CN208545745U - 带分级扩大头的碎石注浆桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及软土地基处理技术领域，尤其涉及带分级扩大头的碎石注浆桩，包括碎石浆固桩体、钢护筒、注浆管、土工布、碎石和浆液扩散区，注浆管设于碎石浆固桩体的中心位置，注浆管的管壁上设置多个均匀分布的预制喷浆孔，土工布包裹在预制喷浆孔的外部，碎石包裹在注浆管的圆周部上，钢护筒设置在注浆管的上部，浆液扩散区包裹在碎石的外部。本实用新型的有益效果：向碎石中压力注浆过程中，砂浆渗入周围土体，挤密土层，砂浆能有效改善桩周土的性质，大大提高桩体的侧摩阻力，从而提高桩体的承载能力，降低桩体沉降。

Description

带分级扩大头的碎石注浆桩

技术领域

本实用新型涉及软土地基处理技术领域，尤其涉及带分级扩大头的碎石注浆桩。

背景技术

软土的工程性质特点是高压缩性、高灵敏度、高含水量、大孔隙比、低强度和低透水性。在软土构成的这种软弱地基上构筑物通常会遇到软土地基沉降不均匀，加固过程不稳定等问题，因此软土地基处理问题显得日益突出，引起了工程界和学术界的广泛关注。

在各种地基处理技术中，复合地基以其工艺简单、施工方便、加固效果好等优势，在地基处理中得到了广泛应用。目前常用的竖向增强体复合地基方法主要有散体材料桩、柔性桩、刚性和半刚性桩等。散体材料桩由于桩体强度低、在强度很低的地基土体中成桩困难，质量无法保证；柔性桩由于桩身强度也比较低，在承载力要求较高的工程中造价高或无法满足沉降要求，且深厚的软土中施工质量难以保证。对于刚性桩和半刚性桩，目前常用的有振动沉管桩(素混凝土或CFG桩、薄壁管桩、Y型桩等)、预应力管桩等，这些桩强度高，处理效果好，应用较为广泛。但造价也高，而且各种振动沉管桩振动大，对周围环境影响大，且往往存在大量挤土使地面隆起并出现断桩，影响处理效果，对其它附近的结构物、房屋建筑、桩基等都具有一定的破坏作用；另外对于深厚软土地基处理中，各种打桩机械均比较笨重、占地面积大、高度高，不利于大规模投入施工，存在一定的施工安全隐患、且在高压线附近无法施工。

钉形水泥搅拌桩：常规为2级，主要仍是发挥桩周土体的侧摩阻力。水泥搅拌桩当处理深度超过15米后处理效果偏差。

且现有桩型未能充分利用表层土体的承载力，主要发挥的是土体的侧摩阻力。

我国的城镇化速度日益加快，平房逐渐被高楼大厦所代替，拆建会产生的大量的建筑垃圾，传统的方法就是将它们运至郊外进行填埋或者堆放，最多就是在填埋土地上方做好绿化。这样的处理方法短期内看来似乎比较有效，问题得到了解决。但长远的看来这样的处理方法会占用大面积的土地，同时对环境的污染也是可想而知的。况且在建筑垃圾中很多都还是可用资源，把它们置于荒野就是一种极大的浪费。碎石注浆桩可应用于资源的重复利用，大量的建筑垃圾，包含碎砖头、破碎的钢筋混凝土等，对于最上部分扩大头部分就可以采用这种建筑垃圾。

本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的技术目的在于克服现有工法中的缺陷，提供一种能改善桩间土性质，大幅提高桩的承载能力，施工效率高，节约材料，降低成本的带分级扩大头碎石注浆桩。

为实现上述技术目的，本实用新型提供了一种带分级扩大头的碎石注浆桩，包括碎石浆固桩体、钢护筒、注浆管、土工布、碎石和浆液扩散区，所述注浆管设于碎石浆固桩体的中心位置，所述注浆管的管壁上设置多个均匀分布的预制喷浆孔，所述土工布包裹在预制喷浆孔的外部，所述碎石包裹在注浆管的圆周部上，所述钢护筒设置在注浆管的上部，所述浆液扩散区包裹在碎石的外部。

优选地，所述述钢护筒的高度不大于碎石浆固桩体长度的1/3。

优选地，所述土工布采用防腐透水施工方便的有纺土工布。

优选地，所述浆固碎石桩体由注浆管通过预制孔在碎石之间填充砂浆形成。

优选地，所述碎石的直径为20～40mm。

优选地，所述钢护筒为分级扩大头，所述分级扩大头为一级扩大头或多级扩大头。

优选地，所述分级扩大头的碎石材料直径小于80mm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型由于采用上述结构设计，在向碎石中压力注浆过程中，砂浆渗入周围土体，挤密土层，砂浆能有效改善桩周土的性质，大大提高桩体的侧摩阻力，从而提高桩体的承载能力，降低桩体沉降，扩大头可代替桩帽，桩与桩帽一次性施工完成，扩大头可起到承台的作用，不需要再另外设置承台或垫层，在上覆荷载作用下，扩大头的存在有助于土拱的形成，提高了桩体荷载的分担，有效避免桩体向上刺入路基，扩大头的存在，将荷载传递桩周围土层中，大大降低了桩体所受荷载，从而有利于提高带分级扩大头碎石注浆桩复合地基的承载力，减少了桩体的沉降变形，竖向荷载作用下扩大头底部的土体给桩体提供了向上的端承力，扩大头端承力在加载初期会随着荷载的增大而增大，协调了土体的变形，大大增加了桩体承载力，从而减少了地基的沉降，有效的提高了地基稳定性。这也是这种带扩大头桩优于常规桩之处，这种带分级扩大头的碎石注浆桩可应用于资源的重复利用，大量的建筑垃圾，包含碎砖头、破碎的钢筋混凝土等可用于最上部分扩大头部分的填筑。

附图说明

图1是本实用新型的纵向剖面图；

图2是本实用新型的负摩阻力示意图；

图3是本实用新型的施工工艺流程示意图；

图4是本实用新型的施工完成后示意图；

图中：1、钢护筒；2、注浆管；3、预制孔；4、土工布；5、碎石；6、碎石浆固桩体；7、浆液扩散区。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

如图1并结合图2至图4所示，带分级扩大头的碎石注浆桩，包括碎石浆固桩体、钢护筒、注浆管、土工布、碎石和浆液扩散区，所述注浆管设于碎石浆固桩体的中心位置，所述注浆管的管壁上设置多个均匀分布的预制喷浆孔，所述土工布包裹在预制喷浆孔的外部，所述碎石包裹在注浆管的圆周部上，所述钢护筒设置在注浆管的上部，所述浆液扩散区包裹在碎石的外部。

进一步的，所述述钢护筒的高度不大于碎石浆固桩体长度的1/3，所述土工布采用防腐透水施工方便的有纺土工布。

其中，所述浆固碎石桩体由注浆管通过预制孔在碎石之间填充砂浆形成，所述碎石的直径为20～40mm。

此外，所述钢护筒为分级扩大头，所述分级扩大头为一级扩大头或多级扩大头，所述分级扩大头的碎石材料直径小于80mm。

如图3所示，带分级扩大头的碎石注浆施工方法，包括以下步骤：

(1)钻孔施工：首先针对扩大头部分可采用钻孔或人工挖孔，完成后立即放置钢护筒到预定深度，防止塌孔。确定钻孔位置后，钻机在指定位置钻进成孔至设计深度；

(2)一次清孔施工：一次清孔应在钻孔完成后进行，当钻孔至设计深度后，钻具原位回转，正循环冲孔排渣至孔洞内沉渣高度不能超过10cm；

(3)放注浆管：将注浆管沿孔的中心位置插入孔内，保持管底距离孔底的距离为30cm左右；

(4)投石施工：石料直径控制在20～40mm之间，有效减少孔壁出现损害，对于最上部分扩大头碎石可采用破碎后的建筑垃圾(钢筋混凝土砌块、破碎砖等)，控制颗粒直径小于8cm，碎石投放量达到孔洞标高时，停止投放；

(5)二次洗孔施工：石料填完后，利用注浆泵向孔内注入清水进行清洗，孔内注入清水一定时间后，检测泥浆比重，当泥浆比重小于1.05时，方可停止向孔内注入清水，结束洗孔工作；

(6)压力注浆：利用注浆泵通过注浆管向碎石间压力注浆，形成碎石浆固桩体，注浆的同时，慢慢向上拔出注浆管，速度应控制得当，当注浆至钢护筒处，边注浆边把钢护筒也一起拔出，在进行注浆时，要及时做好补料工作，避免孔洞上方石料下沉；

(7)拔注浆管：拔管过程中及时做好补充注浆，直至孔口标高处发生浆液外溢时停止注浆，注浆管完全拔出。

本实用新型的有益效果：

1.向碎石中压力注浆过程中，砂浆渗入周围土体，挤密土层，砂浆能有效改善桩周土的性质，大大提高桩体的侧摩阻力，从而提高桩体的承载能力，降低桩体沉降。

2.扩大头可代替桩帽，桩与桩帽一次性施工完成，扩大头可起到承台的作用，不需要再另外设置承台或垫层。

3.在上覆荷载作用下，扩大头的存在有助于土拱的形成，提高了桩体荷载的分担，有效避免桩体向上刺入路基。

4.扩大头的存在，将荷载传递桩周围土层中，大大降低了桩体所受荷载，从而有利于提高带分级扩大头碎石注浆桩复合地基的承载力，减少了桩体的沉降变形。

5.竖向荷载作用下扩大头底部的土体给桩体提供了向上的端承力，扩大头端承力在加载初期会随着荷载的增大而增大，协调了土体的变形，大大增加了桩体承载力，从而减少了地基的沉降，有效的提高了地基稳定性。这也是这种带扩大头桩优于常规桩之处。

6.这种带分级扩大头的碎石注浆桩可应用于资源的重复利用，大量的建筑垃圾，包含碎砖头、破碎的钢筋混凝土等可用于最上部分扩大头部分的填筑。

图2是带分级扩大头碎石注浆桩负摩阻力示意图，竖向荷载作用下扩大头底部的土体给桩体提供了向上的端承力，扩大头端承力在加载初期会随着荷载的增大而增大，协调了土体的变形，大大增加了桩体承载力，从而减少了地基的沉降，有效的提高了地基稳定性。

碎石注浆桩也是一种刚性桩，但它与其它刚性桩相比具有无振动无噪音、不挤土、对周围建筑物无影响、施工机械轻便、机械高度低、施工速度快、施工保证安全等优点。而且在注浆的过程中，可以同时改善桩间土的强度以及桩侧阻力和桩端阻力，提高承载力。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.带分级扩大头的碎石注浆桩，其特征在于：包括碎石浆固桩体、钢护筒、注浆管、土工布、碎石和浆液扩散区，所述注浆管设于碎石浆固桩体的中心位置，所述注浆管的管壁上设置多个均匀分布的预制喷浆孔，所述土工布包裹在预制喷浆孔的外部，所述碎石包裹在注浆管的圆周部上，所述钢护筒设置在注浆管的上部，所述浆液扩散区包裹在碎石的外部。

2.如权利要求1所述的带分级扩大头的碎石注浆桩，其特征在于：所述述钢护筒的高度不大于碎石浆固桩体长度的1/3。

3.如权利要求2所述的带分级扩大头的碎石注浆桩，其特征在于：所述土工布采用防腐透水施工方便的有纺土工布。

4.如权利要求3所述的带分级扩大头的碎石注浆桩，其特征在于：所述浆固碎石桩体由注浆管通过预制孔在碎石之间填充砂浆形成。

5.如权利要求4所述的带分级扩大头的碎石注浆桩，其特征在于：所述碎石的直径为20～40mm。

6.如权利要求5所述的带分级扩大头的碎石注浆桩，其特征在于：所述钢护筒为分级扩大头，所述分级扩大头为一级扩大头或多级扩大头。

7.如权利要求6所述的带分级扩大头的碎石注浆桩，其特征在于：所述分级扩大头的碎石材料直径小于80mm。