CN113802552B - 一种桩周土体加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种桩周土体加固方法，属于土木工程技术领域。桩周土体加固方法包括如下步骤：一、在经过夯实后的地基上开设孔径大于灌注桩的基孔；二、在基孔的孔壁上横向开设若干嵌入孔；三、在基孔内下沉筒状的浇筑模，使浇筑模与基孔孔壁之间形成加固夹层，在加固夹层内浇筑混凝土，在混凝土固化后取出浇筑模，使基孔内侧形成具有与嵌入孔适配的横向嵌入桩的桩周加固体。本发明具有能够对需要强化桩孔土体进行加固等优点。

Description

一种桩周土体加固方法

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种桩周土体加固方法。

背景技术

灌注桩的施工是先成孔后再浇筑成混凝土柱状桩体，借此加强桩承台承载力的工艺。对于桩基地质条件较差，如在某一个深度内的粉细砂层呈松散状态，为保证成桩质量，必须采取措施对桩基四周进行加固。

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，提供一种桩周土体加固方法，本发明所要解决的技术问题是如何对浇筑桩桩周土体进行加固。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种桩周土体加固方法，其特征在于，包括如下步骤：一、在经过夯实后的地基上开设孔径大于灌注桩的基孔；二、在基孔的孔壁上横向开设若干嵌入孔；三、在基孔内下沉筒状的浇筑模，使浇筑模与基孔孔壁之间形成加固夹层，在加固夹层内浇筑混凝土，在混凝土固化后取出浇筑模，使基孔内侧形成具有与嵌入孔适配的横向嵌入桩的桩周加固体。

桩周加固体为筒状的混凝土构件，混凝土构件的外侧面具有与嵌入孔对应的嵌入桩，嵌入桩的存在加强了混凝土构件与土体的连接强度，尤其是抗沉降强度，同时，后续浇筑桩施工时，先下钢筋笼，然后注入混凝土，新混凝土与其外侧的旧混凝土较好的结合形成强度高于常规浇筑桩的构件。

进一步的，所述步骤二采用如下设备完成：包括外护管和固定在外护管内的液压管，所述液压管的底部封口，所述液压管的顶部设置有能够调整液压管内液体压力的柱塞，所述液压管与外护管之间设置有若干横向开孔单元，所述横向开孔单元包括对称设置的两个成孔结构，所述成孔结构包括开始在外护管上的避让孔、设置在液压管上的伸缩管和螺纹连接在伸缩管上的钻头，所述伸缩管与避让孔同轴，所述伸缩管包括固定在液压管上的外接管、花键连接在外接管内的一级管和花键连接在一级管内的二级管，所述二级管内具有内螺纹凸筋，所述钻头的内段具有与内螺纹凸筋适配的外螺纹凸筋；所述横向开孔单元的两个钻头的内端之间连接有一复位弹簧。

进一步的，所述外护管的下端具有存土空间。

存土空间为外护管下段不设置横向开孔单元、液压管与外护管之间的空间。

进一步的，所述一级管外侧面具有一限位轴台一，所述外接管内侧的两端分别具有一个限制限位轴台一脱离外接管的限位条一；所述二级管外侧面具有一限位轴台二，所述一级管内侧的两端分别具有一个限制限位轴台二脱离一级管的限位条二；所述钻头内段的外侧面具有一限位轴台三，所述二级管内侧的两端分别具有一个限制限位轴台三脱离二级管的限位条三，所述外螺纹凸筋设置在限位轴台三上。

进一步的，所述钻头内段上滑动连接有一滑套，所述滑套上设置有一套设于钻头外的弹簧柱，所述弹簧柱在受压时邻圈之间能够相互抵压。

进一步的，所述步骤二的具体方式为：按照一定频率使柱塞纵向往复运动，使液压管内的液体压力时大时小。

步骤二需要确保基孔内壁能够形成横向的嵌入孔，在液压管内液体压力较大时，液压驱使钻头、一级管和二级管外移，使钻头进给并对基孔壁面形成压力，在钻头相对二级管产生横向位移时，钻头以旋转的方式克服钻头与二级管之间的螺纹结构，进而对基孔对应位置形成切削力，在基孔内壁对应位置钻出嵌入孔；在液压管内液体压力减小时，复位弹簧和液体负压驱使钻头、一级管和二级管回缩，回缩至弹簧柱与基孔内壁脱离时，弹簧柱邻圈之间形成使土渣由弹簧柱内掉入外护筒内的出土间隙，而在钻头压紧基孔内壁时，弹簧柱也压紧基孔内壁面，弹簧柱邻圈间隙较小或不存在，被钻头导出的土渣存留在弹簧柱内；这种方式能够尽可能的减少土渣进入外护管与基孔之间，避免基孔孔径缩小，从而确保了后续加固层的厚度和质量。

采用间歇性驱使液压管内压力升高或下降的方式，不仅能够使土渣能够进入外护管内，还能够对基孔上嵌入孔进行夯实，也就是说嵌入孔是边夯实边开孔完成的，对嵌入孔外侧的土体进行夯实能够包装嵌入桩的质量。

进一步的，所述步骤三中的浇筑模为一中空管状结构，所述浇筑模外具有螺旋导料片。

进一步的，所述步骤三的具体方式为：先下呈浇筑模至基孔内，确保基孔与浇筑模外壁面件具有浇筑夹层，在浇筑夹层的顶部灌入混凝土，边灌入混凝土边正向旋转浇筑模，直至混凝土不能继续进入浇筑夹层内为止，随后反向旋转浇筑模，使螺旋导料片内存留的混凝土排出浇筑夹层之外，当基本无混凝土排出时停止旋转浇筑模；待混凝土固化后取出浇筑模，当浇筑模取出难度较大时可正向或反向旋转浇筑模。

所谓浇筑模正向和反向旋转，驱使基孔与浇筑模之间的混凝土由上至下移动的浇筑模的旋转方向定义为正向旋转，反之为反向旋转，正向旋转时，不仅能够确保混凝土在浇筑夹层内压实、填满，而且解决了狭小孔、较大高度的浇筑夹层混凝土难于进入的问题；在混凝土填充完成后，浇筑模反向旋转可使螺旋导料片之间存留的混凝土退出，并对浇筑夹层对应的混凝土内壁进行抚平、压实，使混凝土固化后浇筑模能够顺畅的取出，也能提高桩孔加固构件的质量和尺寸精度，在后续浇筑灌注桩时利于施工和浇筑桩的质量。

附图说明

图1是实施步骤二的设备的结构示意图。

图2是横向开孔单元的结构示意图。

图3是实施步骤三时浇筑模在基孔内的结构示意图。

图4是桩周土体加固完成后的桩孔的结构示意图。

图中，1、外护管；11、避让孔；2、液压管；3、钻头；41、外接管；42、二级管；43、复位弹簧；44、限位轴台一；45、限位条一；46、限位轴台二；47、限位条二；48、限位轴台三；49、限位条三；51、滑套；52、弹簧柱；6、浇筑模；7、螺旋导料片；8、嵌入孔；9、嵌入桩。

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。

桩周土体加固方法包括如下步骤：一、在经过夯实后的地基上开设孔径大于灌注桩的基孔；二、在基孔的孔壁上横向开设若干嵌入孔8；三、在基孔内下沉筒状的浇筑模6，使浇筑模6与基孔孔壁之间形成加固夹层，在加固夹层内浇筑混凝土，在混凝土固化后取出浇筑模6，使基孔内侧形成具有与嵌入孔8适配的横向嵌入桩9的桩周加固体。

桩周加固体为筒状的混凝土构件，混凝土构件的外侧面具有与嵌入孔8对应的嵌入桩9，嵌入桩9的存在加强了混凝土构件与土体的连接强度，尤其是抗沉降强度，同时，后续浇筑桩施工时，先下钢筋笼，然后注入混凝土，新混凝土与其外侧的旧混凝土较好的结合形成强度高于常规浇筑桩的构件。

如图1和图2所示，步骤二采用如下设备完成：包括外护管1和固定在外护管1内的液压管2，液压管2的底部封口，液压管2的顶部设置有能够调整液压管2内液体压力的柱塞，液压管2与外护管1之间设置有若干横向开孔单元，横向开孔单元包括对称设置的两个成孔结构，成孔结构包括开始在外护管1上的避让孔11、设置在液压管2上的伸缩管和螺纹连接在伸缩管上的钻头3，伸缩管与避让孔11同轴，伸缩管包括固定在液压管2上的外接管41、花键连接在外接管41内的一级管和花键连接在一级管内的二级管42，二级管42内具有内螺纹凸筋，钻头3的内段具有与内螺纹凸筋适配的外螺纹凸筋；横向开孔单元的两个钻头3的内端之间连接有一复位弹簧43。

外护管1的下端具有存土空间。存土空间为外护管1下段不设置横向开孔单元、液压管2与外护管1之间的空间。

作为适应性设置，一级管外侧面具有一限位轴台一44，外接管41内侧的两端分别具有一个限制限位轴台一44脱离外接管41的限位条一45；二级管42外侧面具有一限位轴台二46，一级管内侧的两端分别具有一个限制限位轴台二46脱离一级管的限位条二47；钻头3内段的外侧面具有一限位轴台三48，二级管42内侧的两端分别具有一个限制限位轴台三48脱离二级管42的限位条三49，外螺纹凸筋设置在限位轴台三48上。

钻头3内段上滑动连接有一滑套51，滑套51上设置有一套设于钻头3外的弹簧柱52，弹簧柱52在受压时邻圈之间能够相互抵压。

步骤二的具体方式为：按照一定频率使柱塞纵向往复运动，使液压管2内的液体压力时大时小。

步骤二需要确保基孔内壁能够形成横向的嵌入孔8，在液压管2内液体压力较大时，液压驱使钻头3、一级管和二级管42外移，使钻头3进给并对基孔壁面形成压力，在钻头3相对二级管42产生横向位移时，钻头3以旋转的方式克服钻头3与二级管42之间的螺纹结构，进而对基孔对应位置形成切削力，在基孔内壁对应位置钻出嵌入孔8；在液压管2内液体压力减小时，复位弹簧43和液体负压驱使钻头3、一级管和二级管42回缩，回缩至弹簧柱52与基孔内壁脱离时，弹簧柱52邻圈之间形成使土渣由弹簧柱52内掉入外护筒内的出土间隙，而在钻头3压紧基孔内壁时，弹簧柱52也压紧基孔内壁面，弹簧柱52邻圈间隙较小或不存在，被钻头3导出的土渣存留在弹簧柱52内；这种方式能够尽可能的减少土渣进入外护管1与基孔之间，避免基孔孔径缩小，从而确保了后续加固层的厚度和质量。

采用间歇性驱使液压管2内压力升高或下降的方式，不仅能够使土渣能够进入外护管1内，还能够对基孔上嵌入孔8进行夯实，也就是说嵌入孔8是边夯实边开孔完成的，对嵌入孔8外侧的土体进行夯实能够包装嵌入桩9的质量。

如图3所示，步骤三中的浇筑模6为一中空管状结构，浇筑模6外具有螺旋导料片7。浇筑模6下端封口，下端转动连接有一桩钉，桩钉可嵌入基孔底部的土层内，对浇筑模6进行定位，且便于浇筑模6的旋转。

步骤三的具体方式为：先下呈浇筑模6至基孔内，确保基孔与浇筑模6外壁面件具有浇筑夹层，在浇筑夹层的顶部灌入混凝土，边灌入混凝土边正向旋转浇筑模6，直至混凝土不能继续进入浇筑夹层内为止，随后反向旋转浇筑模6，使螺旋导料片7内存留的混凝土排出浇筑夹层之外，当基本无混凝土排出时停止旋转浇筑模6；待混凝土固化后取出浇筑模6，当浇筑模6取出难度较大时可正向或反向旋转浇筑模6，成型后的浇筑桩孔如图4所示。

所谓浇筑模6正向和反向旋转，驱使基孔与浇筑模6之间的混凝土由上至下移动的浇筑模6的旋转方向定义为正向旋转，反之为反向旋转，正向旋转时，不仅能够确保混凝土在浇筑夹层内压实、填满，而且解决了狭小孔、较大高度的浇筑夹层混凝土难于进入的问题；在混凝土填充完成后，浇筑模6反向旋转可使螺旋导料片7之间存留的混凝土退出，并对浇筑夹层对应的混凝土内壁进行抚平、压实，使混凝土固化后浇筑模6能够顺畅的取出，也能提高桩孔加固构件的质量和尺寸精度，在后续浇筑灌注桩时利于施工和浇筑桩的质量。

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)

1.一种桩周土体加固方法，其特征在于，包括如下步骤：一、在经过夯实后的地基上开设孔径大于灌注桩的基孔；二、在基孔的孔壁上横向开设若干嵌入孔(8)；三、在基孔内下沉筒状的浇筑模(6)，使浇筑模(6)与基孔孔壁之间形成加固夹层，在加固夹层内浇筑混凝土，在混凝土固化后取出浇筑模(6)，使基孔内侧形成具有与嵌入孔(8)适配的横向嵌入桩(9)的桩周加固体；

所述步骤二采用如下设备完成：包括外护管(1)和固定在外护管(1)内的液压管(2)，所述液压管(2)的底部封口，所述液压管(2)的顶部设置有能够调整液压管(2)内液体压力的柱塞，所述液压管(2)与外护管(1)之间设置有若干横向开孔单元，所述横向开孔单元包括对称设置的两个成孔结构，所述成孔结构包括开始在外护管(1)上的避让孔(11)、设置在液压管(2)上的伸缩管和螺纹连接在伸缩管上的钻头(3)，所述伸缩管与避让孔(11)同轴，所述伸缩管包括固定在液压管(2)上的外接管(41)、花键连接在外接管(41)内的一级管和花键连接在一级管内的二级管(42)，所述二级管(42)内具有内螺纹凸筋，所述钻头(3)的内段具有与内螺纹凸筋适配的外螺纹凸筋；所述横向开孔单元的两个钻头(3)的内端之间连接有一复位弹簧(43)。

2.根据权利要求1所述一种桩周土体加固方法，其特征在于，所述外护管(1)的下端具有存土空间。

3.根据权利要求2所述一种桩周土体加固方法，其特征在于，所述一级管外侧面具有一限位轴台一(44)，所述外接管(41)内侧的两端分别具有一个限制限位轴台一(44)脱离外接管(41)的限位条一(45)；所述二级管(42)外侧面具有一限位轴台二(46)，所述一级管内侧的两端分别具有一个限制限位轴台二(46)脱离一级管的限位条二(47)；所述钻头(3)内段的外侧面具有一限位轴台三(48)，所述二级管(42)内侧的两端分别具有一个限制限位轴台三(48)脱离二级管(42)的限位条三(49)，所述外螺纹凸筋设置在限位轴台三(48)上。

4.根据权利要求3所述一种桩周土体加固方法，其特征在于，所述钻头(3)内段上滑动连接有一滑套(51)，所述滑套(51)上设置有一套设于钻头(3)外的弹簧柱(52)，所述弹簧柱(52)在受压时邻圈之间能够相互抵压。

5.根据权利要求4所述一种桩周土体加固方法，其特征在于，所述步骤二的具体方式为：按照一定频率使柱塞纵向往复运动，使液压管(2)内的液体压力时大时小。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述一种桩周土体加固方法，其特征在于，所述步骤三中的浇筑模(6)为一中空管状结构，所述浇筑模(6)外具有螺旋导料片(7)。

7.根据权利要求6所述一种桩周土体加固方法，其特征在于，所述步骤三的具体方式为：先下呈浇筑模(6)至基孔内，确保基孔与浇筑模(6)外壁面件具有浇筑夹层，在浇筑夹层的顶部灌入混凝土，边灌入混凝土边正向旋转浇筑模(6)，直至混凝土不能继续进入浇筑夹层内为止，随后反向旋转浇筑模(6)，使螺旋导料片(7)内存留的混凝土排出浇筑夹层之外，当基本无混凝土排出时停止旋转浇筑模(6)；待混凝土固化后取出浇筑模(6)，当浇筑模(6)取出难度较大时可正向或反向旋转浇筑模(6)。

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