CN113250189B - 一种加固预应力管桩的组合桩基的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加固预应力管桩的组合桩基的施工方法，包括以下步骤：A1：先施工预应力管桩(6)；A2：再在预应力管桩(6)外侧打入钢管桩(7)，钢管桩(7)桩端伸入持力层土体(4)中，在钢管桩(7)与预应力管桩(6)之间通过两根钢制注浆花管(10)将微膨胀型聚合物水泥浆注入；A3：最后清理预应力管桩(6)内的泥土放入托板(9)后下入钢筋笼(8)并用细石混凝土(15)充满浇筑；A4：然后整平垃圾填埋层(3)并铺上素混凝土垫层(2)，最后在素混凝土垫层(2)上施工上部结构基础(1)，并将预应力管桩(6)顶端和钢管桩(7)顶端锚入上部结构基础(1)内，这样形成一种组合桩基，达到提高抗压、抗剪以及稳定性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种加固预应力管桩的组合桩基的施工方法，适用于建筑工程的预应力管桩或者复合地基中的桩基加固方法。
背景技术
随着城市的发展，建筑用地的需求也越来越大，一些地质条件较差的地基也逐渐受到重视，尤其是深厚的建筑垃圾或者生活垃圾填埋场地。所述垃圾填埋场地的成分不一，颗粒尺寸大小悬殊，颗粒间孔隙大小不一，压缩性高。常常采用换填土法或者注浆加固法进行地基处理，但地基处理面积较大，处理深度差异较大时，造成地基处理成本过高，施工周期过长的问题。采用桩基础或者复合地基的桩基处理时，在垃圾填埋场地形成的土层中容易产生负摩阻力，造成承载力不足的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足提供一种加固预应力管桩的组合桩基的施工方法。
本发明采用以下技术方案：
一种加固预应力管桩的组合桩基的施工方法，A1：先施工预应力管桩(6)，预应力管桩(6)底端伸入持力层土体(4)中一定深度，通过钢制注浆花管(10)将微膨胀型聚合物水泥浆注入桩端持力层土体(4)中，形成桩端注浆加固体(5)使原来桩端持力层土体(4)的土粒快速固结成一个球体，提高桩端阻力；A2：再在预应力管桩(6)外侧打入钢管桩(7)，钢管桩(7)桩端伸入持力层土体(4)中，在钢管桩(7)与预应力管桩(6)之间通过两根钢制注浆花管(10)将微膨胀型聚合物水泥浆注入，增强钢管桩(7)与预应力管桩(6)之间的粘结强度，增大桩径达到提高竖向侧摩阻力，同时也增大桩端的截面面积，达到提高竖向抗压承载力的目的；A3：最后清理预应力管桩(6)内的泥土放入托板(9)后下入钢筋笼(8)并用细石混凝土(15)充满浇筑，提高桩基的抗剪承载力；A4：然后整平垃圾填埋层(3)并铺上素混凝土垫层(2)，最后在素混凝土垫层(2)上施工上部结构基础(1)，并将预应力管桩(6)顶端和钢管桩(7)顶端锚入上部结构基础(1)内。
所述的施工方法，组合桩基包括地基部分和管桩部分，地基部分自上而下包括上部结构基础(1)、素混凝土垫层(2)、垃圾填埋层(3)、持力层土体(4)；管桩部分包括预应力管桩(6)、钢管桩(7)和钢筋笼(8)，预应力管桩(6)、钢管桩(7)的底部位于持力层土体(4)中，中部位于垃圾填埋层(3)中，顶部位于上部结构基础(1)和素混凝土垫层(2)中。
所述的施工方法，在预应力管桩(6)和钢管桩(7)之间设置有两根钢制注浆花管(10)，该钢制注浆花管(10)的底部周向设置有注浆孔(12)，通过该注浆孔(12)将微膨胀型聚合物水泥浆注入到预应力管桩(6)和钢管桩(7)之间形成加固体(14)，最底端固定设置有楔形尖头(11)，楔形尖头(11)底部和预应力管桩(6)和钢管桩(7)的底部平齐，该两根钢制注浆花管(10)对称的设置在位于预应力管桩(6)和钢管桩(7)的径向上；预应力管桩(6)的内部设置钢筋笼(8)，预应力管桩(6)的底部放置托板(9)，在钢筋笼(8)内部也插入一根较长的钢制注浆花管(10)，该较长的钢制注浆花管(10)的底部注浆孔(12)和楔形尖头(11)穿过托板(9)，突出在预应力管桩(6)和钢管桩(7)的外部，通过该较长的钢制注浆花管(10)将微膨胀型聚合物水泥浆注入持力层土体(4)中形成一桩端注浆加固体(5)；在钢筋笼(8)内部用细石混凝土(15)充满浇筑形成细石混凝土加固体(15)。
所述的施工方法，步骤A2中：注浆量按式Q＝αβπnhR2计算，式中：Q为注浆量，单位m3；α为浆液损耗系数，取1.15～1.3；β为浆液充填系数，取0.4～0.95；π为圆周率；n为土体孔隙率；h为注浆段长度，单位m；R为注浆扩散半径，单位m，取1.5～3倍预应力管桩外直径，注浆压力取1.5～5Mpa。
所述的施工方法，所述预应力管桩(6)是预应力管桩或者复合地基处理的CFG桩。
所述的施工方法，所述钢管桩(7)可以是圆形截面或者方形截面；钢管桩(7)的内壁距预应力管桩(6)的外壁的距离应不小于100mm；钢管桩(7)内外侧喷涂防腐层。
所述的施工方法，所述微膨胀型聚合物水泥浆，固体组成成分为：MgO或者CaO为0.3％～0.6％、木质素纤维0.2％～0.4％、SiO2为0.5％～0.7％，聚丙烯纤维为0.4％～0.6％；丁腈橡胶为0.5％～0.7％，水泥为97％～98％，混合后与水的质量比为1:1。
本发明通过在预应力管桩6外侧打入钢管桩7，钢管桩7桩端伸入持力层土体4中，在钢管桩7与预应力管桩6之间过钢制注浆花管10将微膨胀型聚合物水泥浆的注入，增强钢管桩7与预应力管桩6之间的粘结强度，增大桩径达到提高竖向侧摩阻力，同时也增大桩端的截面面积，达到提高竖向抗压承载力的目的；本发明通过在预应力管桩6内下入钢筋笼8并用细石混凝土15充满浇筑，提高桩基的抗剪承载力；这样形成一种组合桩基，达到提高抗压、抗剪以及稳定性的目的。本发明还通过整平垃圾填埋层3并铺上100mm素混凝土垫层2，最后在素混凝土垫层2上施工上部结构基础1，并将预应力管桩6顶端和钢管桩7顶端锚入上部结构基础1内不少于50mm，达到共同受力的效果。
附图说明
图1为本发明一种加固预应力管桩的组合桩基示意图；
图2是钢制注浆花管的分解图；
图3是图1的A-A剖面图；
图4是图1的B-B剖面图；
图5是图1的C-C剖面图；
图6是图1的D-D剖面图；
图7是图1的E-E剖面图；
图中1、上部结构基础；2、素混凝土垫层；3、垃圾填埋层；4、持力层土体；5、桩端注浆加固体；6、预应力管桩；7、钢管桩；8、钢筋笼；9、托板；10、钢制注浆花管；11、楔形尖头；12、注浆孔；13、楔形角钢护孔板；14、加固体；15、细石混凝土加固体。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
如图1-7所示，一种加固预应力管桩的组合桩基，地基部分自上而下包括上部结构基础1、素混凝土垫层2、垃圾填埋层3、持力层土体4；管桩部分包括预应力管桩6、钢管桩7和钢筋笼8，预应力管桩6、钢管桩7的底部位于持力层土体4中，中部位于垃圾填埋层3中，顶部位于上部结构基础1和素混凝土垫层2中；在预应力管桩6和钢管桩7之间插入两根钢制注浆花管10，该钢制注浆花管10的底部周向设置有注浆孔12，通过该注浆孔12将微膨胀型聚合物水泥浆注入到预应力管桩6和钢管桩7之间形成加固体14，最底端固定设置有楔形尖头11，楔形尖头11底部和预应力管桩6和钢管桩7的底部平齐，如图1、3、4所示，该两根钢制注浆花管10对称的设置在位于预应力管桩6和钢管桩7的径向上；预应力管桩6的内部设置钢筋笼8，预应力管桩6的底部放置托板9，在钢筋笼8内部也插入一根较长的钢制注浆花管10，该较长的钢制注浆花管10的底部注浆孔12和楔形尖头11穿过托板9，突出在预应力管桩6和钢管桩7的外部，通过该较长的钢制注浆花管10将微膨胀型聚合物水泥浆注入持力层土体4中形成一桩端注浆加固体5；在钢筋笼8内部用细石混凝土15充满浇筑形成细石混凝土加固体15。
本发明还提供一种加固预应力管桩的组合桩基的施工方法，先施工预应力管桩6，预应力管桩6底端伸入持力层土体4中一定深度，通过钢制注浆花管10将微膨胀型聚合物水泥浆注入桩端持力层土体4中，形成桩端注浆加固体5使原来桩端持力层土体4的土粒快速固结成一个球体，提高桩端阻力；再在预应力管桩6外侧打入钢管桩7，钢管桩7桩端伸入持力层土体4中，在钢管桩7与预应力管桩6之间通过两根钢制注浆花管10将微膨胀型聚合物水泥浆注入，注浆量按式Q＝αβπnhR2计算，式中：Q为注浆量，单位m3；α为浆液损耗系数，取1.15～1.3；β为浆液充填系数，取0.4～0.95；π为圆周率；n为土体孔隙率；h为注浆段长度，单位m；R为注浆扩散半径，单位m，取1.5～3倍预应力管桩外直径，注浆压力取1.5～5MPa，增强钢管桩7与预应力管桩6之间的粘结强度，增大桩径达到提高竖向侧摩阻力，同时也增大桩端的截面面积，达到提高竖向抗压承载力的目的；最后清理预应力管桩6内的泥土放入托板9后下入钢筋笼8并用细石混凝土15充满浇筑，提高桩基的抗剪承载力；这样形成一种组合桩基，达到提高抗压、抗剪以及稳定性的目的。然后整平垃圾填埋层3并铺上100mm素混凝土垫层2，最后在素混凝土垫层2上施工上部结构基础1，并将预应力管桩6顶端和钢管桩7顶端锚入上部结构基础1内不少于50mm，达到共同受力的效果。
所述预应力管桩6可以是预应力管桩或者复合地基处理的CFG桩等，并通过钢管桩7与预应力管桩6之间通过钢制注浆花管10在桩端持力层土体4注浆形成桩端注浆加固体5；
所述钢管桩7可以是圆形截面或者方形截面；钢管桩7的内壁距预应力管桩6的外壁的距离应不小于100mm；钢管桩7内外侧喷涂防腐层。
所述微膨胀型聚合物水泥浆，固体组成成分为：MgO或者CaO为0.3％～0.6％、木质素纤维0.2％～0.4％、SiO2为0.5％～0.7％，聚丙烯纤维为0.4％～0.6％；丁腈橡胶为0.5％～0.7％，水泥为97％～98％，混合后与水的质量比为1:1。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种加固预应力管桩的组合桩基的施工方法，其特征在于，A1：先施工预应力管桩（6），预应力管桩（6）底端伸入持力层土体（4）中一定深度，通过钢制注浆花管（10）将微膨胀型聚合物水泥浆注入桩端持力层土体（4）中，形成桩端注浆加固体（5）使原来桩端持力层土体（4）的土粒快速固结成一个球体，提高桩端阻力；A2：再在预应力管桩（6）外侧打入钢管桩（7），钢管桩（7）桩端伸入持力层土体（4）中，在钢管桩（7）与预应力管桩（6）之间通过两根钢制注浆花管（10）将微膨胀型聚合物水泥浆注入，增强钢管桩（7）与预应力管桩（6）之间的粘结强度，增大桩径达到提高竖向侧摩阻力，同时也增大桩端的截面面积，达到提高竖向抗压承载力的目的；A3：最后清理预应力管桩（6）内的泥土放入托板（9）后下入钢筋笼（8）并用细石混凝土（15）充满浇筑，提高桩基的抗剪承载力；A4：然后整平垃圾填埋层（3）并铺上素混凝土垫层（2），最后在素混凝土垫层（2）上施工上部结构基础（1），并将预应力管桩（6）顶端和钢管桩（7）顶端锚入上部结构基础（1）内；组合桩基包括地基部分和管桩部分，地基部分自上而下包括上部结构基础（1）、素混凝土垫层（2）、垃圾填埋层（3）、持力层土体（4）；管桩部分包括预应力管桩（6）、钢管桩（7）和钢筋笼（8），预应力管桩（6）、钢管桩（7）的底部位于持力层土体（4）中，中部位于垃圾填埋层（3）中，顶部位于上部结构基础（1）和素混凝土垫层（2）中；在预应力管桩（6）和钢管桩（7）之间设置有两根钢制注浆花管（10），该钢制注浆花管（10）的底部周向设置有注浆孔（12），通过该注浆孔（12）将微膨胀型聚合物水泥浆注入到预应力管桩（6）和钢管桩（7）之间形成加固体（14），最底端固定设置有楔形尖头（11），楔形尖头（11）底部和预应力管桩（6）和钢管桩（7）的底部平齐，该两根钢制注浆花管（10）对称的设置在位于预应力管桩（6）和钢管桩（7）的径向上；预应力管桩（6）的内部设置钢筋笼（8），预应力管桩（6）的底部放置托板（9），在钢筋笼（8）内部也插入一根较长的钢制注浆花管（10），该较长的钢制注浆花管（10）的底部注浆孔（12）和楔形尖头（11）穿过托板（9），突出在预应力管桩（6）和钢管桩（7）的外部，通过该较长的钢制注浆花管（10）将微膨胀型聚合物水泥浆注入持力层土体（4）中形成一桩端注浆加固体（5）；在钢筋笼（8）内部用细石混凝土（15）充满浇筑形成细石混凝土加固体（15）。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤A2中：注浆量按式Q=αβπnhR2计算，式中：Q为注浆量，单位m3；α为浆液损耗系数，取1.15~1.3；β为浆液充填系数，取0.4~0.95；π为圆周率；n为土体孔隙率；h为注浆段长度，单位m；R为注浆扩散半径，单位m，取1.5~3倍预应力管桩外直径，注浆压力取1.5~5Mpa。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述预应力管桩（6）还可以是复合地基处理的CFG桩。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述钢管桩（7）是圆形截面或者方形截面；钢管桩（7）的内壁距预应力管桩（6）的外壁的距离不小于100mm；钢管桩（7）内外侧喷涂防腐层。
5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述微膨胀型聚合物水泥浆，固体组成成分为：MgO或者CaO为0.3%～0.6%、木质素纤维0.2%～0.4%、SiO2
为0.5%～0.7%，聚丙烯纤维为0.4%～0.6%；丁腈橡胶为0.5%～0.7%，水泥为97%～98%，混合后与水的质量比为1:1。
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