CN112796313A - 一种多轴搅拌劲性复合桩基及其施工方法 - Google Patents

一种多轴搅拌劲性复合桩基及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种多轴搅拌劲性复合桩基及其施工方法，在地基上设有多轴水泥土搅拌桩，多轴水泥土搅拌桩内设置有预制桩，多轴水泥土搅拌桩的顶部设有垫层，垫层顶部设置有承台，预制桩贯穿垫层并嵌入承台，预制桩与承台之间设置有钢筋笼。多轴水泥土搅拌桩作为预制桩的桩周外过渡柔性桩体，增加了预制桩的桩侧摩阻力，充分发挥预制桩桩身材料强度，减少对场地地基的挤土效应；内芯预制桩单桩承载力高、施工效率高，弥补了传统水泥土搅拌桩桩身强度低的缺点。本发明公开的多轴搅拌劲性复合桩充分发挥地基土、水泥土搅拌桩和预制桩三者的协调复合作用，具有受力性能好、承载力高、质量稳定、施工效率高的特点，其经济效益好，应用前景广泛。

Description

一种多轴搅拌劲性复合桩基及其施工方法
技术领域
本发明属于建筑地基基础工程技术领域，具体涉及一种多轴搅拌劲性复合桩基及其施工方法。
背景技术
近些年来，越来越多的土地被开发，建筑物的地下空间被越来越广泛的利用。多高层建筑及构筑物基础工程中一般采用复合地基或桩基础的地基处理方式来改善不良地基土的工程特性，以满足设计所需的承载力和沉降要求。采用预制桩作为不良地基土的摩擦桩时，桩周土体对桩的承载力较低，桩身材料强度的很大部分尚未发挥，桩基沉降过大而无法继续承担荷载；单独采用水泥土搅拌桩加固土层时，因水泥土搅拌桩桩身强度较低，不能承受过大的竖向荷载，沉降变形也较大，使水泥土搅拌桩复合地基的应用受到了限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种多轴搅拌劲性复合桩基及其施工方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多轴搅拌劲性复合桩基，包括地基，所述地基设有多轴水泥土搅拌桩，所述多轴水泥土搅拌桩内设置有预制桩，所述多轴水泥土搅拌桩的顶部设置有垫层，所述垫层顶部设置有承台，所述预制桩贯穿所述垫层并嵌入所述承台，所述预制桩与所述承台之间设置有钢筋笼。
优选的，所述多轴水泥土搅拌桩的顶面与所述地基平齐，所述多轴水泥土搅拌桩的水泥掺入比为14％～18％，所述多轴水泥土搅拌桩的直径d为650mm～850mm，所述多轴水泥土搅拌桩的桩长为10m～32m。
优选的，所述预制桩为预应力混凝土桩，所述预制桩的桩径为400mm～600mm，任意两个所述预制桩之间的桩距大于4倍所述预制桩的桩径。
优选的，所述钢筋笼的下端伸入所述预制桩顶部的空腔内，所述钢筋笼的顶端伸入所述承台中；所述钢筋笼包括4～6根钢筋，所述钢筋的直径为Φ14～Φ22，所述预制桩顶部的空腔填充有混凝土，所述混凝土的填充高度为1.5m～2m。
优选的，所述垫层的厚度为100mm-200mm。
优选的，所述预制桩嵌入所述承台的长度不小于100mm。
优选的，所述多轴搅拌劲性复合桩基，施工步骤如下：
A、根据建筑要求、地基条件等因素确定桩基础方案，设计多轴搅拌劲性复合桩并确定基础尺寸；
B、整平施工场地，并对施工区域的障碍物进行探测清理；
C、使用多轴搅拌桩机在布桩位置施工多轴水泥土搅拌桩；
D、待多轴水泥土搅拌桩施工完成并达到适当强度后，在多轴水泥土搅拌桩顶端端面位置处施工预制桩；
E、重复上述步骤，依次完成桩基础中的多轴水泥土搅拌桩和预制桩的施工；
F、施工垫层；
G、在预制桩桩顶一定范围的空心内插入钢筋笼，并充填混凝土；
H、施工承台。
优选的，所述步骤B中，施工前平整场地并清除地上及地下障碍物，表层土体松软时碾压夯实。
优选的，所述步骤E中，所述预制桩在所述多轴水泥土搅拌桩施工完成并达到适当强度后植入，且施工前重新定位。
本发明公开了以下技术效果：本发明公开一种多轴搅拌劲性复合桩基及其施工方法，多轴水泥土搅拌桩作为预制桩的桩周外过渡柔性桩体，增加了预制桩的桩侧摩阻力，充分发挥预制桩桩身材料强度，减少对场地地基的挤土效应，提高复合地基的承载力；内芯预制桩单桩承载力高、施工效率高，弥补了传统水泥土搅拌桩桩身强度低的缺点。本发明公开的多轴搅拌劲性复合桩充分发挥地基土、水泥土搅拌桩和预制桩三者的协调复合作用，具有受力性能好、承载力高、质量稳定、施工效率高的特点，其经济效益好，应用前景广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明多轴搅拌劲性复合桩基的俯视图；
图2为本发明多轴搅拌劲性复合桩基的结构示意图；
图3为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法中步骤B的施工流程图；
图4为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法中步骤C的施工流程图；
图5为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法中步骤D的施工流程图；
图6为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法中步骤E的施工流程图；
图7为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法中步骤F的施工流程图；
图8为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法中步骤G的施工流程图；
图9为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法中步骤H的施工流程图；
图10为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法实施例2的俯视图；
图11为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法实施例2的结构示意图；
图12为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法实施例3的俯视图；
图13为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法实施例4的俯视图；
图14为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法实施例5的俯视图；
图15为本发明多轴搅拌劲性复合桩基施工方法实施例6的俯视图；
其中1为承台；2为垫层；3为多轴水泥土搅拌桩；4为预制桩；5为钢筋笼。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1-9，本发明提供一种多轴搅拌劲性复合桩基，包括地基，所述地基设有多轴水泥土搅拌桩3，所述多轴水泥土搅拌桩3内设置有预制桩4，所述多轴水泥土搅拌桩3的顶部设置有垫层2，所述垫层2顶部设置有承台1，所述预制桩4贯穿所述垫层2并嵌入所述承台1，所述预制桩3与所述承台1之间设置有钢筋笼5。
进一步优化方案，所述多轴水泥土搅拌桩3的顶面与所述地基平齐，所述多轴水泥土搅拌桩3的水泥掺入比为14％～18％，所述多轴水泥土搅拌桩3的直径为650mm～850mm，所述多轴水泥土搅拌桩3的搭接长度不小于250mm，所述多轴水泥土搅拌桩3的桩长为10m～32m。
进一步优化方案，所述预制桩4为预应力混凝土桩，所述预制桩4的桩径为400mm～600mm，任意两个所述预制桩4之间的桩距大于4倍所述预制桩4的桩径。
进一步优化方案，所述钢筋笼5的下端伸入所述预制桩4顶部的空腔内，所述钢筋笼5的顶端伸入所述承台1中，钢筋笼5将预制桩4和承台1结合在一起，使得预制桩4和承台1结合的强度足够，防止断裂；所述钢筋笼5包括4～6根钢筋，所述钢筋的直径为Φ14～Φ22，所述预制桩4顶部的空腔填充有混凝土，所述混凝土的填充高度为1.5m～2m；并保证钢筋笼5和预制桩4的结合的强度。
进一步优化方案，所述垫层2的厚度为100mm-200mm。
进一步优化方案，所述预制桩4嵌入所述承台1的长度不小于100mm。
进一步优化方案，所述的多轴搅拌劲性复合桩基，施工步骤如下：
A、根据建筑要求、地基条件等因素确定桩基础方案，设计多轴搅拌劲性复合桩并确定基础尺寸；
B、整平施工场地，并对施工区域的障碍物进行探测清理；
C、使用多轴搅拌桩机在布桩位置施工多轴水泥土搅拌桩3；
D、待多轴水泥土搅拌桩3施工完成并达到适当强度后，在多轴水泥土搅拌桩3中间轴的中心位置处施工预制桩4；预制桩4的总长度大于、等于或小于多轴水泥土搅拌桩3的总长度，当预制桩4的总长度大于多轴水泥土搅拌桩3的总长度时，预制桩4底端伸出多轴水泥土搅拌桩3的底端的长度根据地层条件确定；
E、重复上述步骤，依次完成桩基础中的多轴水泥土搅拌桩3和预制桩的施工4；
F、施工垫层2；
G、在预制桩桩4顶一定范围的空心内插入钢筋笼5，并充填混凝土；
H、施工承台1，垫层2的边缘尺寸超出承台1约100mm，增加垫层2的受力面积，减小压强。
进一步优化方案，所述步骤B中，施工前平整场地并清除地上及地下障碍物，表层土体松软时碾压夯实，使多轴水泥土搅拌桩3的强度能达到要求。
进一步优化方案，所述步骤E中，所述预制桩4在所述多轴水泥土搅拌桩3施工完成并达到适当强度后植入，且施工前重新定位，保证施工后的多轴搅拌劲性桩基坑支挡结构与设计相同，且受力稳定。
实施例2
参照图3-11，本发明提供一种多轴搅拌劲性复合桩基，其与上述实施例1的不同之处在于：
步骤D、如图10-11所示，待多轴水泥土搅拌桩3施工完成并达到适当强度后，在多轴水泥土搅拌桩3的两个侧轴的中心位置处施工预制桩4，每个多轴水泥土搅拌桩3施工两根预制桩4。
本实施例2应用于需要较高强度多轴搅拌劲性复合桩基的地基环境，每个多轴水泥土搅拌桩3的两侧轴中心设置预制桩4，预制桩4为多轴水泥土搅拌桩3提供了更高的强度，从而使地基强度更高，提供更强的支撑力。
实施例3
参照图3-9以及图12，本发明提供一种多轴搅拌劲性复合桩基，其与上述实施例2的不同之处在于：
步骤C：使用多轴搅拌桩机在布桩位置施工多轴水泥土搅拌桩3，使三个多轴水泥土搅拌桩3首尾相连呈三角形排列。
本实施例3应用于呈现三角形的地基环境，因地制宜，布置多轴水泥土搅拌桩3.
实施例4
参照图3-9以及图13，本发明提供一种多轴搅拌劲性复合桩基，其与上述实施例2的不同之处在于：
步骤C：使用多轴搅拌桩机在布桩位置施工多轴水泥土搅拌桩3，多轴水泥土搅拌桩3是直径为850mm的四轴水泥土搅拌桩，桩长24m，水泥掺量16％。
步骤D：预制桩4采用预应力混凝土管桩，桩径600mm，桩长27m，且深入持力土层，桩距4d＝2.4m；
步骤H；承台1的尺寸为3.4×3.4＝11.56m2。
本实施例4应用于需要较高强度地基的环境，因地制宜，布置多轴水泥土搅拌桩3.
实施例5
参照图3-9以及图14，本发明提供一种多轴搅拌劲性复合桩基，其与上述实施例2的不同之处在于：
步骤C：使用多轴搅拌桩机在布桩位置施工多轴水泥土搅拌桩3，使两组实施例4提到的矩形进行布置，两个矩形相邻的边重合。
本实施例5应用于需要较高强度地基的环境，因地制宜，布置多轴水泥土搅拌桩3.
实施例6
参照图3-9以及图15，本发明提供一种多轴搅拌劲性复合桩基，其与上述实施例2的不同之处在于：
步骤C：使用多轴搅拌桩机在布桩位置施工多轴水泥土搅拌桩3，使若干个实施例4的矩形进行布置，包括横向留个矩形排列，矩形的相临边重合，纵向三个矩形排列布置，任意一个矩形与相邻的矩形的边重合，构成一个更大的矩形，形成满堂布桩。
本实施例6应用于需要较高强度地基的环境，因地制宜，布置多轴水泥土搅拌桩3，满堂布桩工艺还可起到加固坑底软土的效果，对基坑开挖和封底极其有利。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多轴搅拌劲性复合桩基，包括地基，其特征在于：所述地基设有多轴水泥土搅拌桩(3)，所述多轴水泥土搅拌桩(3)内设置有预制桩(4)，所述多轴水泥土搅拌桩(3)的顶部设置有垫层(2)，所述垫层(2)顶部设置有承台(1)，所述预制桩(4)贯穿所述垫层(2)并嵌入所述承台(1)，所述预制桩(3)与所述承台(1)之间设置有钢筋笼(5)。
2.根据权利要求1所述的一种多轴搅拌劲性复合桩基，其特征在于：所述多轴水泥土搅拌桩(3)的顶面与所述地基平齐，所述多轴水泥土搅拌桩(3)的水泥掺入比为14％～18％，所述多轴水泥土搅拌桩(3)的直径d为650mm～850mm，，所述多轴水泥土搅拌桩(3)的桩长为10m～32m。
3.根据权利要求1所述的一种多轴搅拌劲性复合桩基，其特征在于：所述预制桩(4)为预应力混凝土桩，所述预制桩(4)的桩径为400mm～600mm，任意两个所述预制桩(4)之间的桩距大于4倍所述预制桩(4)的桩径。
4.根据权利要求1所述的一种多轴搅拌劲性复合桩基，其特征在于：所述钢筋笼(5)的下端伸入所述预制桩(4)顶部的空腔内，所述钢筋笼(5)的顶端伸入所述承台(1)中；所述钢筋笼(5)包括4～6根钢筋，所述钢筋的直径为Φ14～Φ22，所述预制桩(4)顶部的空腔填充有混凝土，所述混凝土的填充高度为1.5m～2m。
5.根据权利要求1所述的一种多轴搅拌劲性复合桩基，其特征在于：所述垫层(2)的厚度为100mm-200mm。
6.根据权利要求1所述的一种多轴搅拌劲性复合桩基，其特征在于：所述预制桩(4)嵌入所述承台(1)的长度不小于100mm。
7.一种多轴搅拌劲性复合桩基的施工方法，根据权利要求1-6任一项所述的一种多轴搅拌劲性复合桩基，其特征在于，包括如下步骤：
A、根据建筑要求、地基条件等因素确定桩基础方案，设计多轴搅拌劲性复合桩并确定基础尺寸；
B、整平施工场地，并对施工区域的障碍物进行探测清理；
C、使用多轴搅拌桩机在布桩位置施工多轴水泥土搅拌桩(3)；
D、待多轴水泥土搅拌桩(3)施工完成并达到适当强度后，在多轴水泥土搅拌桩(3)顶端端面位置处施工预制桩(4)；
E、重复上述步骤，依次完成桩基础中的多轴水泥土搅拌桩(3)和预制桩的施工(4)；
F、施工垫层(2)；
G、在预制桩(4)桩顶一定范围的空心内插入钢筋笼(5)，并充填混凝土；
H、施工承台(1)。
8.根据权利要求7所述的一种多轴搅拌劲性复合桩基的施工方法，其特征在于：所述步骤B中，施工前平整场地并清除地上及地下障碍物，表层土体松软时碾压夯实。
9.根据权利要求7所述的一种多轴搅拌劲性复合桩基及其施工方法，其特征在于：所述步骤E中，所述预制桩(4)在所述多轴水泥土搅拌桩(3)施工完成后植入，且施工前重新定位。
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