CN202194127U - 变径高压旋喷刚性桩 - Google Patents

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黄钟喜
严明威
朱晓明
张克峰
穆晔
乔景
魏廷
朱胜昔
盛在行
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Abstract

本实用新型提供一种变径高压旋喷刚性桩,涉及建筑工程中的桩基工程技术领域。所述变径高压旋喷刚性桩由无集料混凝土桩体(1)和后插钢筋笼(2)组成,后插钢筋笼包括纵筋(2-1)、螺旋箍筋(2-2)、加密螺旋箍筋(2-3)以及焊接加劲箍筋(2-4);无集料混凝土桩体(1)为上大下小的变径结构。该刚性桩在桩体变径和后插钢筋笼后,水平承载力能够大幅提高,并且具有抗拔能力,增加了高压旋喷类桩的应用范围,能够有效降低工程费用。桩体能够达到刚性桩的使用要求和耐久性要求。钢筋笼的构造确保了贯入顺利,质量可控。所述变径高压旋喷刚性桩在以粉细砂为主的沙漠地区具有广泛的适用性,具有巨大的经济效益和良好的社会效益。

Description

变径高压旋喷刚性桩
技术领域
[0001] 本实用新型涉及建筑工程中的桩基工程技术领域,进一步地说,是涉及一种变径高压旋喷刚性桩。
背景技术
[0002] 现有国内外的高压旋喷桩,通过旋喷注浆形式,将浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体,同时通过注浆管的旋转和提升运动,使浆液与土体搅拌混合凝固成均勻的圆柱形加固体,主要适用于地基加固、深基坑、遂道、盾构工程、港湾和水利工程、止水防渗等,但不能用于承受较大水平力、有抗拔力要求的基础工程;是“柔性桩”体系,属复合地基,应用范围受较大的限制。
[0003] 在高压旋喷桩复合地基的基础上,业界也进行了探索实践,将钢筋笼或替代抗拔体植入旋喷桩体内,以使其具有一定的抗拔和抗推能力,部分实现刚性桩的功能。但由于此类桩桩身强度低,难以达到刚性桩的承载力要求,亦难达到混凝土的最低耐久性要求,所以此类桩无法作为刚性桩应用。
[0004] 另外由于国内建设工程用地日趋紧张,同时国家出台相关法令法规禁止占用耕地,很多工程建于沙漠地区,虽然类似地区地基处理方法、桩基类型繁多,并且不断有新工艺、新技术的开发应用,仍不能完全满足迅猛工程建设的基础工程要求。
[0005] 现有专利技术中,公开过一种抗拔高压旋喷桩,其抗拔体为缠绕螺旋钢筋的钢管, 从而增加复合桩基的抗拔能力,提高水平承载力,从而不单独设抗拔桩,降低了施工成本和工程费用。该桩型中设置的抗拔体为钢管缠绕钢筋,施工相对复杂,材料来源不够广泛,且桩身强度不足,无法有效发挥承载力,还不能作为刚性桩使用。
实用新型内容:
[0006] 针对现有技术的高压旋喷桩抗压强度、耐久性不满足刚性桩要求,抗推抗拔能力不足等问题,本实用新型提供了一种变径高压旋喷刚性桩。该刚性桩桩身强度较普通高压旋喷桩大幅度提升,通过桩体和钢筋笼的构造,抗推和抗拔能力大幅提高。
[0007] 本实用新型所述的一种变径高压旋喷刚性桩,由无集料混凝土桩体(1)和后插钢筋笼(¾组成。后插钢筋笼包括纵筋0-1)、螺旋箍筋0-2)、加密螺旋箍筋(2-¾及焊接加劲箍筋(2-4)等。
[0008] 以上所述无集料混凝土桩体(1)为上大下小的变径结构,变径深度大于或等于 5d,并且大于或者等于4米,扩径比D/d大于或等于1. 2。其中D为桩体最大径(桩体扩径),d为桩体最小径(桩体直径)。通过桩上部的扩径,可以大幅增加桩体抗水平力承载能力,而不需要提高配筋率,节省了材料。
[0009] 以上所述的后插钢筋笼(2)基本构造接近于普通灌注桩,便于加工施工,后插钢筋笼(¾长度大于或等于变径高压旋喷刚性桩桩长的2/3,以保证桩体抗拔性能。后插钢筋笼(2)通过在纵筋上固定螺旋箍筋、加密螺旋箍筋及焊接加劲箍筋措施保持钢筋笼纵向刚度,保证贯入桩体后不变形。所述的后插钢筋笼(¾上加密螺旋箍筋(2-¾长度大于或等于5d。
[0010] 进一步优化后插钢筋笼的结构,将以上所述的后插钢筋笼(2)通过桩端锥形构造和配置附加加劲箍筋0-5),使钢筋笼易于插入高喷桩体,不卡挂桩壁。即所述后插钢筋笼 (2)的下端部呈锥状,斜度1/8〜1/15,高度Id〜2d。更优选的在所述后插钢筋笼O)的锥状下端部配有附加加劲箍筋0-5)3〜5组,间距100〜300mm。
[0011] 桩端钢筋锥形构造,斜度1/8〜1/15,锥段高度等于Id〜2d,在此范围内配有附加加劲箍筋(2-5) 3〜5组,间距100〜300mm。
[0012] 所述后插钢筋笼O)的横截面为圆形,也可以是现有技术中方便加工的形状,如方形或矩形。
[0013] 所述无集料混凝土桩体的钢筋保护层厚度a值大于或者等于60mm。
[0014] 本实用新型的变径高压旋喷刚性桩,应用在砂土地基条件下,土体中的粉细砂经过高标号高喷水泥浆加固后,作为混凝土细骨料参与工作,形成了所述无集料混凝土桩体 (1)。即无集料混凝土桩体(1)为以粉细砂为主的各层土与高喷水泥浆混合形成。所述桩体具有较高强度,混凝土强度等级能够达到C20,从而满足混凝土刚性桩的最小强度要求和耐久性要求。
[0015] 实现本实用新型这种刚性桩的过程蕴含了高压旋喷、后插筋、无集料混凝土等技术。其中高压旋喷技术加固砂土地基已有大量工程实践,其作为复合地基效果良好,高压旋喷技术应用在本实用新型中,通过桩体复喷等措施,为桩体变径提供了施工条件。后插筋技术是借助钢筋笼自重或专用振动设备将钢筋笼插入桩体中至设计标高,此技术在长螺栓压灌桩工艺中有较为成熟的应用。后插筋技术应用在本实用新型中,钢筋笼构造进行了改变, 如桩端锥形构造,附加加劲箍筋等,从而使钢筋笼能够顺利贯入高喷桩体,实现桩体抗拔功能。
[0016] 无集料混凝土技术是通过采用提高水泥强度等级、水泥含量等措施,在不使用粗骨料的条件下,使混凝土达到含粗骨料混凝土的同等或者以上强度。无集料混凝土技术应用在本实用新型,桩体强度大幅提高,使桩受力性状与混凝土灌注桩相同,从而使高压旋喷后插筋桩达到了刚性桩的使用条件,通过设置钢筋保护层指标,耐久性能够满足要求,成为完全意义的混凝土刚性桩。
[0017] 本实用新型的变径高压旋喷刚性桩继承了高压旋喷桩相对于普通灌注桩的比对优势,施工简便速度快、质量容易控制、固体形状易控、无泥浆护壁、高侧阻力;该桩也克服了高压旋喷桩无法承受抗拔及较大水平力的缺点,吸取钢筋混凝土钻孔灌注桩桩身强度高、单桩承载力大的特点,且无桩身泥皮桩底沉渣,无缩颈、断桩现象,也不受地下水位的限制、成桩速度快、低噪音、成桩质量稳定,就地取材工程造价低、综合效益好、适应性强等优点。因此变径高压旋喷刚性桩是一种技术先进、质量可靠、施工工效高、成本低的新桩工艺。
[0018] 本发明的效果是针对目前砂土地质条件下各类桩基及地基处理方法适用范围的受限性,利用高压旋喷桩适用范围广、施工简便、固体形状可控性强、耐久性好、料源广阔、 价格低廉、设备简单、管理方便、生产安全、无公害等优点的基础上,通过采用无集料混凝土技术、后插筋技术及特殊的钢筋笼结构等措施使桩体接近普通混凝土灌注桩的强度,从而使桩的承载性状取决于桩侧摩阻力和桩端反力,承载机理与混凝土灌注桩完全相同。施工
4过程无公害,无噪音、轻振动、无排污、不扰民,符合环保要求,是新一代环保型经济型桩基; 工程造价与其他灌注桩型相比价格便宜,可以广泛应用于工业与民用建(构)筑物基础工程。并适用于沙漠地区砂土地基摩擦型桩基础工程。
附图说明
[0019] 图1 :本实用新型提供的变径高压旋喷刚性桩的结构示意图。
[0020] 图2 :图1中变径高压旋喷刚性桩的结构示意图的1-1剖面图。
[0021] 图3 :图1中变径高压旋喷刚性桩的结构示意图的2-2剖面图。
[0022] 图中标注说明:
[0023] 1无集料混凝土桩体;2后插钢筋笼;2-1纵筋;2-2螺旋箍筋;2_3加密螺旋箍筋; 2-4焊接加劲箍筋;2-5附加加劲箍筋;
[0024] H有效桩长;Hl后插钢筋笼长;H2扩径长;H3后插钢筋笼锥段高;D桩体扩径;d桩体直径;a钢筋保护层厚度。
具体实施方式:
[0025] 下面结合实施例,进一步说明本发明。
[0026] 根据图1所示,一种变径高压旋喷刚性桩,由无集料混凝土桩体1和后插钢筋笼2 组成。
[0027] 所述无集料混凝土桩体1以粉细砂土体与高喷水泥浆混合形成。
[0028] 后插钢筋笼2包括纵筋2-1及绑扎固定在纵筋2-1上的螺旋箍筋2_2、加密螺旋箍筋2-3、焊接加劲箍筋2-4及附加加劲箍筋2-5。
[0029] 所述无集料混凝土桩体1为上大下小的变径结构,有效桩长11为M米,桩体直径 d为600mm,扩径长H2为4米,扩径比D/d为1. 25。
[0030] 后插钢筋笼2长度为变径高压旋喷刚性桩桩长的2/3,即Hl为18米。后插钢筋笼2中,纵筋2-1为10 Φ 16,螺旋箍筋2-2、加密螺旋箍筋2_3分别为Φ 8@200\100,加密螺旋箍筋2-3长度5d,即3米。焊接加劲箍筋2-4为Φ 1401200。后插钢筋笼2的下端部呈锥状,斜度1/10,锥段高度Η3为2d即600mm。后插钢筋笼2下端的锥段配有附加加劲箍筋 2-5,附加加劲箍筋2-5为3组Φ 14沿锥段均布。所述后插钢筋笼2的横截面形状为圆形, 钢筋保护层厚度a为80mm。
[0031] 进入施工阶段步骤如下:利用钻机钻孔;钻孔经验收合格后下注浆管;注浆管经验收合格后旋喷提升成桩,且自下而上连续作业,不中断停顿,保证旋喷桩身的均勻性,防止缩径、断桩现象的发生;扩径范围内,增加水泥用量进行复喷。旋喷施工结束后应立即将制作好的钢筋笼下笼,在起吊过程中保证钢筋笼不弯曲、不变形,同时钢筋笼在起吊空中竖立后徐徐插入旋喷桩体内;前期主要靠钢筋笼自重下沉,后期启动电动机振动力将钢筋笼压入旋喷桩体内;并且用水准仪抄平控制钢筋笼顶标高,完成整个成桩过程。在下钢筋笼过程中及时、连续作业,同时对准桩体孔位徐徐轻放,避免高频振捣使混凝土发生离析,从而导致钢筋笼无法下沉设计位置;下沉钢筋笼接近设计位置时,加强控制以避免由于惯性钢筋笼下沉过深。最后完成施工全过程,成为“变径高压旋喷刚性桩”。
[0032] 后插钢筋笼加工应控制钢筋笼外径,避免由于笼子过大卡在孔内,加劲箍与主筋(纵筋)的点焊连接应牢固以保证钢筋笼在起吊、下沉过程中不变形、不扭曲、不散架;纵筋的接头采用机械连接,相邻接头错开。箍筋与主筋的固定采用绑扎(满绑),加劲箍与主筋采用点焊,加劲箍接头采用单面焊。
[0033] 本实用新型的实施例中,通过桩身变径,后插钢筋笼的系列构造措施,在各项施工参数选择合理的条件下,能够施工得到抗压强度高、抗推抗拔能力强,耐久性满足使用要求的完全意义上的刚性桩。

Claims (8)

1. 一种变径高压旋喷刚性桩,其特征在于,由无集料混凝土桩体(1)和后插钢筋笼(2) 组成,后插钢筋笼包括纵筋0-1)、螺旋箍筋0-2)、加密螺旋箍筋(2-¾以及焊接加劲箍筋 (2-4);无集料混凝土桩体(1)为上大下小的变径结构。
2.如权利要求1所述的变径高压旋喷刚性桩,其特征在于,在桩顶扩径,扩径深度大于或等于5d,并且大于或者等于4米,无集料混凝土桩体(1)的扩径比D/d大于或等于1.2; 其中D为桩体扩径,d为桩体直径。
3.如权利要求1所述的变径高压旋喷刚性桩,其特征在于后插钢筋笼(2)长度大于或等于变径高压旋喷刚性桩桩长的2/3。
4.如权利要求1所述的变径高压旋喷刚性桩,其特征在于所述的钢筋笼(2)上加密螺旋箍筋(2-3)长度大于或等于5d。
5.如权利要求1所述的变径高压旋喷刚性桩,其特征在于所述的后插钢筋笼(2)的下端部呈锥状,斜度1/8〜1/15,高度Id〜2d。
6.如权利要求5所述的变径高压旋喷刚性桩,其特征在于所述的钢筋笼(2)的锥状下端部配有附加加劲箍筋0-5)3〜5组,间距100〜300mm。
7.如权利要求1所述的变径高压旋喷刚性桩,其特征在于所述的后插钢筋笼(2)的横截面形状为圆形、方形或矩形。
8.如权利要求1所述的变径高压旋喷刚性桩,其无集料混凝土桩体(1)的桩体钢筋保护层厚度a值大于或者等于60mm。
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