CN112878307B - 一种地基联桩加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地基联桩加固方法，属于建筑施工方法技术领域。在设计位置打出直径大于型管直径的预灌孔；将扩孔辅助工具插设在预灌孔内；从型管的上端开口处投放爆炸组件，爆炸组件包括若干串联呈圈的炸药包；从型管顶部处点燃炸药包的引线，在预灌孔的底部形成扩径孔；旋转型管，调整辐片的位置后，依照上述步骤再次爆破，以增大扩径孔的孔径；待扩径孔的孔径达到设计尺寸后，在预灌孔内安放钢筋笼，灌注混凝土，振捣使混凝土充实扩径孔和钢筋笼内外侧，待混凝土干固，即形成可用于连接建筑物地基的梁柱的地桩。本发明具有强度高、稳定性高等优点。

Description

一种地基联桩加固方法

技术领域

本发明属于建筑施工方法技术领域，涉及一种地基联桩加固方法。

背景技术

建筑物地基的处理方法有很多，其中，混凝土造桩是常见的地基加固方法，承接建筑物梁柱结构后，能够增强建筑物承载能力和稳定性。

灌注桩是直接在设计的桩位开孔，然后在孔内加放钢筋笼，再浇灌混凝土而成。为了进一步增强浇注桩的稳定性和承载强度，现有技术中有采用爆破灌桩的施工方法，现有的爆破灌桩施工方法中，先将炸药包投放至桩孔底部，为了避免炸药引爆后碎石从桩孔溅出，也为了使爆炸的冲击力尽可能的作用在桩孔外围，在投放炸药包后需要对桩孔内投入一定量的沙石，以封堵桩孔，这种做法的缺陷在于：1、由于爆破后，沙石会填充桩孔底部部分空间，影响了“扩孔”效果，使扩孔的尺寸受沙石影响而变小；2、不能够进行二次爆破，一方面是二次爆破需要再次投放沙石，会进一步的影响扩孔的尺寸，另一方面是第一次爆破后扩孔附近的岩土趋于硬化，同时也受到爆破冲击力作用而被夯实，第三方面是再次投放炸药包的位置不能够靠近扩孔外围，爆破过程中对扩孔外围的岩土的冲击力会大大降低；3、受到桩孔底部外围岩土环境的影响，现有的做法不能够确保扩孔趋于均匀，也就是说扩孔可能会受到炸药包位置、岩土各部位松弛程度、石块分布等情况而造成“相对桩孔偏置”或季度不规则，影响灌注桩的质量，也会增大灌注混凝土的难度和灌注混凝土后混凝土的分布，部分情况下可能会在土层和混凝土之间形成“空洞”；4、桩孔都是按照设计位置开设的，如果单次爆破无法达到理想效果，二次爆破又难以实施，可能需要更换灌桩的位置，从而影响施工。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种地基联桩加固方法，本发明所要解决的技术问题是如何提高建筑物地基的强度和稳定性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种地基联桩加固方法，其特征在于，本施工方法依赖一个扩孔辅助工具，所述扩孔辅助工具包括型管、定位柱和若干辐片，各辐片周向均匀分布在型管下端，所述辐片的上端固定在型管的外壁上，所述辐片的下端固定在定位柱外壁面，所述辐片为具有弹性的钢片，所述辐片外包裹有防护层，所述定位柱外径小于型管的外径，所述定位柱的上端具有导向锥，所述定位柱的下端具有定位锥，所述导向锥为上端直径小于下端直径的锥柱状，所述定位锥为下端直径小于上端直径的锥柱状；

施工方法包括如下步骤：A、在设计位置打出直径大于型管直径的预灌孔；B、将扩孔辅助工具插设在预灌孔内，使定位柱位于预灌孔的底部；C、从型管的上端开口处投放爆炸组件，所述爆炸组件包括若干串联呈圈的炸药包，相邻炸药包之间通过软绳相连，投放爆炸组件时按压型管上端，使各辐片的中部外扩，并使导向锥的上端位于型管下端的开口处，以使爆炸组件能够套设在导向锥上，通过控制爆炸组件的直径来控制爆炸组件在导向锥上被定位时的位置，从而使爆破位置可控；D、从型管顶部处点燃炸药包的引线，并在型管上端持续施加向下的压力，爆破时各炸药包同步引爆，在预灌孔的底部形成扩径孔；E、一次爆破完成后，上拉型管，使辐片脱离扩径孔孔壁，然后旋转型管，调整辐片的位置后，依照上述步骤再次爆破，以增大扩径孔的孔径；F、待扩径孔的孔径达到设计尺寸后，取出型管，通过下压型管，观察型管可下行的深度即可估测扩径孔的孔径；G、在预灌孔外侧纵向打入多个辅助桩，使所述辅助桩贯穿预灌孔外侧的扩径孔，并回填辅助桩上方的孔隙；H、在预灌孔内安放钢筋笼，灌注混凝土，振捣使混凝土充实扩径孔和钢筋笼内外侧，待混凝土干固，即形成可用于连接建筑物地基的梁柱的地桩。

进一步的，所述防护层为包覆在辐片上的聚氨酯层。

聚氨酯层为高强度的塑性材料，简称聚氨酯弹性体，也简称为TPU，可对辐片进行保护，避免其受爆破冲击力影响而形变、高温，使各辐片弹性恢复力得以保持。

进一步的，所述辐片中部的宽度小于两端的宽度。

辐片的中部较窄，而两端较宽，使爆破的冲击力尽可能的作用在预灌孔外侧，避免扩径孔上下侧受到较大影响，从而使扩径孔的形状和位置在可控范围内。

进一步的，所述辐片呈螺旋状。

进一步的，所述辐片的两端之间呈180°或360°或520°的相位角。

呈螺旋状的辐片，由于其两端被固定，且中部较窄，使辐片的中部形成螺旋刀片状，能够减少辐片与扩径孔内侧面之间的接触面积，增大爆破时对土层的冲击面积。

进一步的，步骤B施工过程中，通过下压型管使辐片中部与预灌孔下端的周面抵靠，然后旋转型管以初步对预灌孔的下端周面进行扩径。

下压型管，并使型管旋转，可利用螺旋状的辐片对土层进行刮除，初步扩孔，一方面可以在土层尚未受高温硬化之前进行初步扩孔，提高爆破的效果，另一方面可以使型管能够下行的深度更大，便于炸药包安放，也能够使首次爆破时即可通过导向锥初步对型管下端进行不完全遮挡。

进一步的，可根据需要，通过下压型管的同时旋转型管，然后上拉型管，完成取土。

下压型管，使辐片中部外凸，在旋转型管时可 将预灌孔或扩径孔内的土渣卷入各辐片包围的容腔内，上拉型管后，由于辅片区域竖直，相邻辐片之间的间距减小，容腔区域封闭，可将卷入其中的土渣带出地面之上。

进一步的，所述型管由多根拼接管组成，所述拼接管的一端具有导向插接部，所述拼接管的另一端具有与导向插接部对应的导向台阶，相邻拼接管之间连接有复位弹簧。

进一步的，所述拼接管的两端分别具有与复位弹簧适配的定位环槽。

进一步的，所述复位弹簧的两端分别固定设置有一安装盘，所述安装盘能够插设在对应的定位环槽内。

拼接管之间的复位弹簧可用于爆破过程中的缓冲、旋转型管时的缓冲，安装盘通过螺栓固定在定位环内，使型管的长度可根据拼接管的数量来控制，以适应不同深度的地桩的施工。

与现有技术相比，本方案具有如下优点：

由于导向锥的存在，可对串联成圈的各炸药包的安放位置可控，即通过各炸药包成圈的直径，配合锥柱状的导向锥，使各炸药包投放后定位精准；

定位锥用于扩径辅助工具插入预灌孔后的定位，其锥度较大，爆破过程中不容易下陷；

定位锥能够对炸药包投放过程中对炸药包进行导向，同时也能够用于部分封堵型管的下端开口，由于炸药包套设在定位锥上后，各炸药包并不处于型管的轴线位置，爆破过程中从型管上端溅出物较少，且由型管底部由下至上的沙石飞溅方向并非在型管轴线上，从而飞溅的沙石很难到达型管顶部，而且，在爆破过程中型管上端处于按压状态，即封堵状态，无需沙石填充，其安全性较高；

由于爆破过程中，扩径孔孔壁部分岩土受到辐片的遮挡，使扩径孔孔壁形成与相邻辐片之间的间隙对应的深槽，浇注混凝土后，混凝土与土层之间的连接强度更高，地桩的支撑强度和可靠度更高；

由于扩径孔的位置、形状相比现有技术更加可控，地桩的强度更高。

附图说明

图1是步骤A在土层中开设的预灌孔的结构示意图。

图2是步骤B的施工状态示意图。

图3是步骤C施工过程中型管下压时的状态示意图。

图4是步骤C施工过程中炸药包安装后的状态示意图。

图5是一次扩孔后的状态示意图。

图6是成型后的地桩的结构示意图。

图7是扩孔辅助工具中辐片外扩后的俯视图。

图8是辐片的结构示意图。

图9是型管的截面图。

图中，1、型管；11、拼接管；12、导向插接部；13、导向台阶；14、复位弹簧；15、安装盘；2、定位柱；3、辐片；4、导向锥；5、定位锥；6、预灌孔；7、扩径孔；8、钢筋笼；9、爆炸组件；10、辅助桩。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图2和图7所示，扩孔辅助工具包括型管1、定位柱2和若干辐片3，各辐片3周向均匀分布在型管1下端，辐片3的上端固定在型管1的外壁上，辐片3的下端固定在定位柱2外壁面，辐片3为具有弹性的钢片，辐片外包裹有防护层，定位柱2外径小于型管1的外径，定位柱2的上端具有导向锥4，定位柱2的下端具有定位锥5，导向锥4为上端直径小于下端直径的锥柱状，定位锥5为下端直径小于上端直径的锥柱状；

防护层为包覆在辐片3上的聚氨酯层。聚氨酯层为高强度的塑性材料，简称聚氨酯弹性体，也简称为TPU，可对辐片3进行保护，避免其受爆破冲击力影响而形变、高温，使各辐片3弹性恢复力得以保持。

辐片3中部的宽度小于两端的宽度。辐片3的中部较窄，而两端较宽，使爆破的冲击力尽可能的作用在预灌孔6外侧，避免扩径孔7上下侧受到较大影响，从而使扩径孔7的形状和位置在可控范围内。

施工方法如下：如图1所示，按照设计直径和设计深度，在设计位置，通过打孔机打出直径大于型管1直径的预灌孔6；如图2所示，将扩孔辅助工具插设在预灌孔6内，使定位柱2位于预灌孔6的底部，通过定位锥5使扩孔辅助工具的位置居于预灌孔6中心位置；如图4所示，从型管1的上端开口处投放爆炸组件9，爆炸组件9包括若干串联呈圈的炸药包，相邻炸药包之间通过软绳相连，引线牵引至型管1顶部，如图3所示，投放爆炸组件9时通过打孔机或液压千斤顶按压型管1上端，使各辐片3的中部外扩，以提高整个扩孔辅助工具在预灌孔6内的稳定性，并使导向锥4的上端位于型管1下端的开口处，以使爆炸组件9能够套设在导向锥4上，通过控制爆炸组件9的直径来控制爆炸组件9在导向锥4上被定位时的位置，从而使爆破位置可控；如图5所示，从型管1顶部处点燃炸药包的引线，并在型管1上端持续施加向下的压力，此时的下压力要相比引爆前更大，以克服引爆过程中的冲击力对各部件位置的影响，爆破时各炸药包同步引爆，在预灌孔6的底部形成扩径孔7；一次爆破完成后，上拉型管1，使辐片3脱离扩径孔7孔壁，然后旋转型管1，调整辐片3的位置后，依照上述步骤再次爆破，以增大扩径孔7的孔径，辐片3尽可能的位于上一次爆破形成的深槽内；在预灌孔6外侧纵向打入多个辅助桩10，使辅助桩10贯穿预灌孔外侧的扩径孔7，并回填辅助桩10上方的孔隙；如图6所示，待扩径孔7的孔径达到设计尺寸后，取出型管1，通过下压型管1，观察型管1可下行的深度即可估测扩径孔7的孔径；在预灌孔6内安放钢筋笼8，灌注混凝土，振捣使混凝土充实扩径孔7和钢筋笼8内外侧，待混凝土干固，即形成可用于连接建筑物地基的梁柱的地桩。

作为细化和补充，如图8所示，辐片3呈螺旋状，具体而言，辐片3的两端之间呈180°或360°或520°的相位角。

呈螺旋状的辐片3，由于其两端被固定，且中部较窄，使辐片3的中部形成螺旋刀片状，能够减少辐片3与扩径孔7内侧面之间的接触面积，增大爆破时对土层的冲击面积。

步骤B施工过程中，通过下压型管1使辐片3中部与预灌孔6下端的周面抵靠，然后旋转型管1以初步对预灌孔6的下端周面进行扩径。下压型管1，并使型管1旋转，可利用螺旋状的辐片3对土层进行刮除，初步扩孔，一方面可以在土层尚未受高温硬化之前进行初步扩孔，提高爆破的效果，另一方面可以使型管1能够下行的深度更大，便于炸药包安放，也能够使首次爆破时即可通过导向锥4初步对型管1下端进行不完全遮挡。

可根据需要，通过下压型管1的同时旋转型管1，然后上拉型管1，完成取土。下压型管1，使辐片3中部外凸，在旋转型管1时可 将预灌孔6或扩径孔7内的土渣卷入各辐片3包围的容腔内，上拉型管1后，由于辅片区域竖直，相邻辐片3之间的间距减小，容腔区域封闭，可将卷入其中的土渣带出地面之上。

如图9所示，型管1由多根拼接管11组成，拼接管11的一端具有导向插接部12，拼接管11的另一端具有与导向插接部12对应的导向台阶13，相邻拼接管11之间连接有复位弹簧14。拼接管11的两端分别具有与复位弹簧14适配的定位环槽。复位弹簧14的两端分别固定设置有一安装盘15，安装盘15能够插设在对应的定位环槽内。

拼接管11之间的复位弹簧14可用于爆破过程中的缓冲、旋转型管1时的缓冲，安装盘15通过螺栓固定在定位环内，使型管1的长度可根据拼接管11的数量来控制，以适应不同深度的地桩的施工。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种地基联桩加固方法，其特征在于，本施工方法依赖一个扩孔辅助工具，所述扩孔辅助工具包括型管（1）、定位柱（2）和若干辐片（3），各辐片（3）周向均匀分布在型管（1）下端，所述辐片（3）的上端固定在型管（1）的外壁上，所述辐片（3）的下端固定在定位柱（2）外壁面，所述辐片（3）为具有弹性的钢片，所述辐片外包裹有防护层，所述定位柱（2）外径小于型管（1）的外径，所述定位柱（2）的上端具有导向锥（4），所述定位柱（2）的下端具有定位锥（5），所述导向锥（4）为上端直径小于下端直径的锥柱状，所述定位锥（5）为下端直径小于上端直径的锥柱状；

施工方法包括如下步骤：A、在设计位置打出直径大于型管（1）直径的预灌孔（6）；B、将扩孔辅助工具插设在预灌孔（6）内，使定位柱（2）位于预灌孔（6）的底部；C、从型管（1）的上端开口处投放爆炸组件（9），所述爆炸组件（9）包括若干串联呈圈的炸药包，相邻炸药包之间通过软绳相连，投放爆炸组件（9）时按压型管（1）上端，使各辐片（3）的中部外扩，并使导向锥（4）的上端位于型管（1）下端的开口处，以使爆炸组件（9）能够套设在导向锥（4）上，通过控制爆炸组件（9）的直径来控制爆炸组件（9）在导向锥（4）上被定位时的位置，从而使爆破位置可控；D、从型管（1）顶部处点燃炸药包的引线，并在型管（1）上端持续施加向下的压力，爆破时各炸药包同步引爆，在预灌孔（6）的底部形成扩径孔（7）；E、一次爆破完成后，上拉型管（1），使辐片（3）脱离扩径孔（7）孔壁，然后旋转型管（1），调整辐片（3）的位置后，依照上述步骤再次爆破，以增大扩径孔（7）的孔径；F、待扩径孔（7）的孔径达到设计尺寸后，取出型管（1），通过下压型管（1），观察型管（1）可下行的深度即可估测扩径孔（7）的孔径；G、在预灌孔（6）外侧纵向打入多个辅助桩（10），使所述辅助桩（10）贯穿预灌孔（6）外侧的扩径孔（7），并回填辅助桩（10）上方的孔隙；H、在预灌孔（6）内安放钢筋笼（8），灌注混凝土，振捣使混凝土充实扩径孔（7）和钢筋笼（8）内外侧，待混凝土干固，即形成可用于连接建筑物地基的梁柱的地桩；

所述辐片（3）呈螺旋状；步骤B施工过程中，通过下压型管（1）使辐片（3）中部与预灌孔（6）下端的周面抵靠，然后旋转型管（1）以初步对预灌孔（6）的下端周面进行扩径；

可根据需要进行取土作业，操作方式为：通过下压型管（1）的同时旋转型管（1），然后上拉型管（1），将土渣送至地面之上。

2.根据权利要求1所述一种地基联桩加固方法，其特征在于，所述防护层为包覆在辐片（3）上的聚氨酯层。

3.根据权利要求1所述一种地基联桩加固方法，其特征在于，所述辐片（3）中部的宽度小于两端的宽度。

4.根据权利要求3所述一种地基联桩加固方法，其特征在于，所述辐片（3）的两端之间呈180°或360°或520°的相位角。

5.根据权利要求1或2或3或4所述一种地基联桩加固方法，其特征在于，所述型管（1）由多根拼接管（11）组成，所述拼接管（11）的一端具有导向插接部（12），所述拼接管（11）的另一端具有与导向插接部（12）对应的导向台阶（13），相邻拼接管（11）之间连接有复位弹簧（14）。

6.根据权利要求5所述一种地基联桩加固方法，其特征在于，所述拼接管（11）的两端分别具有与复位弹簧（14）适配的定位环槽。

7.根据权利要求6所述一种地基联桩加固方法，其特征在于，所述复位弹簧（14）的两端分别固定设置有一安装盘（15），所述安装盘（15）能够插设在对应的定位环槽内。

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