CN205224019U - 钢筋纤维水泥土桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢筋纤维水泥土桩，包括纤维水泥土桩体，在纤维水泥土桩体中沿其轴向设置有钢筋笼，所述钢筋笼为圆筒形，钢筋笼包括圆筒形骨架，骨架包括纵向设置的主筋和主筋外侧的螺旋箍筋，所述骨架外侧纵向设置有控制保护层厚度的若干根平行设置的定位筋，骨架上每隔2-2.5米设置加强筋一道。本实用新型结构简单，使用方便，加固效果好、处理深度深、工期短、质量便于控制、造价合理，能够在对沉降稳定要求高的路堤软基加固工程中广泛应用，同时也可作为基坑开挖的围护结构。

Description

钢筋纤维水泥土桩

技术领域

本实用新型涉及一种土建技术，尤其是一种钢筋纤维水泥土桩。

背景技术

随着我国基础设施建设的不断发展，在软土地基上要建造大量的建筑工程、道路工程、水利工程等，由于软土具有孔隙比大、含水率高、沉降大等特点，必须对其进行地基处理。特别是在地基承载力及容许工后沉降量要求较高的涵洞、挡土墙等构造物基础以及桥头过渡段、新老路基拼接段的位置，软土地层处理难度大、要求高、工期紧，由于一般的传统地基处理方法虽然均能进行地基加固处理，但也有其自身的局限性。例如：1、预压法施工工期长，对于工期紧张的工程难以实现工期目标；2、换填法虽然施工简单，但是其处理的深度较浅，只能处理作为垫层的地基土面层，适应性较差；3、强夯法虽然造价较低，主要适合处理较厚的软基，但是其施工对周围环境影响大；4、水泥土搅拌桩法由于是柔性桩，承载力较小且成桩质量难以保证。如何找到一种新的加固效果好、处理深度深、工期短、质量便于控制、造价合理的地基处理方式，使之能够主要在对沉降稳定要求高的路堤软基加固工程中广泛应用，是目前亟待解决的关键问题。

目前在我国高速公路、铁路、市政、机场等工程中，桩式路堤已经成为一种普遍的地基处理方法，常用的路堤桩以水泥土搅拌桩等柔性桩和振动沉管灌注桩、预应力管桩等刚性桩为主。

对深厚软基进行直接处理和利用其它手段避开深厚软基缺陷的方法从应用原理方面可分为排水固结类、胶结类、桩土复合地基类、轻质填料类4大类。其中塑料排水板堆载预压法、砂井堆载预压法、袋装砂井堆载预压法施工时需严格控制填土速率，存在施工和预压期较长，工后沉降较大的缺陷，各种真空联合堆载预压法当有透水砂层时需设置防渗帷幕和密封套，增加了工程造价与施工工序，同时真空度的传递随深度递减很快。上述各种排水固结类方法中竖向排水体的设置如不管穿深厚软土层，则固结预压期较长，工后沉降也较大，如贯穿深厚软土层，则会增加工程造价。胶结类方法不适用于对水泥有严重侵蚀和地下水流速过大的地区，对超深厚软基处理效果不佳且对环境有一定的污染。在桩土复合地基类中能比较理想的解决深厚软基工后沉降的方法如混凝土管桩法、刚性桩法、长短桩法等都存在造价过高的缺陷。造价适中的CFG桩法、干振复合桩法对环境也有一定的污染。轻质填料类方法的主要优点是施工工期短，同时能节省工程用地，但是造价高昂，不适合大面积使用，同时软基未经处理，容许承载力未得到提高，工后沉降大，部分填料吸水性较强，易被水冲刷，需设于地下水位以上及设置密封层，也具有环境污染的副作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种钢筋纤维水泥土桩，该桩加固效果好、处理深度深、工期短、质量便于控制、造价合理，能够在对沉降稳定要求高的路堤软基加固工程中广泛应用，同时也可作为基坑开挖的围护结构。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种钢筋纤维水泥土桩，包括纤维水泥土桩体，在纤维水泥土桩体中沿其轴向设置有钢筋笼，所述钢筋笼为圆筒形，钢筋笼包括圆筒形骨架，骨架包括纵向设置的主筋和主筋外侧的螺旋箍筋，所述骨架外侧纵向设置有控制保护层厚度的若干根平行设置的定位筋，骨架上每隔2-2.5米设置加强筋一道。

所述加强筋的直径为14-18mm，该尺寸能够起到较好的加强作用，合理的尺寸能够有效减少材料的使用，降低成本。

所述定位筋应均匀对称地焊接在主筋外侧，能够起到较好的定位作用，方便钢筋笼的应用。

所述主筋、螺旋箍筋、定位筋和加强筋均为钢筋。

所述骨架顶端两侧设置吊环，方便钢筋笼的起吊安放，有利于施工。

所述钢筋的搭接处采用双面焊接，同一截面内钢筋接头面积百分率不应大于50％，接头间距不小于35d，d为钢筋直径。

所述螺旋箍筋搭接长度不小于300mm。

若干根主筋沿骨架圆周均匀平行布置，可以均匀受力，增大桩体强度。

所述骨架与纤维水泥土桩体为同心圆结构，该种结构能够增加桩体整体的稳定性和受力均匀性。

所述骨架的半径大于纤维水泥土桩体半径的一半，使钢筋笼尽可能处于桩体中外半部分，有效增加钢筋笼的体积，增强桩体整体受力强度。

钢筋笼应按图纸尺寸要求以及吊装和钢筋单根定长确定下料长度，加强筋直径要准确，钢筋骨架一般每隔2-2.5米设置直径14-18mm的加强筋一道。螺旋箍筋要预先调直，螺旋形布置在主筋外侧。定位筋应均匀对称地焊接在主筋外侧。下钢筋笼前应对其进行质量检查，保证钢筋根数、位置、净距、保护层厚度等满足要求。

本实用新型中的纤维水泥土桩体中的纤维水泥土为现有技术，例如：《中国农业大学学报》,2004(06):106-109，公开的《纤维水泥土抗拉强度的试验研究》；《建筑科学》,2005,20(6):56-60，公开的《纤维水泥土力学性能试验研究》。采用纤维混凝土做成桩体为现有技术，在此不再赘述。

本实用新型结构简单，使用方便，加固效果好、处理深度深、工期短、质量便于控制、造价合理，能够在对沉降稳定要求高的路堤软基加固工程中广泛应用，同时也可作为基坑开挖的围护结构。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是钢筋纤维水泥土桩施工顺序示意图；

图3是采用正循环回转钻进成孔时施工工艺流程图；

其中，1.纤维水泥土桩体，2.钢筋笼，3.主筋，4.螺旋箍筋，5.导管，A.人工或机械成孔，B.吊入钢筋笼，C.下导管，D.浇灌纤维水泥土，E.成桩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，钢筋纤维水泥土桩，包括纤维水泥土桩体1，在纤维水泥土桩体1中沿其轴向设置有钢筋笼2，所述钢筋笼2为圆筒形，钢筋笼2包括圆筒形骨架，骨架包括纵向设置的主筋3和主筋3外侧的螺旋箍筋4，所述骨架外侧纵向设置有控制保护层厚度的若干根平行设置的定位筋，骨架上每隔2-2.5米设置加强筋一道。加强筋的直径为14-18mm，该尺寸能够起到较好的加强作用，合理的尺寸能够有效减少材料的使用，降低成本。定位筋应均匀对称地焊接在主筋外侧，能够起到较好的定位作用，方便钢筋笼的应用。主筋、螺旋箍筋、定位筋和加强筋均为钢筋。

骨架顶端两侧设置吊环，方便钢筋笼的起吊安放，有利于施工。

钢筋的搭接处采用双面焊接，同一截面内钢筋接头面积百分率不应大于50％，接头间距不小于35d，d为钢筋直径。

螺旋箍筋4搭接长度不小于300mm。

若干根主筋沿骨架圆周均匀平行布置，可以均匀受力，增大桩体强度。

骨架与纤维水泥土桩体1为同心圆结构，该种结构能够增加桩体整体的稳定性和受力均匀性。

骨架的半径大于纤维水泥土桩体1半径的一半，使钢筋笼2尽可能处于桩体中外半部分，有效增加钢筋笼的体积，增强桩体整体受力强度。

钢筋笼2应按图纸尺寸要求以及吊装和钢筋单根定长确定下料长度，加强筋直径要准确，钢筋骨架一般每隔2-2.5米设置直径14-18mm的加强筋一道。螺旋箍筋4要预先调直，螺旋形布置在主筋外侧。定位筋应均匀对称地焊接在主筋外侧。下钢筋笼前应对其进行质量检查，保证钢筋根数、位置、净距、保护层厚度等满足要求。

本实用新型施工工艺与注意事项如下：

一、施工工艺流程

施工准备→人工或机械成孔A(根据土质条件而定)→吊入钢筋笼B→下导管C→浇灌纤维水泥土D→成桩E。整个施工流程如图2所示。

二、正循环回转钻进成孔时为例

下面以采用正循环回转钻进成孔时为例，该成孔方式适用于粘性土层，流程如图3所示。

(一)、成孔施工

(1)定位放样

根据施工图纸，测量人员采用全站仪测量放点，精确放出各桩的中心位置，同时埋设桩中心的纵向、横向定位标志及护桩，经监理工程师确认无误后方可进行施工，施工中经常进行复测。

(2)护筒埋设

①护筒采用壁厚4mm钢护筒，内径大于钻头直径100～150mm，在护筒上端开设1个出浆口，规格为40×40cm。

②护筒高出施工平台10～30cm，底部及周围用粘土回填，分层夯实校正桩位后用细线拉出桩中心十字线，并用红漆标记在护筒上，施工时要经常测量复核其准确性，护筒底标高应高于地下水位标高，护筒埋深根据地下水位、桩径和钻头长度确定，一般约1.5m。

(3)钻机就位

对钻机下部垫层进行夯实后，再搭设施工平台，水平尺找平，钻机就位后必须平整、稳固。每班由工段长或班长检查(测)不少于3次，发现不符合要求的立即纠正。

(4)泥浆制作

开钻时可在孔内加入适量的粘土并采用低速、慢进造浆，然后正常钻进。在钻进过程中严格控制泥浆参数，保护孔壁不坍塌、缩径及保证桩的灌注质量。冲洗液循环系统由泥浆池、沉淀池排水槽组成，应满足钻进过程中沉渣、清渣、排浆的要求，并经常进行清理，保持泥浆性能，每班检测不少于3次。沉淀池中的沉渣应及时清理运走，废浆及时抽浆外排，或暂存废浆池。

(5)钻进成孔

钻孔灌注桩采用正循环，三翼单腰带刮刀钻头回转钻进成孔，原土造浆护壁，正循环两次清孔工艺。开孔前检查钻头直径是否能达到设计桩径要求，校核桩位、孔口标高及桩孔编号，经检验准确无误后方可开工。钻进时，开始2～5m要轻压慢转，采用低档低速钻进。钻进技术参数为：转速40～70r/min，压力10～20kN，泵量1000～1500L/min。

钻进过程中应注意以下问题：

①钻进过程中每钻进3m要检查一次钻杆的垂直度和转盘的水平度，发现超标及时调整。

②钻进过程由专人经常测定泥浆的技术参数，及时调配泥浆，黏度大、含砂率高的泥浆及时外排，沉淀池废渣及时挖除。

③在钻进过程中根据钻进及返浆带渣情况，明确记录地层的地质情况，若遇特殊地层则及时采取措施，整个钻进过程中尽可能避免钻机振动、移位。

④终孔过程中采取计算钻具长度、机高、机上余尺的方法计算孔深，钻孔完毕后用测绳再次测定实际孔深，确认达到设计深度后方可进行下一步施工。

⑤钻孔结束后，孔位、孔径、垂直度(倾斜率)可采用检孔器检验。检孔器采用外径为基桩钢筋笼直径加35～40mm(但不得大于钻头直径)，长度为5倍外径的自制钢筋笼。检验时先用卷扬机吊绳将检孔器吊入孔口，利用孔口护筒侧壁或顶面桩位十字线标记拉两根线绳，观察起吊绳中心十字线交叉中心的距离并作记录。检孔器每下落5m观测数据并记录，依次做全深度检查。

(6)清孔

①钻孔达到设计深度后，孔深、孔径等检查合格后进行清孔。清孔时应将钻具提离孔底50cm，大泵量清孔。

②为保证桩的质量，在下入导管后，进行二次清孔，保持孔内泥浆相对密度1.03～1.10，含砂率＜2％，粘度17～20Pa·s，并确保灌注前的孔底沉渣厚度不大于0.2m。

(二)成桩施工

(1)钢筋笼2制作

根据施工图纸分段制作，按照钢筋制作规范施行。搭接处采用双面焊接，搭接长度按照施工图纸执行，同一截面内钢筋接头面积百分率不应大于50％，接头间距不小于35d。螺旋箍筋4搭接长度不小于300mm。按设计要求在骨架外侧设置控制保护层厚度的钢筋，骨架顶端两侧设置吊环。

(2)钢筋笼焊接及验收要求

制作好的钢筋笼2经过验收后，要标明堆放，并做好防护，钢筋笼2存放时应在加强筋内部加设“十”字钢筋支撑，防止钢筋笼2失圆。以防止受潮生锈及变形。

(3)钢筋笼2的安放

清孔结束后，尽快进行钢筋笼2的吊装安设工作。钢筋笼2安放前要再次对钢筋笼2进行检查核对，确保钢筋笼2符合设计及规范要求。

①采用汽车吊吊装钢筋笼；

②下放钢筋笼2前，根据护筒标高，再次测量孔深，配备相应的枕木和压杆。

③钢筋笼安放必须垂直对中，不碰孔壁，吊筋或压杆的横担不得压在护筒上及可能引起孔壁坍塌的范围内，应将压杆、横担支撑在枕木上。

④钢筋笼定位采用压杆与钢筋笼相连接，根据护筒标高计算出地面标高后，把钢筋笼下放到位，将压杆固定在孔口横担上，以防止灌注砼时钢筋笼上浮或下移。

(4)安放导管5

①导管5采用的钢管，导管5间采用丝扣连接。接导管5前先洗净连接头，连接必须紧密，严禁渗漏。导管每节长度一般3m左右，最下端一节长度不小于4m，并配置1m、0.5m等短管调节导管长度。

②导管5下放前在地面试压检查其连接的密封性，根据钻孔深度，试水压力一般不小于0.6～1.0MPa。

③孔内居中下入导管5，导管5下端距离孔底约0.3～0.5m。

(5)纤维水泥土灌注

①在纤维水泥土灌注前，进行二次清孔，并测量孔底沉渣厚度。

②按照施工配合比拌制纤维水泥土，并保证供应强度，确保在最先浇筑的纤维水泥土初凝前浇筑完毕。

③首批灌注纤维水泥土的数量应满足导管首次埋置深度≥1.0m和填充导管底部的需要。

④灌注过程中，导管埋置深度控制在不小于2.0m，防止拔管过多造成断桩或夹层。灌注时专人负责检查记录，随时观察管内纤维水泥土下降及孔口返水情况。及时测量孔内纤维水泥土上升高度，提升和分段拆除上部导管，拆除导管需经技术员或施工队长检查无误后方可进行。提升导管不得左右移动，保证有次序地拔管和连续浇筑纤维水泥土直到整桩完毕。

⑤首批纤维水泥土灌注后，桩孔纤维水泥土面高出钢筋笼底部1m时，降低纤维水泥土的灌注速度。当纤维水泥土上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使导管底口高于骨架底部2m时，恢复正常灌注速度。

⑥当灌注接近桩顶时，应及时量测桩顶标高，使灌注桩的桩顶标高比设计标高高出50～100cm，纤维水泥土灌注过程中，用重锤或测杆检查桩顶标高。纤维水泥土面返到超灌长度的标高后，拔管时将导管上下缓慢活动，使纤维水泥土面口慢慢弥合，防止拔管过快造成泥浆混入，出现桩头渗水等质量缺陷。

⑦在灌注过程中或将近结束时，核对纤维水泥土的灌入数量，以确定所测纤维水泥土的灌注高度的准确性。灌注结束后，整理、冲洗现场，清洗导管及工器具，护筒在灌注完毕后提起。

(6)清理桩头、成桩检测

为确保桩顶质量，桩顶纤维水泥土面标高宜高于设计标高50～100cm。在纤维水泥土灌注结束后，保留10～20cm待纤维水泥土强度达到设计强度的70％以上后进行凿除，并报请检测部门对桩身质量进行检测。

(7)特殊情况处理

①预防断桩、夹泥、缩径，减少泥皮厚度的措施

a、灌注过程中随时测定纤维水泥土面高度，保证导管埋深在2～6m范围内。

b、导管内壁必须光滑顺畅，不得有结块纤维水泥土或其它物品粘附在管内壁。

c、使用好的泥浆，保证泥浆的质量，快速成孔，减少清孔至灌注纤维水泥土的时间间隔。灌注前洗孔：泥浆比重、粘度、含砂量、孔底沉渣满足要求指标。

d、钻进中产生的泥浆粘度、比重等始终保持设定的允许范围内，随时清挖排除废渣废液，若有超标时应及时稀释，应先清洗后稀释。

e、纤维水泥土灌注至距顶部3m时，向孔内放水稀释泥浆或将导管在纤维水泥土的埋深减为1.0m，以减少纤维水泥土排除泥浆的阻力，防止桩顶产生瓶颈现象。

f、钢筋笼下到设计标高及防止上浮下沉措施：防止钢筋笼的上浮和下沉，除采用刚性大的压杆外，当灌注纤维水泥土返至钢筋笼底部以上1m左右时，适当放慢灌注速度，待纤维水泥土面超过钢筋笼底部3～4m，再保持正常灌注速度。

②处理断桩措施

在灌注过程中，如因故把导管下口提出纤维水泥土面，或停灌，即会产生断桩，则可采取如下抢救措施：

a、当灌注纤维水泥土量少、埋笼浅或未埋笼时，将笼拔出，重新下钻扫孔，用反循环钻机把孔内纤维水泥土扫开，吸出孔内砂、石及其携带的沉淀。孔深满足要求后重新下笼、下导管进行二次清孔，重新灌注纤维水泥土。

b、在灌注的后期，可将导管拔出并进行清洗，然后加装底盖阀并将导管及料斗内灌满纤维水泥土后再插入孔内纤维水泥土面1～2m以下，然后剪断底盖阀的吊绳并提起导管(约0.5m)，使纤维水泥土排出，并继续灌注至要求的高度。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种钢筋纤维水泥土桩，其特征是，包括纤维水泥土桩体，在纤维水泥土桩体中沿其轴向设置有钢筋笼，所述钢筋笼为圆筒形，钢筋笼包括圆筒形骨架，骨架包括纵向设置的主筋和主筋外侧的螺旋箍筋，所述骨架外侧纵向设置有控制保护层厚度的若干根平行设置的定位筋，骨架上每隔2-2.5米设置加强筋一道。

2.如权利要求1所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，所述加强筋的直径为14-18mm。

3.如权利要求1所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，所述定位筋应均匀对称地焊接在主筋外侧。

4.如权利要求1所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，所述主筋、螺旋箍筋、定位筋和加强筋均为钢筋。

5.如权利要求1所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，所述骨架顶端两侧设置吊环。

6.如权利要求4所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，所述钢筋的搭接处采用双面焊接，同一截面内钢筋接头面积百分率不应大于50％，接头间距不小于35d，d为钢筋直径。

7.如权利要求1所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，所述螺旋箍筋搭接长度不小于300mm。

8.如权利要求1所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，若干根主筋沿骨架圆周均匀平行布置。

9.如权利要求1所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，所述骨架与纤维水泥土桩体为同心圆结构。

10.如权利要求1或9所述的钢筋纤维水泥土桩，其特征是，所述骨架的半径大于纤维水泥土桩体半径的一半。