CN1137311C - 干振挤密碎石抗拔防浮桩及其成型方法 - Google Patents

Abstract

一种干振挤密碎石抗拔防浮桩及其成型方法，这是一种通过桩孔夯制、灌置锚头料、锚头成形、开设锚头桩芯植孔、桩芯植入和碎石桩身灌制等工序成型的新结构桩。本发明将具有良好抗地震饱和砂性土层液化的碎石桩技术与具良好抗浮效果的实体混凝土扩大锚头技术相结合，集两种桩型之优点为一体。使本发明达到既能有效地消除地基在地震时饱和砂性土层的液化，又能防止建筑物下浮的目的。

Description

干振挤密碎石抗拔防浮桩及其成型方法

技术领域

本发明涉及的是地基处理施工方法，尤其是干振挤密碎石抗拔防浮桩及其成型方法。

技术背景

在我国长江三角洲、珠江三角洲以及沿海等广泛地区，都分布着不同性质的软弱地层，如：淤泥、冲积土层、沉积土层、松散的饱和砂性土层等。对于工程设计者来说，在这些不良地基上建造构筑物，无非是要解决：地基承载力问题；消除地基不均匀沉降问题；最关键的是有效地消除地震时饱和砂性土层的液化，使构筑物免受破坏。从70年代起，我国引进了碎石(砂)桩技术，该技术应用挤密置换和竖向排水固结的加固软基原理，有效地解决了上述三个问题。迄今，这种处理方法仍然被工程师们广泛应用于实际工程上。近几年来，我国对环境保护越来越重视，特别是沿海经济发达地区，城市污水处理工程正在大规模地开展建设。但由于水处理构筑物都是大体积的水池，其埋深比较深，在地下水位高的情况下，水池的抗浮问题是一个难点之一。在这种地基情况下建水池，除了采用碎石桩外，还要辅助配重或布置锚杆桩来解决抗浮问题，这样无疑是增加了工程造价和延长了施工周期。

发明内容

本发明的目的针对上述现有技术存在的不足，提供一种既能有效地消除地基在地震时饱和砂性土层的液化，又能防止建筑物上浮的干振挤密碎石抗拔防浮桩及其成型方法。

本发明的干振挤密碎石抗拔防浮桩，包括：由干硬性混凝土制成的扩大锚头，其特征在于：由钢筋束或钢筋笼构成的桩芯底端以埋设的方式与扩大锚头固结，围绕桩芯设有碎石粗沙填料构成桩体。

本发明干振挤密碎石抗拔防浮桩的成型方法是：

1)桩孔夯制：将外沉管和内沉管按设计要求的深度打入土层；

2)灌置锚头料：拔出内沉管，根据混凝土扩大锚头的设计要求，灌入相应量的干硬性混凝土；

3)锚头成形：将内沉管插置于外沉管内，利用柴油锤对内沉管进行锤击，即通过内沉管夯击外沉管内的干硬性混凝土，促使外沉管内的干硬性混凝土在内沉管的挤压下脱离外沉管，进入土层，在柴油锤对内沉管不断的夯击下，直至内沉管的上管端与外沉管的上管端平齐，此时，外沉管内的干硬性混凝土全部使进入土层，并向外扩散形成混凝土扩大锚头；

4)开设锚头桩芯植孔：利用柴油锤对外沉管和内沉管再次锤击，使套有外沉管的内沉管伸入混凝土扩大锚头，即在混凝土扩大锚头上开设一供桩芯埋植的腔孔，腔孔的深度H至少为50CM；

5)桩芯植入：拔出内沉管，将用作桩芯的钢筋笼或钢筋束插入外沉管，直至混凝土扩大锚头的腔孔底部；然后向植有桩芯的混凝土扩大锚头腔孔内填充混凝土，待混凝土凝固后，即可使混凝土扩大锚头与桩芯固结成一体；

6)碎石桩身灌制：将碎石、粗沙等填料灌入外沉管，并启动设置在外沉管端的振动锤，在振动状态下边向外将提拔外沉管，边向外沉管内充填填料，直至外沉这全部脱离桩孔，即完成干振挤密碎石抗拔防浮桩的成型。

本发明的干振挤密碎石抗拔防浮桩的设计原理是：将具有良好抗地震饱和砂性土层液化的碎石桩技术与具良好抗浮效果的实体混凝土扩大锚头技术相结合，集两种桩型之优点为一体。即：采用碎石、粗砂或其它填料作为桩身的骨料，起到碎石桩的挤密土体和竖向排水，提高地耐力，消除地基不均匀沉降和消除地震液化作用；桩芯设置通长的钢筋束或钢筋笼，起锚杆作用；扩大的混凝土锚头则起到抗浮作用。上述结构特点实现了本发明的干振挤密碎石抗拔防浮桩达到既能有效地消除地基在地震时饱和砂性土层的液化，又能防止建筑物上浮的发明目的。

本发明的干振挤密碎石抗拔防浮桩及其成型方法，设计科学，结构合理，成型方法简单，与现有技术相比具有如下优点：(1)挤密土体，提高地基承载力，控制地基沉降和不均匀沉降；(2)降低液化指数，获得抗地基液化的效果；(3)桩芯加锚筋，解决抗浮问题；(4)一机成桩，施工工序简单；(5)经济效益明显；(6)无泥浆等污染。

本发明的干振挤密碎石抗拔防浮桩的具体结构及其成型方法由以下附图和实施例详细给出。

附图说明

图1是一种干振挤密碎石抗拔防浮桩的结构示意图；

图2是另一种干振挤密碎石抗拔防浮桩的结构示意图；

图3一图6是干振挤密碎石抗拔防浮桩的成型过程示意图。

具体实施方式

实施例1、从图1可以清楚地看到这是一种以钢筋笼作为桩芯6的干振挤密碎石抗拔防浮桩，桩芯6的底端埋植在由干硬性混凝土5制成的扩大锚头9内，围填在桩芯6四周的碎石粗沙料7构成干振挤密碎石抗拔防浮桩的桩身8。

实施例2、从图2可见这是一种以钢筋束作为桩芯6的干振挤密碎石抗拔防浮桩，除此以外，其它结构与图1所示干振挤密碎石抗拔防浮桩完全相同。

干振挤密碎石抗拔防浮桩的具体成型方法是(参见图3-6图)：

1)桩孔夯制：利用现有的锤击沉管技术和管内夯扩技术，将外沉管1和内沉管2按设计要求深度打入土层；

2)灌置锚头料：拔出内沉管2，根据混凝土扩大锚头的设计要求，灌入相应量的干硬性混凝土5；

3)夯制锚头：为加快锚头的成型，在夯制前可先将外沉管1向上提拔60-80CM，使外沉管1内底部的干硬性混凝土5部分首先脱离外沉管1进入土层，此时将内沉管2插置于外沉管1内，利用柴油锤3对内沉管2进行锤击，即通过内沉管2夯击外沉管1内的干硬性混凝土5，促使外沉管1内的干硬性混凝土5在内沉管2的挤压下脱离外沉管1，进入土层，并在土层中扩散型成混凝土扩大锚头9，当内沉管2的上管端与外沉管1的上管端平齐时，说明此时外沉管1内的干硬性混凝土5已全部进入土层，并扩散形成混凝土扩大锚头9；

4)开设锚头桩芯植孔：利用柴油锤3对外沉管1和内沉管2再次锤击，使套有外沉管1的内沉管2伸入混凝土扩大锚头9，即在混凝土扩大锚头9上开设一供桩芯6埋植的腔孔，腔孔的深度H至少为50CM；

5)桩芯植入：拔出内沉管2，将用作桩芯6的钢筋笼或钢筋束插入外沉管1，直至混凝土扩大锚头9的腔孔底部；然后向植有桩芯6的混凝土扩大锚头9腔孔内填充混凝土，待混凝土凝固后，即可使混凝土扩大锚头9与桩芯6固结成一体；

6)碎石桩身灌制：将碎石、粗沙等填料7灌入外沉管1，并启动设置在外沉管1端的振动锤4，在振动状态下边向上提拔外沉管1，边往外沉管1内充填填料7，直至外沉管1全部脱离桩孔，即完成干振挤密碎石抗拔防浮桩的成型。

本发明的干振挤密碎石抗拔防浮桩是一新课题，其设计计算，目前可按碎石桩的规范进行；承载力可按复合地基的规范进行；单桩抗拔力因各地区土质差异可通过打试验桩来确定。

作为桩芯6的钢筋束或钢筋笼可采用套管加注水泥浆或表面涂上重防腐涂料作为保护层，防止钢筋的腐蚀。

Claims (4)

1、一种干振挤密碎石抗拔防浮桩，包括：混凝土扩大锚头，其特征在于：混凝土扩大锚头以埋设的方式设置在由钢筋束或钢筋笼构成的桩芯底端，围绕桩芯设有碎石粗沙填料构成桩体。

2、一种干振挤密碎石抗拔防浮桩的成型方法是：

1)桩孔夯制：将外沉管和内沉管按设计要求的深度打入土层；

2)灌置锚头料：拔出内沉管，根据混凝土扩大锚头的设计要求，灌入相应量的干硬性混凝土；

3)锚头成形：将内沉管插置于外沉管内，利用柴油锤对内沉管进行锤击，即通过内沉管夯击外沉管内的干硬性混凝土，促使外沉管内的干硬性混凝土在内沉管的挤压下脱离外沉管，进入土层，在柴油锤对内沉管不断的夯击下，直至内沉管的上管端与外沉管的上管端平齐，此时，外沉管内的干硬性混凝土全部使进入土层，并向外扩散形成混凝土扩大锚头；

4)开设锚头桩芯植孔：利用柴油锤对外沉管和内沉管再次锤击，使套有外沉管的内沉管伸入混凝土扩大锚头，即在混凝土扩大锚头上开设一供桩芯埋植的腔孔，腔孔的深度H至少为50CM；

5)桩芯植入：拔出内沉管，将用作桩芯的钢筋笼或钢筋束插入外沉管，直至混凝土扩大锚头的腔孔底部；然后向植有桩芯的混凝土扩大锚头腔孔内填充混凝土，待混凝土凝固后，即可使混凝土扩大锚头与桩芯固结成一体；

6)碎石桩身灌制：将碎石、粗沙等填料灌入外沉管，并启动设置在外沉管端的振动锤，在振动状态下边向外将提拔外沉管，边向外沉管内充填填料，直至外沉这全部脱离桩孔，即完成干振挤密碎石抗拔防浮桩的成型。

3、根据权利要求2所述的干振挤密碎石抗拔防浮桩的成型方法，其特征在于：锚头夯扩前，先将外沉管向上提拔60-80CM，使外沉管内底部的干硬性混凝土部分首先脱离外沉管进入土层。

4、根据权利要求1所述的干振挤密碎石抗拔防浮桩，其特征在于：用作桩芯的钢筋束或钢筋笼可采用套管加注水泥浆或表面涂上重防腐涂料作为保护层，防止钢筋的腐蚀。

Images