CN202830924U - 修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，它是由一个锚孔、一个钢立柱、一个输浆管、一个射浆管和所灌注的水泥砂浆构成。混凝土断层位于钻孔灌注桩高度的某一个部位。该钻孔灌注桩无须报废，采用本实用新型即可将其修复。在该钻孔灌注桩的钢筋笼内，锚孔以相等的环向间距垂直打入，并穿过混凝土断层。钢立柱、输浆管和射浆管构成了一个完整的钢结构，它位于锚孔的正中部位。在钢结构与锚孔之间，在钢结构的内部，都充满了所灌注的水泥砂浆。这些水泥砂浆包裹着钢结构，并充满混凝土断层的缝隙和空洞。所有的钢立柱皆位于混凝土断层高度的正中部位，使混凝土断层处的承载力达到设计要求，使该钻孔灌注桩能够正常使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构。
背景技术
自上个世纪六十年代以来，在桥梁建设中，钻孔灌注桩已成为一种广泛使用的墩台基础。在有些工程中，因操作不当，在灌注混凝土时出现了断层，从而降低了钻孔灌注桩的承载力。在以往，多是将该钻孔灌注桩的混凝土捣碎，取出其中的钢筋，重新形成井筒，放入新的钢筋笼，灌注混凝土；或是在该钻孔灌注桩的左右两侧各打入一根直径相同的钻孔灌注桩，在这两根钻孔灌注桩的顶部先制作承台，再于承台之上构筑桥墩或桥台。
对于以上的两种处理方式，无论采用哪一种，都要废弃原钻孔灌注桩，制作新钻孔灌注桩，其所支付的费用都明显大于原钻孔灌注桩的制作费用。如果在原钻孔灌注桩的混凝土断层处，按照一定规律锚固一些竖向钢立柱，用它们的承载力弥补混凝土断层所丧失的承载力，就能使原钻孔灌注桩符合设计要求，重新得以使用。这种修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的方法，其施工速度快，质量好，成本仅为原钻孔灌注桩制作费用的十分之一。
本实用新型就是根据这一思路，由本发明人精心研制的一种新型钢混结构，将其置于钻孔灌注桩的混凝土断层处，使该钻孔灌注桩的承载力符合设计要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题就是要提供一种施工方便、便于制作的新型钢混结构，用以修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，其特征在于：它包括有一个锚孔、一个钢立柱、一个输浆管、一个射浆管和水泥砂浆；所述的钻孔灌注桩为一个钢筋混凝土的圆柱体，它垂直插入大地的岩土层中，其直经为1200mm或1500mm，其长度为20-30m；所述的混凝土断层位于钻孔灌注桩的某一深度范围内，其沿竖向的厚度为300-700mm，其沿横向切断了钻孔灌注桩的混凝土；在钻孔灌注桩其钢筋笼之内的混凝土中，所述的锚孔以相等的环向间距分布；该锚孔的口径为130mm，其孔口与钻孔灌注桩的顶面持平，其孔底低于所述的混凝土断层的底面900mm；所述的钢立柱由一根无缝钢管、六根螺纹钢筋和六块小钢板组成；六根螺纹钢筋以相等的环向间距分布于无缝钢管的外侧，在每相邻的两根螺纹钢筋之间的中间部位，都设制一块小钢板；所述的输浆管其主体由数根焊缝钢管连接而成，每相邻的两根焊缝钢管都通过焊接一个钢套管实现对接；沿着输浆管的主体，每隔3.5-4.0m设制一组 翼板；所述的射浆管由一根主体钢管和一个锚盖组成，锚盖固定于主体钢管的底端；在主体钢管的侧面，共钻制四列八个射浆孔；在所述的锚孔内，从孔底向孔口依次为射浆管、钢立柱和输浆管，射浆管底端的锚盖与孔底相接触，输浆管的顶端向上伸出孔口200mm；钢立柱其螺纹钢筋的下端低于混凝土断层的底面700mm，其螺纹钢筋的上端高于混凝土断层的顶面700mm，其无缝钢管的下端向下插入射浆管的顶部30mm，其无缝钢管的上端向上插入输浆管的底部30mm；在射浆管的顶端与钢立柱的无缝钢管之间，在输浆管的底端与钢立柱的无缝钢管之间，都设制一道周圈满焊焊口；在所述的射浆管、钢立柱和输浆管与锚孔的孔壁之间，在射浆管的主体钢管、钢立柱的无缝钢管和输浆管的焊缝钢管之中，都充满了水泥砂浆。
当所述的钻孔灌注桩其直径为1500mm时，共设制九个所述的锚孔，它们与钻孔灌注桩的竖向中轴线之距皆为500mm；当所述的钻孔灌注桩其直径为1200mm时，共设制六个所述的锚孔，它们与钻孔灌注桩的竖向中轴线之距皆为350mm。
所述的钢立柱，其螺纹钢筋的直径为32mm，长度等于所述的混凝土断层的厚度加1400mm；其无缝钢管的外径为42mm，壁厚为4mm，长度等于所述的混凝土断层的厚度加1560mm；其小钢板的长度为100mm，宽度为40mm，厚度为4mm。
所述的钢立柱，其无缝钢管的两端分别伸出螺纹钢筋的两端80mm；在每一根螺纹钢筋的左右两侧，在该螺纹钢筋与无缝钢管之间，都以400mm为间距设制一列40mm长的焊口；每一块所述的小钢板都通过焊接与螺纹钢筋相固定，六块小钢板其外侧边的轮廓面呈一个边长为61mm，高度为100mm的正六棱柱体的侧面。
所述的射浆管，其主体钢管的外径为48mm，壁厚为3mm，长度为150mm；其锚盖用2mm厚的低碳钢板冲压而成，它扣入主体钢管的底端，并通过焊接与之相固定；在主体钢管沿纵向的正中部位，以相等的环向间距设制四列直径为20mm的射浆孔，每一列的两个射浆孔均以50mm为间距。
所述的输浆管，其焊缝钢管的外径为48mm，壁厚为3mm，长度等于或小于7m；其钢套管的外径为54mm，壁厚为3mm，长度为120mm；在每两根焊缝钢管的对接处，都设制一个钢套管；在每一个钢套管的两端与焊缝钢管之间，都设制一个周圈满焊焊口。
所述的输浆管，其翼板的长度为60mm，宽度为37mm，厚度为4mm；每一组翼板都是四块，它们以相等的环向间距分布于焊缝钢管的外侧，其外侧边的轮廓面呈一个边长为86mm，高度为60mm的正四棱柱体的侧面；在距输浆管的顶端和底端各500mm长的范围内，在各钢套管的所在处，都不设制翼板。
本实用新型的优点是，所使用的机械简单，操作方法简单，施工费用低，带有混凝土断层的钻孔灌注桩经过修复后，其承载力完全符合设计要求。
附图说明
图1是直径为1500mm的钻孔灌注桩中锚孔布设的横断面图。
图2是直径为1500mm的钻孔灌注桩中钢立柱一般部位的横断面图。
图3是直径为1500mm的钻孔灌注桩中钢立柱焊接小钢板部位的横断面图。
图4是直径为1500mm的钻孔灌注桩中输浆管焊缝钢管部位的横断面图。
图5是直径为1500mm的钻孔灌注桩中输浆管焊接翼板部位的横断面图。
图6是直径为1500mm的钻孔灌注桩中射浆管射浆孔部位的横断面图。
图7是直径为1200mm的钻孔灌注桩中锚孔布设的横断面图。
图8是直径为1200mm的钻孔灌注桩中钢立柱一般部位的横断面图。
图9是直径为1200mm的钻孔灌注桩中钢立柱焊接小钢板部位的横断面图。
图10是直径为1200mm的钻孔灌注桩中输浆管焊缝钢管部位的横断面图。
图11是直径为1200mm的钻孔灌注桩中输浆管焊接翼板部位的横断面图。
图12是直径为1200mm的钻孔灌注桩中射浆管射浆孔部位的横断面图。
图13是锚孔中钢立柱焊接小钢板部位的横断面图。
图14是锚孔中钢立柱一般部位的横断面图。
图15是锚孔中射浆管射浆孔部位的横断面图。
图16是锚孔中输浆管焊缝钢管部位的横断面图。
图17是锚孔中输浆管焊接翼板部位的横断面图。
图18是锚孔中输浆管焊接钢套管部位的横断面图。
图19是钢立柱的正面图。
图20是输浆管焊接翼板部位的正面图。
图21是输浆管焊接钢套管部位的正面图。
图22是射浆管的正面图。
图23是钻孔灌注桩中钢立柱加固混凝土断层部位的竖剖面图。
图24是钻孔灌注桩中靠近其顶端部位的竖剖面图。
附图标记
1锚孔、2钢立柱、3输浆管、4射浆管、5水泥砂浆、6钻孔灌注桩、2-1无缝钢管、2-2螺纹钢筋、2-3小钢板、3-1焊缝钢管、3-2钢套管、3-3翼板、4-1主体钢管、4-2射浆孔、4-3锚盖、6-1混凝土、6-2钢筋笼、6-3混凝土断层。
具体实施方式
参见附图1-24所示：本实用新型包括有一个锚孔1、一个钢立柱2、一个输浆管3、一个射浆管4和所灌注的水泥砂浆5。
公路桥梁的钻孔灌注桩6其长度为20-30m，其直径为1200mm或1500mm。在实际工程中， 由于施工方法不当，在钻孔灌注桩6的某一深度范围内，出现了混凝土断层6-3。该混凝土断层6-3沿竖向的厚度为300-700mm，沿横向切断了钻孔灌注桩6的混凝土6-1。
在钻孔灌注桩6其钢筋笼6-2之内的混凝土6-1中，锚孔1以相等的环向间距分布。该锚孔1的口径为130mm，其孔口与钻孔灌注桩6的顶面持平，其孔底低于混凝土断层6-3的底面900mm。当钻孔灌注桩6的直径为1500mm时，共设制九个锚孔1，它们与钻孔灌注桩6的竖向中轴线之距皆为500mm。当钻孔灌注桩6的直径为1200mm时，共设制六个锚孔1，它们与钻孔灌注桩6的竖向中轴线之距皆为350mm。
钢立柱2由一根无缝钢管2-1，六根螺纹钢筋2-2和六块小钢板2-3组成。螺纹钢筋2-2的直径为32mm，长度等于混凝土断层6-3的厚度加1400mm。无缝钢管2-1的外径为42mm，壁厚为4mm，长度等于混凝土断层6-3的厚度加1560mm。小钢板2-3的长度为100mm，宽度为40mm，厚度为4mm。
在无缝钢管2-1的外侧，六根螺纹钢筋2-2以相等的环向间距分布，其两端分别伸出螺纹钢筋2-2的两端80mm。在每一根螺纹钢筋2-2的左右两侧，都以400mm为间距设制一列40mm长的焊口，使之与无缝钢管2-1相固定。在每相邻的两根螺纹钢筋2-2之间的正中部位，都插入并焊接一块小钢板2-3。这六块小钢板2-3其外侧边的轮廓面呈一个边长为61mm，高度为100mm的正六棱柱体的侧面。
射浆管4其主体钢管4-1的外径为48mm，壁厚为3mm，长度为150mm。在主体钢管4-1沿纵向的正中部位，以相等的环向间距设制四列直径为20mm的射浆孔4-2，每一列的两个射浆孔4-2均以50mm为间距。在主体钢管4-1的底端，扣入并焊接一个锚盖4-3进行封堵，这个锚盖4-3用2mm厚的低碳钢板冲压而成。
输浆管3的主体由数根焊缝钢管3-1连接而成，在每相邻的两根焊缝钢管3-1之间，都设制一个钢套管3-2。在每一个钢套管3-2的两端与焊缝钢管3-1之间，都实施周圈满焊。焊缝钢管3-1的外径为48mm，壁厚为3mm，长度等于或小于7m。钢套管3-2的外径为54mm，壁厚为3mm，长度等于120mm。
沿输浆管3的主体，每隔3.5-4.0m设制一组翼板3-3。翼板3-3的长度为60mm，宽度为37mm，厚度为4mm。每一组翼板都是四块，它们以相等的环向间距分布于焊缝钢管3-1的外侧，其外侧边的轮廓面呈一个边长为86mm，高度为60mm的正四棱柱体的侧面。在距输浆管3的顶端和底端各500mm长的范围内，在各钢套管3-2的所在处，都不设制翼板3-3。
在锚孔1中，从孔底向孔口依次为射浆管4、钢立柱2和输浆管3。射浆管4底端的锚盖4-3与孔底相接触，输浆管3的顶端向上伸出钻孔灌注桩6的顶面200mm。钢立柱2其螺纹钢筋2-2的下端低于混凝土断层6-3的底面700mm，其螺纹钢筋2-2的上端高于混凝土断层6-3的顶面700mm，其无缝钢管2-1的下端向下插入射浆管4的顶部30mm，其无缝钢管2-1的上 端向上插入输浆管3的底部30mm。在射浆管4的顶端与钢立柱2的无缝钢管2-1之间，在输浆管3的底端与钢立柱2的无缝钢管2-1之间，分别实施周圈满焊。
在输浆管3的顶端接上橡胶管，利用压浆机向锚孔1中压送水泥砂浆5。该水泥砂浆5流经输浆管3的焊缝钢管3-1、钢立柱2的无缝钢管2-1和射浆管4的主体钢管4-1，受到锚盖4-3的阻挡后，从射浆孔4-2中冲出，沿着射浆管4、钢立柱2和输浆管3与锚孔1其孔壁之间的空隙向上涌起，直至溢出锚孔1的孔口。至此，在射浆管4、钢立柱2和输浆管3与锚孔1的孔壁之间，在射浆管4的主体钢管4-1、钢立柱2的无缝钢管2-1和输浆管3的焊缝钢管3-1之中，都充满了水泥砂浆5。
Claims (7)
1.一种修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，其特征在于：它包括有一个锚孔〔1〕、一个钢立柱〔2〕、一个输浆管〔3〕、一个射浆管〔4〕和水泥砂浆〔5〕；所述的钻孔灌注桩〔6〕为一个钢筋混凝土的圆柱体，它垂直插入大地的岩土层中，其直经为1200mm或1500mm，其长度为20-30m；所述的混凝土断层〔6-3〕位于钻孔灌注桩〔6〕的某一深度范围内，其沿竖向的厚度为300-700mm，其沿横向切断了钻孔灌注桩〔6〕的混凝土〔6-1〕；在钻孔灌注桩〔6〕其钢筋笼〔6-2〕之内的混凝土〔6-1〕中，所述的锚孔〔1〕以相等的环向间距分布；该锚孔〔1〕的口径为130mm，其孔口与钻孔灌注桩〔6〕的顶面持平，其孔底低于所述的混凝土断层〔6-3〕的底面900mm；所述的钢立柱〔2〕由一根无缝钢管〔2-1〕、六根螺纹钢筋〔2-2〕和六块小钢板〔2-3〕组成；六根螺纹钢筋〔2-2〕以相等的环向间距分布于无缝钢管〔2-1〕的外侧，在每相邻的两根螺纹钢筋〔2-2〕之间的中间部位，都设制一块小钢板〔2-3〕；所述的输浆管〔3〕其主体由数根焊缝钢管〔3-1〕连接而成，每相邻的两根焊缝钢管〔3-1〕都通过焊接一个钢套管〔3-2〕实现对接；沿着输浆管〔3〕的主体，每隔3.5-4.0m设制一组翼板〔3-3〕；所述的射浆管〔4〕由一根主体钢管〔4-1〕和一个锚盖〔4-3〕组成，锚盖〔4-3〕固定于主体钢管〔4-1〕的底端；在主体钢管〔4-1〕的侧面，共钻制四列八个射浆孔〔4-2〕；在所述的锚孔〔1〕内，从孔底向孔口依次为射浆管〔4〕、钢立柱〔2〕和输浆管〔3〕，射浆管〔4〕底端的锚盖〔4-3〕与孔底相接触，输浆管〔3〕的顶端向上伸出孔口200mm；钢立柱〔2〕其螺纹钢筋〔2-2〕的下端低于混凝土断层〔6-3〕的底面700mm，其螺纹钢筋〔2-2〕的上端高于混凝土断层〔6-3〕的顶面700mm，其无缝钢管〔2-1〕的下端向下插入射浆管〔4〕的顶部30mm，其无缝钢管〔2-1〕的上端向上插入输浆管〔3〕的底部30mm；在射浆管〔4〕的顶端与钢立柱〔2〕的无缝钢管〔2-1〕之间，在输浆管〔3〕的底端与钢立柱〔2〕的无缝钢管〔2-1〕之间，都设制一道周圈满焊焊口；在所述的射浆管〔4〕、钢立柱〔2〕和输浆管〔3〕与锚孔〔1〕的孔壁之间，在射浆管〔4〕的主体钢管〔4-1〕、钢立柱〔2〕的无缝钢管〔2-1〕和输浆管〔3〕的焊缝钢管〔3-1〕之中，都充满了水泥砂浆〔5〕。
2.根据权利要求l所述的修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，其特征在于：当所述的钻孔灌注桩〔6〕其直径为1500mm时，共设制九个所述的锚孔〔1〕，它们与钻孔灌注桩〔6〕的竖向中轴线之距皆为500mm；当所述的钻孔灌注桩〔6〕其直径为1200mm时，共设制六个所述的锚孔〔1〕，它们与钻孔灌注桩〔6〕的竖向中轴线之距皆为350mm。
3.根据权利要求1所述的修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，其特征在于：所述的钢立柱〔2〕，其螺纹钢筋〔2-2〕的直径为32mm，长度等于所述的混凝土断层〔6-3〕的厚度加1400mm；其无缝钢管〔2-1〕的外径为42mm，壁厚为4mm，长度等于所述的混凝土断层〔6-3〕的厚度加1560mm；其小钢板〔2-3〕的长度为100mm，宽度为40mm，厚度为4mm。
4.根据权利要求1所述的修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，其特征在于：所述的钢立柱〔2〕，其无缝钢管〔2-1〕的两端分别伸出螺纹钢筋〔2-2〕的两端80mm；在每一根螺纹钢筋〔2-2〕的左右两侧，在该螺纹钢筋〔2-2〕与无缝钢管〔2-1〕之间，都以400mm为间距设制一列40mm长的焊口；每一块所述的小钢板〔2-3〕都通过焊接与螺纹钢筋〔2-2〕相固定，六块小钢板〔2-3〕其外侧边的轮廓面呈一个边长为61mm，高度为100mm的正六棱柱体的侧面。
5.根据权利要求1所述的修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，其特征在于：所述的射浆管〔4〕，其主体钢管〔4-1〕的外径为48mm，壁厚为3mm，长度为150mm；其锚盖〔4-3〕用2mm厚的低碳钢板冲压而成，它扣入主体钢管〔4-1〕的底端，并通过焊接与之相固定；在主体钢管〔4-1〕沿纵向的正中部位，以相等的环向间距设制四列直径为20mm的射浆孔〔4-2〕，每一列的两个射浆孔〔4-2〕均以50mm为间距。
6.根据权利要求1所述的修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，其特征在于：所述的输浆管〔3〕，其焊缝钢管〔3-1〕的外径为48mm，壁厚为3mm，长度等于或小于7m；其钢套管〔3-2〕的外径为54mm，壁厚为3mm，长度为120mm；在每两根焊缝钢管〔3-1〕的对接处，都设制一个钢套管〔3-2〕；在每一个钢套管〔3-2〕的两端与焊缝钢管〔3-1〕之间，都设制一个周圈满焊焊口。
7.根据权利要求1所述的修复带有混凝土断层的钻孔灌注桩的钢混结构，其特征在于：所述的输浆管〔3〕，其翼板〔3-3〕的长度为60mm，宽度为37mm，厚度为4mm；每一组翼板〔3-3〕都是四块，它们以相等的环向间距分布于焊缝钢管〔3-1〕的外侧，其外侧边的轮廓面呈一个边长为86mm，高度为60mm的正四棱柱体的侧面；在距输浆管〔3〕的顶端和底端各500mm长的范围内，在各钢套管〔3-2〕的所在处，都不设制翼板〔3-3〕。
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| CN103410182A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-11-27 | 天津大学 | 桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法 |
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| CN108104113A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-01 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 用于施工过程中抗滑桩变形超标的加固结构及施工方法 |
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