CN116335134A - 一种柔刚复合桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种柔刚复合桩施工方法，其包括以下步骤：S1.钻设桩孔；S2.柔性桩施作；S3.刚性桩施作；步骤S3中压入预制桩至接近设计标高时需校正预制桩垂直度，其使用的校正设备包括底盘、控制盘、圆底座以及多个拉索；底盘上防脱滑动设置有多个滑块，滑块滑动轨迹沿底盘径向设置，滑块上设置有用于锁紧拉索的锁紧机构；控制盘上贯穿开设有多个控制槽，控制槽与滑块滑动适配且控制槽切向于控制盘的同心圆，多个控制槽以控制盘轴线呈等间距圆周整列分布；拉索上设有用于当拉索穿过滑块达设定值时控制锁紧机构将拉索锁紧于滑块上的自锁结构。本申请在下压预制桩时或者预制桩在自主沉降时，预制桩能保证较高的垂直度。

Description

一种柔刚复合桩施工方法

技术领域

本申请涉及建筑桩基施工的技术领域，尤其是涉及一种柔刚复合桩施工方法。

背景技术

柔刚劲性复合桩即柔性桩（如水泥土搅拌桩）与刚性桩（如混凝土桩）复合组成的桩。柔刚复合桩技术是一种新型的地基处理技术，其是由两种或多种常用的、成熟的起互补增强作用的地基处理方法复合而成，具有较高的强度、刚度、密度和均匀性，且与桩周土体有良好的结合，提高侧摩阻力。目前在软土（如淤泥质土、松散沙土等）地区的工业和民用建筑的地基加固、基坑支护、边坡稳定方面，柔刚复合桩技术得到广泛应用。

相关技术中公开号为CN111188334A的中国专利，提出了一种等芯柔刚复合桩施工工法，包括如下步骤：a，钻设桩孔；b，将柔性桩物料灌注到桩孔内；c，在柔性桩物料终凝之前，将后压刚性桩压入柔性桩物料中，柔性桩物料被挤压入土内，进一步挤密固化周边土体，柔性桩物料凝固后形成先灌柔性桩，先灌柔性桩与后压刚性桩完美复合。该发明既解决了复杂地质条件压桩困难问题，又大大提高了单桩承载力，且全过程湿法作业，不产生粉尘，有利于环境保护。

对于上述中的相关技术，目前柔刚复合桩主要分短芯柔刚复合桩、等芯柔刚复合桩和长芯柔刚复合桩三种，其中由于短芯柔刚复合桩中的刚性桩未接触持力层，即使柔性桩在浇筑后6小时才施作刚性桩，刚性桩依然会在柔性桩中发生沉降，尤其是当刚性桩沉降不均匀时，刚性桩会在柔性桩中发生歪斜，这将直接影响柔刚复合桩的承载性能。

发明内容

为了改善刚性桩容易在柔性桩中发生不均匀沉降而导致歪斜影响成桩性能的问题，本申请提供一种柔刚复合桩施工方法。

本申请提供的一种柔刚复合桩施工方法采用如下的技术方案：

一种柔刚复合桩施工方法，包括以下步骤：

S1.钻设桩孔，在预定桩位处钻孔至持力层，形成桩孔；

S2.柔性桩施作，在所述桩孔中灌注砂浆至地面设计标高；

S3.刚性桩施作，待所述步骤S2中砂浆静置6小时后将预制桩压入终凝前的砂浆中；

所述步骤S3中压入所述预制桩至接近设计标高时需校正所述预制桩垂直度，其使用的校正设备包括中心预留孔洞的底盘、同轴转动安装在所述底盘上的控制盘、用于承托所述预制桩底端的圆底座以及等间距分布在所述圆底座周向上的多个拉索；

所述底盘上防脱滑动设置有多个与多个所述拉索一一对应的滑块，所述滑块滑动轨迹沿所述底盘径向设置，所述滑块上设置有用于锁紧所述拉索的锁紧机构；

所述控制盘上贯穿开设有多个与多个所述滑块一一对应的控制槽，所述控制槽与所述滑块滑动适配且所述控制槽切向于所述控制盘的同心圆，多个所述控制槽以所述控制盘轴线呈等间距圆周整列分布；

所述拉索上设有用于当所述拉索穿过所述滑块达设定值时控制所述锁紧机构将所述拉索锁紧于所述滑块上的自锁结构。

更进一步地，所述锁紧机构包括固接在所述滑块上的锁紧座，所述锁紧座上贯穿开设有沿所述底盘径向设置的通孔，所述锁紧座于所述通孔中铰接有倾斜设置的锁块，所述锁块长度大于所述通孔孔径，所述锁块自由端朝背向所述拉索移动的方向设置。

更进一步地，所述锁块靠近所述拉索移动轨迹的一侧固接有多个突刺。

更进一步地，所述自锁结构包括固接于所述拉索上的定距块，所述定距块靠近所述锁紧座的一侧设置有供所述锁块自由端插入的引导面；

当所述锁块自由端嵌入所述定距块中时，所述锁块翻转至将所述拉索抵紧于所述通孔中。

更进一步地，所述底盘上靠近其孔洞的边缘安装有多个与多个所述拉索一一对应设置的导向轮，所述导向轮上设有用于检测所述拉索绷直状态并于所述拉索绷紧时驱使所述锁块翻转至抵紧所述拉索的联锁机构。

更进一步地，所述联锁机构包括固接在所述底盘内孔边缘处的导向座，所述导向轮弹性安装于所述导向座上，所述导向轮上固接有沿所述滑块移动方向设置的联杆，所述锁块自由端背离所述拉索的一侧固接有位于所述联杆正下方的凸块。

更进一步地，所述锁块靠近所述拉索移动轨迹的一侧设置为内凹弧面，多个所述突刺分布在所述内凹弧面上。

更进一步地，所述底盘上端面开设有与之同轴的环槽，所述控制盘转动嵌设于所述环槽中。

更进一步地，所述底盘于所述环槽槽底壁上开设有多个与多个所述滑块一一对应设置的滑槽，所述滑块防脱滑动设置在所述滑槽中，所述滑槽沿所述底盘径向设置。

更进一步地，所述控制盘上固接有把手。

综上所述，本申请的有益技术效果为：

1.预制桩在被下压时或者预制桩在自主沉降时，控制盘上的多个控制槽分别对多个滑块进行同步限位，以使多个拉索的同步下放行程相同，从而可使预制桩能保证较高的垂直度，有效避免了预制桩在柔性桩中垂直度较差而影响柔刚复合桩承载性能的问题；

2.通过在拉索上设置定距块，以预设拉索穿过滑块的设定通行行程，从而当拉索被牵拉设定距离后，定距块推动锁块翻转以对拉索进行锁定，进而实现修正设备对预制桩下沉后期的垂直度校正以及自主沉降时的垂直度校正效果。

附图说明

图1是本申请实施例的校正设备的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的校正设备的局部剖视结构示意图。

图3是本申请实施例主要用于展示锁紧机构及滑块的结构示意图。

图4是图1中A部分的局部放大示意图。

附图标记：1、底盘；11、滑块；12、环槽；13、滑槽；14、固定孔；2、控制盘；21、控制槽；22、把手；31、拉索；33、定距块；34、引导面；41、锁紧座；42、通孔；43、锁块；44、突刺；45、凸块；46、内凹弧面；51、导向轮；52、导向座；53、联杆；54、导槽；55、弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开一种柔刚复合桩施工方法。参照图1，柔刚复合桩施工方法包括以下步骤：

S1.钻设桩孔，在预定桩位处钻孔至持力层，形成桩孔。

S2.柔性桩施作，在桩孔中灌注砂浆至地面设计标高，其中灌注的砂浆选用高强度砂浆且其初凝时间不超过6小时、终凝时间不超过12小时，并且采用管内压送的方式以边灌注边抬管的方式灌注到桩孔内。

S3.刚性桩施作，待步骤S2中砂浆静置6小时后将预制桩压入终凝前的砂浆中，此处的预制桩可以为混凝土预制实心桩或者预应力混凝土管桩。

其中，参照图1和图2，步骤S3中压入预制桩至接近设计标高时需校正预制桩的垂直度，其使用的校正设备包括中心预留同轴孔洞的底盘1、同轴转动安装在底盘1上的控制盘2、用于承托预制桩底端的圆底座以及等间距分布在圆底座周向上的多个拉索31，拉索31设置越多，校正设备对预制桩的垂直度校正效果越佳；本申请实施例中，底盘1上还贯穿开设有多个固定孔14，圆底座设为套筒状以同轴套设在预制桩底端，且拉索31设置为4组，同时在控制盘2上固接有把手22以便手动转动控制盘2。

参照图1和图2，底盘1上防脱滑动设置有多个与多个拉索31一一对应的滑块11，滑块11滑动轨迹沿底盘1径向设置，滑块11上设置有用于锁紧拉索31的锁紧机构；控制盘2上贯穿开设有多个与多个滑块11一一对应的控制槽21，控制槽21与滑块11滑动适配且控制槽21切向于控制盘2的同心圆，多个控制槽21以控制盘2轴线呈等间距圆周整列分布；实际设置时，控制槽21可以为直槽，也可以为弧槽，本实施例选用弧槽以降低滑块11滑动卡死的概率。

更重要的，拉索31上设有用于当拉索31穿过滑块11达设定值时控制锁紧机构将拉索31锁紧于滑块11上的自锁结构。

在具体操作时，准备下压预制桩前，将底盘1设置在桩孔周侧并使底盘1中心的孔洞与桩孔同轴，再在多个固定孔14中插入钢筋、定位销等将底盘1固定在地面上，随后通过吊机起吊预制桩，并将圆底座套于预制桩底端，再将拉索31的自由端穿过滑块11，调整拉索31使得拉索31张紧。通过静压桩机将预制桩下压至接近设计标高，此时拉索31穿过滑块11的长度达设定值，自锁结构控制锁紧机构将拉索31锁紧在滑块11上，而后随着预制桩的继续下移，圆底座通过圆底座拉动四个拉索31继续下移，也即预制桩在继续下移时拉动四个滑块11在与之对应的四个控制槽21中滑动，同时也会带动控制盘2在底盘1上转动。

这样可使锁紧拉索31相同设定位置后的四个滑块11同步同行程滑动，从而使得静压桩机在下压预制桩时或者预制桩在自主沉降时，预制桩能保证较高的垂直度，有效避免了预制桩在柔性桩中垂直度较差而影响柔刚复合桩承载性能的问题。待桩孔中的砂浆终凝，也即柔性桩终凝时，再切断拉索31，将上述校正设备移至另一桩孔处进行预制桩的垂直度校正施工。

考虑到实际施工中对预制桩下压方式选择以及沉降距离的限制，施工前应计算好拉索31穿过滑块11并通过自锁结构将拉索31锁紧在滑块11上的通行行程，该通行行程应当小于预制桩自地面到设计标高的距离，以便预制桩在下压后期能通过上述校正设备进行垂直度的校正。并且，滑块11在控制槽21一端移动至另一端时，滑块11沿控制盘2径向的直线距离为实际上上述校正设备对预制桩下压的校正行程；最优的，在一些要求对防沉降较高的施工场所，当滑块11移动至控制槽21最靠近底盘1中心孔洞的一端时，预制桩底端刚好达设计标高，此时被锁紧机构锁紧在滑块11上的拉索31无法再移动，可确保预制桩不会发生沉降。

而为了确保锁紧机构对承拉预制桩后的拉索31具有极强的锁紧效果，降低拉索31在滑块11上的滑脱概率，参照图2和图3，拉索31选用多股钢丝绞合而成的钢索，锁紧机构包括固接在滑块11上的锁紧座41，锁紧座41上贯穿开设有沿底盘1径向设置且用于拉索31穿过的通孔42，锁紧座41于通孔42中铰接有倾斜设置的锁块43，锁块43长度大于通孔42孔径，锁块43自由端朝背向拉索31移动的方向设置，锁块43靠近拉索31移动轨迹的一侧固接有多个突刺44。必要时，还可以在锁块43与锁紧座41的铰接部设置扭簧，以使正常状态时，锁块43不与拉索31抵触，降低锁块43对拉索31正常穿行的影响。

再者，参照图1和图2，自锁结构包括固接于拉索31上的定距块33，定距块33用于确定拉索31穿过滑块11的设定通行行程；定距块33靠近锁紧座41的一侧设置有供锁块43自由端插入的引导面34，引导面34可为斜面可为弧面，只需引导面34远离锁紧座41的一侧距拉索31的间距小于引导面34靠近锁紧座41的一侧距拉索31的间距；当锁块43自由端嵌入定距块33中时，锁块43翻转至将拉索31抵紧于通孔42中。

这样设置后，预制桩在被下压初期，锁块43处于抬起状态，拉索31可在锁紧座41的通孔42中正常通行，锁块43不对拉索31进行锁止，也不会干涉预制桩的正常下移；当拉索31上的定距块33在拉索31的带动下行进至靠近锁紧座41时，此时预制桩下降至接近设计标高，随着拉索31的继续移动，定距块33在其上的引导面34的作用下逐渐拨动锁块43在锁紧座41上翻转，并最终通过锁块43将拉索31锁紧在锁紧座41上，实现了自锁结构对拉索31的自动锁止效果。而后随着预制桩的继续下移，预制桩通过多个拉索31拉动多个滑块11同步在底盘1上等位移移动，实现修正设备对预制桩下沉后期的垂直度校正以及自主沉降时的垂直度校正效果。

更进一步的，参照图2和图3，锁块43靠近拉索31移动轨迹的一侧设置为内凹弧面46，多个突刺44分布在内凹弧面46上；并且锁紧座41于通孔42与锁块43呈对向设置的孔壁处也应设为与拉索31周向适配的弧面。这样，拉索31与锁紧座41和锁块43的接触面积均被提高，可以显著提高拉索31被锁紧在锁紧座41上后的稳定性。

而为了保持多个滑块11在底盘1上滑动时的稳定性，参照图1和图2，底盘1上端面开设有与之同轴的环槽12，控制盘2转动嵌设于环槽12中，底盘1于环槽12槽底壁上开设有多个与多个滑块11一一对应设置的滑槽13，滑块11防脱滑动设置在滑槽13中，滑槽13沿底盘1径向设置。这样滑块11在滑槽13的限制下只能沿底盘1径向移动，控制盘2在转动时，通过多个弧向设置的控制槽21可确保多个滑块11在对应的滑槽13中滑动相同的距离，并且滑块11的滑动效果比较顺畅。

再考虑到在实际施工中，以静压桩机下压预制桩时，预制桩将桩孔中初凝的砂浆挤入桩孔周侧的土体中，若桩孔周侧存在浮土，会导致预制桩发生骤降现象，会影响柔刚复合桩的成桩效果。

有鉴于此，参照图2和图4，在底盘1上靠近其孔洞的边缘安装有多个与多个拉索31一一对应设置的导向轮51，导向轮51上设有用于检测拉索31绷直状态并于拉索31绷紧时驱使锁块43翻转至抵紧拉索31的联锁机构；具体的，联锁机构包括固接在底盘1内孔边缘处的导向座52，导向轮51弹性安装于导向座52上，比如导向座52呈“U”字型且于其两竖直臂上开设有导槽54，导向轮51的轮轴两端分别位于滑动设置在两个导槽54中，导向轮51的轮轴端部与导槽54底壁之间设置有弹簧55。导向轮51的轮轴上转动安装有沿滑块11移动方向设置的联杆53，锁块43自由端背离拉索31的一侧固接有位于联杆53正下方的凸块45。

这样设置后，当预制桩在下移过程中发生骤降现象时，拉索31具有加速度，使得拉索31带动导向轮51下移，导向轮51下移时带动联杆53下移并通过凸块45推动锁块43翻转至将拉索31锁紧在锁紧座41上，拉索31停止移动；而后预制桩的重力加载在拉索31上，进一步使得导向轮51保持在压缩弹簧55的状态，也即保持在锁块43锁止拉索31的状态，并且预制桩骤降速度越快或者预制桩自重越大，锁紧机构对拉索31的锁紧效果更佳，确保了在预制桩发生骤降时的安全性。

本申请实施例一种柔刚复合桩施工方法的实施原理为：准备下压预制桩前，将底盘1设置在桩孔周侧并使底盘1中心的孔洞与桩孔同轴，随后通过吊机起吊预制桩，并将圆底座套于预制桩底端，再将拉索31的自由端穿过滑块11，调整拉索31使得拉索31张紧。通过静压桩机将预制桩下压至接近设计标高，此时拉索31穿过滑块11的长度达设定值，自锁结构控制锁紧机构将拉索31锁紧在滑块11上，而后随着预制桩的继续下移，圆底座通过圆底座拉动四个拉索31继续下移，也即预制桩在继续下移时拉动四个滑块11在与之对应的四个控制槽21中滑动，同时也会带动控制盘2在底盘1上转动。

这样可使锁紧拉索31相同设定位置后的四个滑块11同步同行程滑动，从而使得静压桩机在下压预制桩时或者预制桩在自主沉降时，预制桩能保证较高的垂直度，有效避免了预制桩在柔性桩中垂直度较差而影响柔刚复合桩承载性能的问题。待桩孔中的砂浆终凝，也即柔性桩终凝时，再切断拉索31，将上述校正设备移至另一桩孔处进行预制桩的垂直度校正施工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.钻设桩孔，在预定桩位处钻孔至持力层，形成桩孔；

S2.柔性桩施作，在所述桩孔中灌注砂浆至地面设计标高；

S3.刚性桩施作，待所述步骤S2中砂浆静置6小时后将预制桩压入终凝前的砂浆中；

所述步骤S3中压入所述预制桩至接近设计标高时需校正所述预制桩垂直度，其使用的校正设备包括中心预留孔洞的底盘（1）、同轴转动安装在所述底盘（1）上的控制盘（2）、用于承托所述预制桩底端的圆底座以及等间距分布在所述圆底座周向上的多个拉索（31）；

所述底盘（1）上防脱滑动设置有多个与多个所述拉索（31）一一对应的滑块（11），所述滑块（11）滑动轨迹沿所述底盘（1）径向设置，所述滑块（11）上设置有用于锁紧所述拉索（31）的锁紧机构；

所述控制盘（2）上贯穿开设有多个与多个所述滑块（11）一一对应的控制槽（21），所述控制槽（21）与所述滑块（11）滑动适配且所述控制槽（21）切向于所述控制盘（2）的同心圆，多个所述控制槽（21）以所述控制盘（2）轴线呈等间距圆周整列分布；

所述拉索（31）上设有用于当所述拉索（31）穿过所述滑块（11）达设定值时控制所述锁紧机构将所述拉索（31）锁紧于所述滑块（11）上的自锁结构。

2.根据权利要求1所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述锁紧机构包括固接在所述滑块（11）上的锁紧座（41），所述锁紧座（41）上贯穿开设有沿所述底盘（1）径向设置的通孔（42），所述锁紧座（41）于所述通孔（42）中铰接有倾斜设置的锁块（43），所述锁块（43）长度大于所述通孔（42）孔径，所述锁块（43）自由端朝背向所述拉索（31）移动的方向设置。

3.根据权利要求2所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述锁块（43）靠近所述拉索（31）移动轨迹的一侧固接有多个突刺（44）。

4.根据权利要求2所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述自锁结构包括固接于所述拉索（31）上的定距块（33），所述定距块（33）靠近所述锁紧座（41）的一侧设置有供所述锁块（43）自由端插入的引导面（34）；

当所述锁块（43）自由端嵌入所述定距块（33）中时，所述锁块（43）翻转至将所述拉索（31）抵紧于所述通孔（42）中。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述底盘（1）上靠近其孔洞的边缘安装有多个与多个所述拉索（31）一一对应设置的导向轮（51），所述导向轮（51）上设有用于检测所述拉索（31）绷直状态并于所述拉索（31）绷紧时驱使所述锁块（43）翻转至抵紧所述拉索（31）的联锁机构。

6.根据权利要求5所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述联锁机构包括固接在所述底盘（1）内孔边缘处的导向座（52），所述导向轮（51）弹性安装于所述导向座（52）上，所述导向轮（51）上固接有沿所述滑块（11）移动方向设置的联杆（53），所述锁块（43）自由端背离所述拉索（31）的一侧固接有位于所述联杆（53）正下方的凸块（45）。

7.根据权利要求3所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述锁块（43）靠近所述拉索（31）移动轨迹的一侧设置为内凹弧面（46），多个所述突刺（44）分布在所述内凹弧面（46）上。

8.根据权利要求1所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述底盘（1）上端面开设有与之同轴的环槽（12），所述控制盘（2）转动嵌设于所述环槽（12）中。

9.根据权利要求8所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述底盘（1）于所述环槽（12）槽底壁上开设有多个与多个所述滑块（11）一一对应设置的滑槽（13），所述滑块（11）防脱滑动设置在所述滑槽（13）中，所述滑槽（13）沿所述底盘（1）径向设置。

10.根据权利要求1所述的一种柔刚复合桩施工方法，其特征在于，所述控制盘（2）上固接有把手（22）。

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