CN117988317B - 一种碎石桩及其施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碎石桩及其施工工艺，涉及桩基工程技术领域，碎石桩包括填充层、桩体和连接环，桩体的内部设有加固组件；加固组件包括弹性钢丝网，弹性钢丝网位于桩体的内部，弹性钢丝网的底部固定连接有连接底盘，连接底盘的底部和侧壁均开设有滑孔，多个滑孔内壁均滑动连接有多个固定桩，多个滑孔的一端均固定连接有阻挡环，每个固定桩分别位于对应阻挡环内部，多个固定桩均与桩体相接触。本发明通过加固组件的设置，保持碎石料紧凑性的同时还能保持地基和桩体的透水性，减少碎石的移动和下沉，从而提高桩体的稳定性，还可以减少桩孔底部土壤的沉降，从而降低桩体的下沉风险，还可以提高桩体的承载能力。
Description
技术领域
本发明涉及桩基工程技术领域，尤其涉及一种碎石桩及其施工工艺。
背景技术
碎石桩是一种地基改良技术，它涉及在土壤中插入特殊的碎石或砾石柱，以增加地基的承载能力和稳定性。这些碎石桩通常由大块的碎石或砾石组成，通过机械振动或冲击等方法插入到土壤中，碎石桩的插入可以增加土地或地基的承载能力，使其能够支撑更重的结构或负荷，并且碎石桩有助于提高土壤的稳定性，特别是在软土地区，可以减少地基沉降和不均匀沉降的风险。
中国专利（CN110863480A）反滤振冲碎石桩，反滤桩体段具有反滤功能，反滤桩体段不会在渗透压力作用下而形成管涌通道，所以该反滤振冲碎石桩在保证原加固效用情况下，增加反滤功能，从而提高整个反滤振冲碎石桩的渗透稳定性和使用安全性，而且该反滤振冲碎石桩结构简单，制造成本低，利于推广。
虽然该专利能够增加反滤功能，但是当地下水位较高时，土壤的抗剪强度通常会降低，这使得桩体更容易受到水流的冲刷和土壤的剪切作用，从而降低其承载能力，增加地基沉降和结构变形的风险。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的技术问题，本发明提供一种碎石桩，其优点在于：通过加固组件的设置，保持碎石料紧凑性的同时还能保持地基和桩体的透水性，减少碎石的移动和下沉，从而提高桩体的稳定性，还可以减少桩孔底部土壤的沉降，从而降低桩体的下沉风险，还可以提高桩体的承载能力。
为了实现上述目的，本发明具体采用了如下技术方案：一种碎石桩，包括填充层、桩体和连接环，桩体的内部设有加固组件；还包括加固组件，包括弹性钢丝网，弹性钢丝网位于桩体的内部，弹性钢丝网的底部固定连接有连接底盘，连接底盘的底部和侧壁均开设有滑孔，多个滑孔内壁均滑动连接有多个固定桩，多个滑孔的一端均固定连接有阻挡环，每个固定桩分别位于对应阻挡环内部，多个固定桩均与桩体相接触，桩体的一端设有加强组件，填充层位于桩体的内部。
本发明进一步设置为，加强组件包括灌浆管，连接环与弹性钢丝网的顶部固定连接，多个灌浆管均位于连接环的内部，桩体的顶端设有加固区。
弹性钢丝网包括钢丝条和钢丝延展组件，钢丝延展组件包括滑块，每个钢丝条的一端均固定连接有滑块，每两个相邻的钢丝条之间均通过滑块滑动连接。
本发明进一步设置为，弹性钢丝网采用不锈钢材质，多个固定桩沿连接底盘的中轴线对称分布，弹性钢丝网的内部设有多个分隔组件。
通过以上技术方案：不锈钢材质有良好抗腐蚀性能的材质，可以防止弹性钢丝网受到腐蚀而降低其强度和耐久性，不锈钢材质还可以承受地桩体和挤压碎石的荷载。
本发明进一步设置为，分隔组件包括多组，每组分隔组件包括分隔网，分隔网的数量设置为多个，多个分隔网之间均设有弹性丝。
本发明进一步设置为，每两个相邻的分隔网均通过弹性丝相连接，多个分隔网连接呈锥形。
本发明进一步设置为，多个分隔网相对的一侧均固定连接有固定锥，多个固定锥的相对的一端均设有固定组件。
本发明进一步设置为，固定组件包括多组，每组固定组件包括钩体，钩体与固定锥的内侧设有弹性膜。
本发明进一步设置为，弹性膜的一端连通设置有连接管，钩体的内部开设有腔体，连接管的一端与腔体相连通，腔体远离连接管的一端滑动连接有固定杆。
本发明进一步设置为，多个滑孔的内壁均设有摩擦槽，每个弹性膜的内部均设有速干混凝土。
本发明还公开了一种碎石桩施工工艺，包括以下步骤：
S1：根据设计图进行坐标核算并绘出放线图，室内仔细检查复核放线图上坐标，用全站仪对基准坐标进行复核并放出控制点位和轴线，并在开孔前对点位进行复核。
S2：随后振动沉管桩机就位，垂直平稳架设在打桩部位，桩尖对准桩位中心，并在桩架或桩管上标出控制深度标记以便在施工中进行深度观测。
S3：活瓣桩尖对准桩基中心，并核查桩管垂直度后，利用锤击及桩管自重将桩尖压入土中。
S4：按设计要求和桩长，进行振动沉管，沉管过程根据软硬程度，控制沉管速度，使电源电压保持正常。
S5：当沉管成桩体后，将弹性钢丝网放置到桩体内部，桩体内按设计要求计算碎石桩段的碎石量填料后，先振动5～10秒，再开始拔管，当碎石填充到预先计算的高度时，将桩管拔出，随后将分隔网放置到弹性钢丝网内部，再使将桩管下降，重复上述操作。
S6：当碎石加入到加固区时，对连接环安装多个灌浆管，当碎石填至桩体的顶部时，随后对灌浆管内部注入水泥浆，缓慢匀速上拔多个灌浆管，保证加固区内水泥浆与碎石料混合均匀。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过加固组件的设置，保持碎石料紧凑性的同时还能保持地基和桩体的透水性，具体是通过人工或者升降机将弹性钢丝网放置到桩体内部使固定桩插入到桩体的底部，进行固定，可以减少碎石的移动和下沉，从而提高桩体的稳定性，还可以减少桩孔底部土壤的沉降，从而降低桩体的下沉风险，还可以提高桩体的承载能力。
2、本发明通过分隔组件的设置，确保桩体中每一段碎石料在桩体中保持相对稳定，具体是先将当碎石料填充到预设位置时，将分隔网放置到桩体内部，分隔网初始状态呈锥形，随后通过振动沉管桩机再对桩体内部填充碎石料，当填充碎石料时碎石料的重量压动多个分隔网，使多个顶部的分隔网向下压动，使弹性丝拉直，分隔网便被压成水平状态，对每段碎石料进行分隔，提高桩体的整体稳定性，还防止碎石料沉降到桩体的底部或侧面，减少沉降和沉陷的风险。
3、本发明通过固定组件的设置，当分隔网被压成水平状态时，固定组件勾住弹性钢丝网，对分隔网进行固定，具体是当多个分隔网受到碎石料向外侧移动时，固定锥穿过弹性钢丝网插入到桩体内部，此时钩体位于弹性钢丝网的外部，当分隔网受到较大的力呈倒锥形时，此时固定锥和钩体向内移动，钩体向内移动时，弹性钢丝网挤压弹性膜，将弹性膜内部的速干混凝土通过连接管挤压到钩体内部的腔体，当速干混凝土进入到腔体时，向前推动固定杆，使固定杆勾住弹性钢丝网，勾住后，速干混凝土凝固，使固定杆始终与弹性钢丝网勾住，对分隔网进行固定，避免分隔网在受到力的作用时产生位移。
附图说明
图1为碎石桩的整体结构示意图；
图2为桩体与弹性钢丝网连接结构示意图；
图3为固定桩压出结构示意图；
图4为碎石桩的整体结构剖视图；
图5为固定桩与连接底盘连接结构示意图；
图6为分隔网压平结构示意图；
图7为连接组件整体结构示意图；
图8为连接组件剖视图；
图9为钢丝条延展示意图。
图中：1、填充层；2、桩体；3、弹性钢丝网；4、连接环；5、固定桩；6、连接底盘；7、加固区；8、灌浆管；9、弹性丝；10、阻挡环；11、分隔网；12、固定锥；13、弹性膜；14、连接管；15、钩体；16、固定杆；17、滑块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1：参照图1-图8，一种碎石桩，包括填充层1、桩体2和连接环4，桩体2的内部设有加固组件；所述加固组件包括弹性钢丝网3，弹性钢丝网3位于桩体2的内部，弹性钢丝网3的底部固定连接有连接底盘6，连接底盘6的底部和侧壁均开设有滑孔，多个滑孔内壁均滑动连接有多个固定桩5，多个滑孔的一端均固定连接有阻挡环10，每个固定桩5分别位于对应阻挡环10内部，多个固定桩5均与桩体2相接触，桩体2的一端设有加强组件，填充层1位于桩体2的内部。
本发明通过加固组件的设置，保持碎石料紧凑性的同时还能保持地基和桩体2的透水性，具体是通过人工或者升降机将弹性钢丝网3放置到桩体2内部使固定桩5插入到桩体2的底部，进行固定，可以减少碎石的移动和下沉，从而提高桩体2的稳定性，还可以减少桩孔底部土壤的沉降，从而降低桩体2的下沉风险，还可以提高桩体2的承载能力；填充层1为粒径2-5cm的碎石料。
加强组件包括灌浆管8，连接环4与弹性钢丝网3的顶部固定连接，多个灌浆管8均位于连接环4的内部，桩体2的顶端设有加固区7；弹性钢丝网3包括钢丝条和钢丝延展组件，钢丝延展组件包括滑块17，每个钢丝条的一端均固定连接有滑块17，每两个相邻的钢丝条之间均通过滑块17滑动连接。
通过加强组件的设置，能够对易产生鼓胀破坏的桩体2上段进行加固，具体是当碎石加入到加固区7时，对连接环4安装多个灌浆管8，可以是通过螺栓或螺纹旋转拧紧进行安装，当碎石填至桩体2的顶部时，随后通过外接注浆设备对灌浆管8内部注入水泥浆，此时通过人工或升降设备缓慢匀速上拔多个灌浆管8，保证加固区7内水泥浆与碎石料混合均匀，防止或减轻鼓胀破坏的发生，提高桩体2的稳定性和安全性，只对上段加固不会引起影响下段桩体2的排水，这有助于维护土壤的透水性，确保水分可以自由排水。
参照图5-图8，弹性钢丝网3采用不锈钢材质，多个固定桩5沿连接底盘6的中轴线对称分布，弹性钢丝网3的内部设有多个分隔组件，分隔组件包括多组，每组分隔组件包括分隔网11，分隔网11的数量设置为多个，多个分隔网11之间均设有弹性丝9，每两个相邻的分隔网11均通过弹性丝9相连接，多个分隔网11连接呈锥形。
通过分隔组件的设置，确保桩体2中每一段碎石料在桩体2中保持相对稳定，具体是先将当碎石料填充到预设位置时，将分隔网11放置到桩体2内部，分隔网11初始状态呈锥形，随后在通过振动沉管桩机再对桩体2内部填充碎石料，当填充碎石料时碎石料的重量压动多个分隔网11，使多个顶部的分隔网11向下压动，使弹性丝9拉直，分隔网11便被压成水平状态，对每段碎石料进行分隔，提高桩体2的整体稳定性，还防止碎石料沉降到桩体2的底部或侧面，减少沉降和沉陷的风险。
具体的，多个分隔网11相对的一侧均固定连接有固定锥12，多个固定锥12的相对的一端均设有固定组件，固定组件包括多组，每组固定组件包括钩体15，钩体15与固定锥12的内侧设有弹性膜13，弹性膜13的一端连通设置有连接管14，钩体15的内部开设有腔体，连接管14的一端与腔体相连通，腔体远离连接管14的一端滑动连接有固定杆16。
通过固定组件的设置，当分隔网11被压成水平状态时，固定组件勾住弹性钢丝网3，对分隔网11进行固定，具体是当多个分隔网11受到碎石料向外侧移动时，固定锥12穿过弹性钢丝网3插入到桩体2内部，此时钩体15位于弹性钢丝网3的外部，当分隔网11受到较大的力呈倒锥形时，此时固定锥12和钩体15向内移动，钩体15向内移动时，弹性钢丝网3挤压弹性膜13，将弹性膜13内部的速干混凝土通过连接管14挤压到钩体15内部的腔体，当速干混凝土进入到腔体时，向前推动固定杆16，使固定杆16勾住弹性钢丝网3，勾住后，速干混凝土凝固，使固定杆16始终与弹性钢丝网3勾住，对分隔网11进行固定，避免分隔网11在受到力的作用时产生位移。
具体的，多个滑孔的内壁均设有摩擦槽，每个弹性膜13的内部均设有速干混凝土。
当不对连接底盘6施加力时，通过摩擦槽使固定桩5始终位于滑孔内部，当碎石料对连接底盘6施加力时，多个固定桩5受力从滑孔内部滑出，扎入到桩体2的内部，阻挡环10对多个固定桩5起限位作用，避免固定桩5脱落，使固定桩5在受到力时始终位于滑孔的内部。
实施例2：一种碎石桩施工工艺，所述碎石桩如实施例1所述，该施工工艺包括以下步骤。
S1：根据设计图进行坐标核算并绘出放线图，室内仔细检查复核放线图上坐标，用全站仪对基准坐标进行复核并放出控制点位和轴线，并在开孔前对点位进行复核。
S2：随后振动沉管桩机就位，垂直平稳架设在打桩部位，桩尖对准桩位中心，并在桩架或桩管上标出控制深度标记以便在施工中进行深度观测。
S3：活瓣桩尖对准桩基中心，并核查桩管垂直度后，利用锤击及桩管自重将桩尖压入土中。
S4：按设计要求和桩长，进行振动沉管，沉管过程根据软硬程度，控制沉管速度，使电源电压保持正常。
S5：当沉管成桩体2后，将弹性钢丝网3放置到桩体2内部，桩体2内按设计要求计算碎石桩段的碎石量填料后，先振动5～10秒，再开始拔管，当碎石填充到预先计算的高度时，将桩管拔出，随后将分隔网11放置到弹性钢丝网3内部，再使将桩管下降，重复上述操作。
S6：当碎石加入到加固区7时，对连接环4安装多个灌浆管8，当碎石填至桩体2的顶部时，随后对灌浆管8内部注入水泥浆，缓慢匀速上拔多个灌浆管8，保证加固区7内水泥浆与碎石料混合均匀。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种碎石桩，其特征在于，包括：填充层（1）、桩体（2）和连接环（4），所述桩体（2）的内部设有加固组件；
所述加固组件包括弹性钢丝网（3），所述弹性钢丝网（3）位于桩体（2）的内部，所述弹性钢丝网（3）的底部固定连接有连接底盘（6），所述连接底盘（6）的底部和侧壁均开设有滑孔，多个所述滑孔内壁均滑动连接有多个固定桩（5），多个所述滑孔的一端均固定连接有阻挡环（10），每个所述固定桩（5）分别位于对应阻挡环（10）内部，多个所述固定桩（5）均与桩体（2）相接触，所述桩体（2）的一端设有加强组件，所述填充层（1）位于桩体（2）的内部；
所述弹性钢丝网（3）采用不锈钢材质，多个所述固定桩（5）沿连接底盘（6）的中轴线对称分布，所述弹性钢丝网（3）的内部设有多个分隔组件；
所述分隔组件包括多组，每组所述分隔组件包括分隔网（11），所述分隔网（11）的数量设置为多个，多个所述分隔网（11）之间均设有弹性丝（9）；
每两个相邻的分隔网（11）均通过弹性丝（9）相连接，多个所述分隔网（11）连接呈锥形；
多个所述分隔网（11）相对的一侧均固定连接有固定锥（12），多个所述固定锥（12）的相对的一端均设有固定组件；
所述固定组件包括多组，每组所述固定组件包括钩体（15），所述钩体（15）与固定锥（12）的内侧设有弹性膜（13）；
所述加强组件包括灌浆管（8），所述连接环（4）与弹性钢丝网（3）的顶部固定连接，多个所述灌浆管（8）均位于连接环（4）的内部，所述桩体（2）的顶端设有加固区（7）；
所述弹性膜（13）的一端连通设置有连接管（14），所述钩体（15）的内部开设有腔体，所述连接管（14）的一端与腔体相连通，所述腔体远离连接管（14）的一端滑动连接有固定杆（16）；
多个所述滑孔的内壁均设有摩擦槽，每个所述弹性膜（13）的内部均设有速干混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种碎石桩，其特征在于，所述弹性钢丝网（3）包括钢丝条和钢丝延展组件，所述钢丝延展组件包括滑块（17），每个钢丝条的一端均固定连接有滑块（17），每两个相邻的钢丝条之间均通过滑块（17）滑动连接。
3.一种碎石桩及其施工工艺，包括权利要求2所述的一种碎石桩，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据设计图进行坐标核算并绘出放线图，室内仔细检查复核放线图上坐标，用全站仪对基准坐标进行复核并放出控制点位和轴线，并在开孔前对点位进行复核；
S2：随后振动沉管桩机就位，垂直平稳架设在打桩部位，桩尖对准桩位中心，并在桩架或桩管上标出控制深度标记以便在施工中进行深度观测；
S3：活瓣桩尖对准桩基中心，并核查桩管垂直度后，利用锤击及桩管自重将桩尖压入土中；
S4：按设计要求和桩长，进行振动沉管，沉管过程根据软硬程度，控制沉管速度，使电源电压保持正常；
S5：当沉管成桩体（2）后，将弹性钢丝网（3）放置到桩体（2）内部，桩体（2）内按设计要求计算碎石桩段的碎石量填料后，先振动5～10秒，再开始拔管，当碎石填充到预先计算的高度时，将桩管拔出，随后将分隔网（11）放置到弹性钢丝网（3）内部，再使将桩管下降，重复上述操作；
S6：当碎石加入到加固区（7）时，对连接环（4）安装多个灌浆管（8），当碎石填至桩体（2）的顶部时，随后对灌浆管（8）内部注入水泥浆，缓慢匀速上拔多个灌浆管（8），保证加固区（7）内水泥浆与碎石料混合均匀。
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