CN115324042A - 用于地基加固的波形微型桩结构施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于地基加固的波形微型桩结构施工方法。本发明的技术方案为一种用于地基加固的波形微型桩结构施工方法，其特征在于：准备工作，包括测量定位放线，桩基就位；钻设形成微型桩桩孔；将旋喷机具的喷头置于桩孔内微型桩桩底设计高程位置；采用高压旋喷注浆工艺在钻孔内形成桩体，桩体由下而上由扩大体和均匀圆柱体交替组成，扩大体直径大于均匀圆柱体直径，成桩时通过控制高压旋喷压力和/或喷头提升速度使桩体的各段形成均匀圆柱体或扩大体；注浆完成后在桩体内竖直插入钢筋；在桩体顶部放置模具并灌注混凝土，形成桩帽。本发明适用于岩土工程技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于地基加固的波形微型桩结构施工方法。适用于岩土工程技术领域。
背景技术
微型桩一般是指桩径小于400毫米，长细比大于30，采用钻孔、强配筋和压力注浆施工工艺的灌注桩，是一种逐渐发展起来的新型桩基础。微型桩施工所需场地小，适用于狭窄的施工作业区，长细比大，施工周期短、单桩耗用材料少，直径小、布置灵活。微型桩广泛应用于老旧房屋改造、加固、古建筑加固纠偏、边坡加固、底板抗浮等工程。目前，在微型桩在工程应用时，由于直径小会出现承载力不足、变形量大，甚至发生折断而导致地基发生破坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种用于地基加固的波形微型桩结构施工方法。
本发明所采用的技术方案是：一种用于地基加固的波形微型桩结构施工方法，其特征在于：
准备工作，包括测量定位放线，桩基就位；
钻设形成微型桩桩孔；
将旋喷机具的喷头置于桩孔内微型桩桩底设计高程位置；
采用高压旋喷注浆工艺在钻孔内形成桩体，桩体由下而上由扩大体和均匀圆柱体交替组成，扩大体直径大于均匀圆柱体直径，成桩时通过控制高压旋喷压力和/或喷头提升速度使桩体的各段形成均匀圆柱体或扩大体；
注浆完成后在桩体内竖直插入钢筋；
在桩体顶部放置模具并灌注混凝土，形成桩帽。
所述钻设形成微型桩桩孔，包括：采用旋喷机具通过水喷射或空气喷射成孔。
所述高压旋喷注浆工艺的浆液由水和水泥灰组成，水灰比0.7。
所述均匀圆柱体横截面直径为30厘米，扩大体横截面直径为50厘米。
一种用于地基加固的波形微型桩结构，其特征在于：采用权利要求1~4任意一项所述的施工方法施工而成。
本发明的有益效果是：本发明中波形微型桩采用水泥砂浆与加筋体为原材料，所用材料强度高、稳定性强，施工质量可控。微型桩的承载力主要由桩土界面强度提供，波形微型桩采用高压旋喷注浆工艺，浆液通过双管边的喷嘴中高速喷射出来，形成的也留直接破坏土体，与土体充分混合形成桩柱体，该桩桩土界面强度相比于采用压力灌注形成的传统微型桩相比更大，从而具有更强的承载力。
本发明在成桩时，通过控制提升的速度和时间形成均匀圆柱体与扩大体，增大了桩侧摩阻力，从而增大了承载力。在抵抗相同的上部荷载时，相比常规微型桩，进一步减少了浆液及加筋体的用量，从而节约了施工成本，经济型更加。
本发明采用双管高压旋喷机具，钻孔与喷浆一体化成型，相比于常规微型桩，节约了施工时间，具有明显的技术优势。波形微型桩施工采用高压旋喷注浆工艺，相比与常规微型桩，不要管套护壁，从而节省了施工时间与施工材料。此外，波形微型桩施工占地少、震动小、噪声较低，适用于密集城区内的地基加固。
附图说明
图1为实施例中波形微型桩结构的纵断面示意图。
图2为实施例中波形微型桩结构的横剖面图。
图3为实施例中波形微型桩结构的施工示意图。
图4为实施例中试桩荷载位移曲线图。
图5为实施例中试桩完成开挖后波形微型桩示意图。
1、波形微型桩；1-1、均匀圆柱体；1-2、扩大体；1-3、钢筋；2、桩帽；3、旋喷机具；3-1、喷头。
具体实施方式
本实施例为一种用于地基加固的波形微型桩，该波形微型桩桩体结构由灌注浆液与加筋材料组成，桩体顶部设有桩帽结构。本例中波形微型桩，外形特征与传统微型桩有别，传统微型桩多为均匀圆柱体，波形微型桩桩身轴向由均匀圆柱体和扩大体两段交替组成，其中均匀圆柱体段横截面直径为30厘米，长度为1米；扩大体段外径为50厘米，长度与圆柱体部分相同，长度为1米。
本例中加筋材料为螺旋钢筋，钢筋直径为65毫米。加筋材料待注浆完成后安置，安置位置为桩体的正中间。
本实施例中桩帽材料为混凝土，形状为圆柱体，横截面直径与波形微型桩主体结构直径相同，直径为30厘米。桩帽设置位置于地面以上，桩帽与桩体一体化连接。
本实施例中波形微型桩结构的施工方法具体包括以下步骤：
施工前配置好水泥浆液，水灰比为0.7。根据设计资料设置布桩位置。清理施工场地，挖好拍浆沟，设置回浆池，做好浆液回收处理，防止污染环境。
检查高压旋喷设备和管路系统，确保设备的压力满足施工需要。检查管路系统的密封性，确保通道和喷嘴内不得有杂物。准备工作完成后，安置设备于旋喷桩孔位。设备就位后，调节水平、垂直度，保证钻杆与桩位一致。
设备安置后，首先采用水喷射或空气喷射形成微型桩桩孔，并将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程。
再将预先配置好的浆液从注浆双管边的喷嘴中高速喷射出来，形成的液流直接破坏土体，在土中形成设计直径的柱状固结体。喷射过程中，喷头边旋转边提升，使浆液于土体充分搅拌混合。
提升过程中，通过控制高压旋喷压力和喷头提升速度形成均匀圆柱体与扩大体。在砂土中施工时，喷射注浆时压力控制在200到400bar左右，均匀圆柱体喷射时间为3s/cm，扩大体喷射时间为5s/cm，从孔底开始，首先在底部形成扩大体，在提升过程中与均匀圆柱体交替布置，直至喷嘴提升至地面，完成注浆。
注浆完成后在桩体内竖直插入钢筋。
成桩后，清理桩头，在桩头上放置圆形模具并灌注混凝土，形成桩帽。
施工完毕后，对浆液及混凝土进行养护，养护至设计周期。
以上各项施工步骤施作完毕后即形成一种用于地基加固波形微型桩结构。
本实施例中钻孔采用双管高压旋喷机具通过水喷射成孔。桩体采用双管高压旋喷注浆施工工艺成桩。桩体主体结构与波形扩大体结构的横截面直径由高压旋喷压力及提升的速度控制。微型桩的长度由上部荷载和地质条件决定。
本实施例为波形微型桩，其采用高压旋喷注浆工艺，浆液通过双管边的喷嘴中高速喷射出来，形成的也留直接破坏土体，与土体充分混合形成桩柱体，该桩桩土界面强度相比于采用压力灌注形成的传统微型桩相比更大，从而具有更强的承载力。成桩时，通过控制提升的速度和时间形成均匀圆柱体与扩大体，增大了桩侧摩阻力，从而增大了承载力。在抵抗相同的上部荷载时，相比常规微型桩，进一步减少了浆液及加筋体的用量，从而节约了施工成本，经济型更加。波形微型桩采用双管高压旋喷机具，钻孔与喷浆一体化成型，相比于常规微型桩，节约了施工时间，具有明显的技术优势。并且相比与常规微型桩，施工时不要管套护壁，从而节省了施工时间与施工材料。
在SPT N值小于40的砂土中，采用双管设备注浆时，旋喷注浆压力控制在200~400bar且喷嘴提升速度为6-24min/m时所形成的桩体直径在1m~2m范围内。为了验证波形微型桩的成桩工艺及承载能力，选取了合适的砂土性试验场地，进行成桩及静载试验。试验结果显示当旋喷注浆压力控制在400bar，当喷嘴提升速度控制在3s/cm和5s/cm时形成的桩体直径分别为300mm和500mm。基于试验结果，为了验证波形微型桩的成桩工艺及承载能力，选取了合适的砂土性试验场地，进行成桩及静载试验，同时在同一场地对传统微型桩进行抗压静载试验进行比较。试验中波形微型桩桩身直径为300mm、扩大体段直径为500mm，桩长为8m，传统微型桩直径为300mm，桩长为8m。波形微型桩成桩采用双管注浆设备钻孔及注浆，旋喷注浆压力控制为400bar，钻孔至8m，钻孔完成后从钻孔底部开始边注浆边提升，按5s/cm的速度提升1m后改为3s/cm再提升1m。反复进行此步骤4次，直至喷嘴到达桩顶。传统微型桩桩径成桩后待养护21天，进行试桩静载试验。将试验实测数据进行整理后所得到的试桩荷载位移曲线图4所示。从图4中可以看出，波形微型桩与传统微型桩桩端位移随着桩端荷载的增加而增大，且桩端位移增量随着桩端位移的增加而增大。波形微型桩的极限承载力约为1650kN，然而传统微型桩的极限承载力仅为800kN。试验结果揭示相同长度的波形微型桩与传统微型桩相比，波形微型桩的成桩时间小且极限承载力为传统微型桩的2倍。
如图5所示，试验结束后，开挖取得桩体，测量出波形微型桩直径。
Claims (5)
1.一种用于地基加固的波形微型桩结构施工方法，其特征在于：
准备工作，包括测量定位放线，桩基就位；
钻设形成微型桩桩孔；
将旋喷机具的喷头置于桩孔内微型桩桩底设计高程位置；
采用高压旋喷注浆工艺在钻孔内形成桩体，桩体由下而上由扩大体和均匀圆柱体交替组成，扩大体直径大于均匀圆柱体直径，成桩时通过控制高压旋喷压力和/或喷头提升速度使桩体的各段形成均匀圆柱体或扩大体；
注浆完成后在桩体内竖直插入钢筋；
在桩体顶部放置模具并灌注混凝土，形成桩帽。
2.根据权利要求1所述的用于地基加固的波形微型桩结构施工方法，其特征在于，所述钻设形成微型桩桩孔，桩孔为30厘米，包括：采用旋喷机具通过水喷射或空气喷射成孔。
3.根据权利要求1所述的用于地基加固的波形微型桩结构施工方法，其特征在于，所述高压旋喷注浆工艺的浆液由水和水泥灰组成，水灰比0.7。
4.根据权利要求1所述的用于地基加固的波形微型桩结构施工方法，其特征在于，所述均匀圆柱体横截面直径为30厘米，扩大体横截面直径为50厘米。
5.一种用于地基加固的波形微型桩结构，其特征在于：采用权利要求1~4任意一项所述的施工方法施工而成。
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