅助支撑组件；

辅助支撑组件包括第二转接套，第二转接套套设固定在第一主支承轴上，第二转接套上与长连杆对应的设有多个插接组件；

插接组件包括水平固定在第二转接套上的调节杆，调节杆上设有外螺纹，调节杆的外侧端上设有限位板，调节杆上螺纹配合的设有螺套，螺套可转动的固定在压接板上，压接板竖直设置；

压接板的外侧端上可转动的设有两个第一撑杆，第一撑杆分别设置在螺套的上下两段，第一撑杆的外侧端上可转动的设有第二撑杆，第二撑杆用于水平的插入预固定在相应长连杆的插槽中；与同一个插接组件对应的两个插槽之间的距离大于两个第一撑杆在压接板上的固定端之间的距离；

旋转螺套可将压接板自内向外移动，从而将第二撑杆压紧固定在插槽中，此时，两个第一撑杆成“八”字形结构。

6.如权利要求5所述的一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，辅助支撑组件间隔的设置在相邻两个转接组件形成的空间中。

7.如权利要求4、5或6所述的一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，第二支撑组件包括第一支承结构和第二支承结构；

第一支承结构包括第一支承板，第一支承板上与第一主支承轴对应的设有多个第一插孔，第一支承板的底部分别与每个第一插孔对应的设有一组第一支承杆，第一支承杆呈圆周状的布设在第一插孔的外侧；

第二支承结构包括第二支承板，第二支承板上与第一主支承轴对应的设有多个第二插孔，第二支承板的底部分别与每个第二插孔对应的设有一组第二支承杆，第二支承杆呈圆周状的布设在第二插孔的外侧；

第一支承杆的高度大于第二支承杆的高度，第一支承杆与第一主支承轴之间的距离大于第二支承杆与第一主支承轴之间的距离；

第一支承结构和第二支承结构交替叠加的设置在第二桩体中，同时，第一主支承轴自下而上的穿过相应的第一插孔和第二插孔。

8.如权利要求7所述的一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，第一支承板和第二支承板的端面均为正方形结构。

9.如权利要求8所述的一种淤泥质地基的混凝土灌注桩，其特征为，第一支撑组件包括下定位机构、上定位机构和固定在上定位机构与下定位机构之间的第二主支承轴；

下定位机构和上定位机构均包括第一定位板和第二定位板，第一定位板位于第二定位板的上方，第一定位板和第二定位板之间固定多组定位套组，每组定位套组均包括多个成圆周状布设的定位套，定位套中贯穿第一定位板和第二定位板的设有定位通槽；

每组定位套组分别与一个第一主支承轴对应设置；

下定位机构和上定位机构相对设置，下定位机构和上定位机构每个对应设置的定位通槽之间固定一个第二主支承轴；

下定位机构的第二定位板上与第一主支承轴对应的设有多个卡接套，卡接套用于与第一主支承轴的顶部加以插接固定，从而将第一支撑组件固定在第一桩体中。

10.一种淤泥质地基的混凝土灌注桩的施工方法，其特征为，其步骤如下：

1）挖主基坑，主基坑的深度为第一桩体和第二桩体的高度之和；

2）在主基坑中向下延伸的挖第二基坑，第二基坑的布置方式与第三桩体的布置方式相同、且第二基坑的深度与第三桩体的高度相同；

3）将拼装好的第三支撑组件插入固定在第二基坑中，第三支撑组件的第一主支承轴向上延伸的插入主基坑中；

4）向第二基坑中注入混凝土，凝固形成第三桩体；

5）将第一支承结构和第二支承结构交替叠加的设置在主基坑中，使第一主支承轴穿过相应的第一插孔和第二插孔；

6）向主基坑中注入混凝土，混凝土的注入高度高于第二支撑组件、且低于第一主支承轴的顶部，主基坑中的混凝土凝固后形成第二桩体；

7）将拼接成型的第一支撑组件固定在第一主支承轴上，并向主基坑中注入混凝土，凝固后形成第一桩体。

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