CN111851481A - 一种变截面钢筋骨架布袋桩结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变截面钢筋骨架布袋桩结构及施工方法，本发明的变截面钢筋骨架布袋桩结构利用土工织物袋和钢筋骨架组合，具有止水，隔水的效果；同时布袋桩还具有加固土体、提高土体的承载力、减少地基的沉降等作用。并且本发明利用变截面装置进行变直径，以适应不同的孔径，从而可浇筑形成具有较高强度的变截面灌注基桩，保证了桩身质量。
Description
技术领域
本发明属于桩基础的施工领域，具体涉及一种变截面钢筋骨架布袋桩结构及施工方法。
背景技术
青海省高寒盐沼泽区地下水位较深的为3～10m，一般只有1～3m，所在区域干湿作用明显。在强烈蒸发作用下，极易形成矿化度达100～200g·L-1的盐卤水，部分区域矿化度高达700g·L-1，属于强氯盐。现场昼夜温差大，冬季年平均最低气温为-9.8℃，极端最低气温甚至达到了-27.2℃，冻融循环作用明显。
在干湿循环、冻融循环及侵蚀性盐离子的作用下，一方面，桥梁桩基有效断面减小会降低桩的竖向承载力；另一方面，桥梁桩基最大弯矩分布范围往往位于腐蚀区域范围内，使得桥梁桩基抗弯能力降低，桥梁桩基抵抗外荷载的能力大大降低，甚至会造成桥梁整体功能丧失。青海省腐蚀深度往往位于土层以下8m范围内，然而传统布袋桩往往通长布置，在土层线8m以下的桥梁桩基基本不受腐蚀影响，通长布置会导致材料的浪费。除此之外，传统布袋桩通常采用等直径，桥梁桩基位于腐蚀区域的有效桩径的减小将无法保证桥梁桩基在全寿命周期内的安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种变截面钢筋骨架布袋桩结构及施工方法，采用变截面钢筋骨架与注浆技术、特殊高强度土工织物袋结合，可根据实际工况，采用合适的施工步骤，形成钢筋混凝土布袋桩，使本发明适用于特殊地区的施工。
为了达到上述目的，一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，包括若干支撑纵筋和连接纵筋，所有支撑纵筋和连接纵筋组成钢筋笼，钢筋笼的顶部和底部外侧均套设有用于固定的环形的固定箍筋，钢筋笼内设置有伸缩变形控制装置和若干变形箍筋，伸缩变形控制装置连接变形箍筋，钢筋笼的下部为喇叭口状，钢筋笼内纵向设置有注浆管，注浆管从钢筋笼底部的喇叭口处伸出，钢筋笼外覆盖有土工织物袋。
支撑纵筋为两个，所有连接纵筋分别等间距的设置在两个支撑纵筋的两侧。
注浆管通过拉绳固定位置。
支撑纵筋上设置有用于与钢筋笼固定的支撑横架。
支撑纵筋设置有若干用于固定土工织物袋的布袋连接环。
支撑纵筋的顶部通过顶部接头与固定箍筋连接，支撑纵筋的底部通过下部接头与固定箍筋连接，变形箍筋通过十字型接头与连接纵筋连接。
注浆管顶部的注浆口高于钢筋笼的顶部。
钢筋笼底部的喇叭口外设置有阻离环袋。
一种变截面钢筋骨架布袋桩结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，埋置钢护筒，进行钻孔；
步骤二，将设计好的变截面钢筋骨架布袋桩结构套在钢筋骨架顶部上，并安装伸缩变形控制装置；
步骤三，将整个变截面钢筋骨架布袋桩结构放入钻孔内，将变截面钢筋骨架布袋桩结构利用支撑横架搭在钢筋笼上，不会脱离钢筋笼下掉；
步骤四，控制伸缩控制装置进行变形，变截面装置直径变大，土工织物随之向外扩展，形成一定直径的外层钢筋骨架；
步骤五，向注浆管中灌注混凝土，注浆完成后，钢筋笼的上部内部充满混凝土，形成布袋桩，同时外层的土工织物袋起到防腐的作用；钢筋笼的下部形成桩基，最终形成具有变截面的布袋桩。
步骤一中，先用粗直径钻头进行钻孔，待达到设计深度时，改用细直径钻头进行钻孔，直至达到设计孔底的深度。
与现有技术相比，本发明的变截面钢筋骨架布袋桩结构利用土工织物袋和钢筋骨架组合，具有止水，隔水的效果；同时布袋桩还具有加固土体、提高土体的承载力、减少地基的沉降等作用。并且本发明利用变截面装置进行变直径，以适应不同的孔径，从而可浇筑形成具有较高强度的变截面灌注基桩，保证了桩身质量。
本发明的施工方法采用变截面钢筋骨架与注浆技术、特殊高强土工织物袋结合，可根据实际工况，形成上端布袋桩、下部普通基桩组合而成的特殊形式布袋桩；同时提高了上部桩体的抗腐蚀性，本发明形成钢筋混凝土布袋桩，使本发明适用于特殊地区的施工，例如盐沼泽地区。其适用性强、操作简单、可以减少布袋桩桩身质量差等问题。
附图说明
图1为本发明变截面布袋装置示意图；
图2为本发明变直径桩孔示意图；
图3为本发明注浆前装置示意图；
图4为本发明变截面及注浆示意图；
图5为本发明装置顶部放大示意图；
图6为本发明伸缩控制装置处示意图；
图7为本发明下部阻离环带处放大图；
图8为本发明布袋连接环处示意图；
图9为本发明布袋桩成桩效果图；
其中，1-注浆口、2-注浆管、3-固定箍筋、4-支撑横架、5-布袋连接环、6-顶部接头、7-支撑纵筋、8-十字型接头、9-土工织物袋、10-伸缩变形控制装置、11-变形箍筋、12-连接纵筋、13-阻离环袋、14-下部接头、15-桩孔、16-桩基承台、17-布袋桩、18-钢筋笼。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步说明。
参见图1至图9，一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，包括若干支撑纵筋7和连接纵筋12，所有支撑纵筋7和连接纵筋12组成钢筋笼18，钢筋笼18的顶部和底部外侧均套设有用于固定的环形的固定箍筋3，钢筋笼18内设置有伸缩变形控制装置10和若干变形箍筋11，伸缩变形控制装置10连接变形箍筋11，钢筋笼18的下部为喇叭口状，钢筋笼18内纵向设置有注浆管2，注浆管2通过拉绳固定位置，注浆管2从钢筋笼18底部的喇叭口处伸出，钢筋笼18外覆盖有土工织物袋9，支撑纵筋7为两个，所有连接纵筋12分别等间距的设置在两个支撑纵筋7的两侧。支撑纵筋7上设置有用于与钢筋笼18固定的支撑横架4。支撑纵筋7设置有若干用于固定土工织物袋9的布袋连接环5。支撑纵筋7的顶部通过顶部接头6与固定箍筋连接，支撑纵筋7的底部通过下部接头14与固定箍筋连接，变形箍筋11通过十字型接头8与连接纵筋12连接。注浆管2顶部的注浆口1高于钢筋笼18的顶部。钢筋笼18底部的喇叭口外设置有阻离环袋13。
一种变截面钢筋骨架布袋桩结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，埋置钢护筒，进行钻孔；先用粗直径钻头进行钻孔，待达到设计深度时，改用细直径钻头进行钻孔，直至达到设计孔底的深度，如图2所示；
步骤二，将设计好的变截面钢筋骨架布袋桩结构套在钢筋骨架顶部上，并安装伸缩变形控制装置10；
步骤三，将整个变截面钢筋骨架布袋桩结构放入钻孔内，将变截面钢筋骨架布袋桩结构利用支撑横架4搭在钢筋笼18上，不会脱离钢筋笼18下掉，如图3所示；
步骤四，控制伸缩控制装置10进行变形，变截面装置直径变大，土工织物随之向外扩展，形成一定直径的外层钢筋骨架，如图4所示；
步骤五，向注浆管中灌注混凝土，注浆完成后，钢筋笼18的上部内部充满混凝土，形成布袋桩，同时外层的土工织物袋9起到防腐的作用；钢筋笼18的下部形成桩基，最终形成具有变截面的布袋桩17，如图9所示。
本发明可进行变直径，以适应不同的孔径，从而可浇筑形成具有较高强度的变截面灌注基桩，以适应工程需要。十字型接头9设置在支撑纵筋7与变形箍筋11的交汇处，当变截面装置变大直径时，支撑纵筋7能够在十字型接头8内部上下移动；变形箍筋11能够在十字型接头8内部左右移动。土工织物袋9具有强度高、延展性好、耐腐蚀性、良好的隔水性等特点。通过与布袋连接环5和阻离环袋13的连接，土工织物袋9能够覆盖钢筋骨架上部。阻离环袋13连接在变截面装置的下端，直径较下部的钻孔直径较小，深入到下部细直径钻孔内一定长度，当灌注混凝土后，环袋可紧紧贴在孔壁上，防止混凝土从上下粗细钻孔连接处渗漏。
伸缩变形装置10连接在十字型接头8上，可拆卸，当伸长时，使变形箍筋11围成的圆周直径变大，连接纵筋12向外扩展。连接纵筋12的上下端分别连接在顶部接头6和底部接头14，随着装置的变形，可向外进行扩展，产生一定的弧度。
特殊桩孔15采用不同直径钻头或变截面支盘桩形成的特殊桩孔。桩基承台16用于连接各个基桩，共同组成一个整体，将上部荷载较均匀分布在各个桩体上。
Claims (10)
1.一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，其特征在于，包括若干支撑纵筋(7)和连接纵筋(12)，所有支撑纵筋(7)和连接纵筋(12)组成钢筋笼(18)，钢筋笼(18)的顶部和底部外侧均套设有用于固定的环形的固定箍筋(3)，钢筋笼(18)内设置有伸缩变形控制装置(10)和若干变形箍筋(11)，伸缩变形控制装置(10)连接变形箍筋(11)，钢筋笼(18)的下部为喇叭口状，钢筋笼(18)内纵向设置有注浆管(2)，注浆管(2)从钢筋笼(18)底部的喇叭口处伸出，钢筋笼(18)外覆盖有土工织物袋(9)。
2.根据权利要求1所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，其特征在于，支撑纵筋(7)为两个，所有连接纵筋(12)分别等间距的设置在两个支撑纵筋(7)的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，其特征在于，注浆管(2)通过拉绳固定位置。
4.根据权利要求1所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，其特征在于，支撑纵筋(7)上设置有用于与钢筋笼(18)固定的支撑横架(4)。
5.根据权利要求1所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，其特征在于，支撑纵筋(7)设置有若干用于固定土工织物袋(9)的布袋连接环(5)。
6.根据权利要求1所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，其特征在于，支撑纵筋(7)的顶部通过顶部接头(6)与固定箍筋连接，支撑纵筋(7)的底部通过下部接头(14)与固定箍筋连接，变形箍筋(11)通过十字型接头(8)与连接纵筋(12)连接。
7.根据权利要求1所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，其特征在于，注浆管(2)顶部的注浆口(1)高于钢筋笼(18)的顶部。
8.根据权利要求1所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构，其特征在于，钢筋笼(18)底部的喇叭口外设置有阻离环袋(13)。
9.权利要求1所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，埋置钢护筒，进行钻孔；
步骤二，将设计好的变截面钢筋骨架布袋桩结构套在钢筋骨架顶部上，并安装伸缩变形控制装置(10)；
步骤三，将整个变截面钢筋骨架布袋桩结构放入钻孔内，将变截面钢筋骨架布袋桩结构利用支撑横架(4)搭在钢筋笼(18)上，不会脱离钢筋笼(18)下掉；
步骤四，控制伸缩控制装置(10)进行变形，变截面装置直径变大，土工织物随之向外扩展，形成一定直径的外层钢筋骨架；
步骤五，向注浆管中灌注混凝土，注浆完成后，钢筋笼(18)的上部内部充满混凝土，形成布袋桩，同时外层的土工织物袋(9)起到防腐的作用；钢筋笼(18)的下部形成桩基，最终形成具有变截面的布袋桩(17)。
10.根据权利要求9所述的一种变截面钢筋骨架布袋桩结构的施工方法，其特征在于，步骤一中，先用粗直径钻头进行钻孔，待达到设计深度时，改用细直径钻头进行钻孔，直至达到设计孔底的深度。
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