CN212223839U - 一种预制型实心cfg桩的复合地基结构 - Google Patents
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Abstract
一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，属于建筑领域，所述CFG桩为预制型新型实心CFG桩，其中设置有高度方向的水泥浆浇注管，CFG桩桩底设置有倒锥形部件，其上设置有相互连通的底部连通管和轴向水泥浆浇注管连通，轴向水泥浆浇注管连通与CFG桩中的水泥浆浇注管对接，并延伸至地上，CFG桩按照一定间距设置在地下，CFG桩上端与褥垫层连为一体，CFG桩以及褥垫层的为添加有垃圾混凝土的混凝土，本实用新型可有效利用垃圾混凝土形成CFG桩，提高CFG桩施工进度，并在CFG桩周边形成树根桩，进一步降低CFG桩地基的下沉，提高CFG桩的承载力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种地基结构，特别涉及一种预制型实心CFG桩的复合地基结构
，属于建筑领域。
背景技术
粘结强度桩是复合地基的代表，多用于高层和超高层建筑中。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即cement fIying-ash gravel pile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩和桩间土、褥垫层一起形成的复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。
水泥粉煤灰碎石桩的施工，应按设计要求和现场条件选用相应施工工艺，并应按照国家现行有关规范执行：(1)长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基； (2)泥浆护壁钻孔灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（砾）石土及风化岩层分布的地基； (3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩，适用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地； (4)沉管灌注成桩，适用于粘性土、粉土、淤泥质土人工填土及无密实厚砂层的地基。由于传统的CFG桩受到地基土质的限制，不同用于任何地址条件中，如果桩底土质松软，就会出现地基下沉现象，特别是近年来，随着城市建筑向高层化发展，对地基的要求越来越高，如何将CFG桩，应用于多种地质的地基中，并能够防止地基下沉，是一个新的课题，另外，由于目前大都是采用现浇CFG桩，存在着砂石、水泥等原材料或搅拌成混凝土的运输问题，如果向远离城区的新开的楼盘中运输这些还可以解决，但是，如果在城区，就会受到运输车辆等的限制，会给施工带来一定的困难，另外，现浇CFG桩的施工周期长，再加上环境保护等因素，会拖延施工时间，对于一些施工进度要求紧的项目而言，确保施工进度是一个非常重要的课题。
褥垫层，是CFG复合地基中解决地基不均匀的一种方法。如建筑物一边在岩石地基上，一边在粘土地基上时，采用在岩石地基上加褥垫层（级配砂石）来解决。
另外，目前随着目前城市化进程的推进，棚户区的改进，产生了大量的混凝土垃圾，混凝土垃圾，带来了很大的环境负荷，为了保护环境，许多单位在研究混凝土垃圾的再利用，混凝度垃圾的推广应用过程中，也受到了一定的限制，是目前面临的一大课题。
之前，公布了专利号为20182185697.8的一种形成树根桩与桩底基座的预制空心管结构，其首根预制空心管基础桩底部设置有锥尖向下的倒锥形结构，图7是设置有中间水泥浆浇注管的预制空心管纵向剖面结构示意图。图8是沿图1中A-A方向的水平剖面结构示意图。作为基础桩的预制空心管由多根构成，多根预制空心管包括首根预制空心管31和除此之外的多根中间预制空心管32，33为预制空心管的管壁，40为预制空心管的连接部，预制空心管中间内腔34中设置有中间水泥浆浇注管35，首根预制空心管31底部设置有锥尖向下的倒锥形部件30，倒锥形部件30的锥体外周边分布有多个压力爆破片37，倒锥形部件30上分布的多个压力爆破片37分别与预制空心管中间内腔34设置的中间水泥浆浇注管35之间分别连接有多个连通管，即：底部连通管36a，多个底部连通管36a外端分别与倒锥形部件上多个压力爆破片37密封连接；与此同时，预制空心管32的外周边相同高度上设置有多个压力爆破片37，压力爆破片37通过中间连通管35b与预制空心管32内的水泥浆浇注管连通管35连通，多个中间连通管36b外端分别与多个压力爆破片37之间密封连接，通过水泥浆浇注管35浇注水泥浆料，使倒锥形部件30周边分布的多个压力爆破片37和预制空心管32周边相同高度上设置的多个压力爆破片37爆破，在倒锥形部件30周边外侧底部形成桩底基座41，在预制空心管32周边外侧形成树根桩42。图9是利用上述方法形成的桩底基座和树根桩纵向剖面示意图。预制空心管基础桩状体上通过垂直方向的水泥浆浇注管和连通管通往桩体周边的压力爆破片，可在桩底和桩体周边形成桩底基座和树根桩，该结构，可简化施工工艺、提高承载力，降低沉降度，保证施工质量。
目前，CFG桩是一种现浇型结构，如何能够压缩施工时间，简化施工过程，保证施工质量，满足各种地质条件下使用CFG桩是CFG桩施工过程中面临的一种新课题。
发明内容
针对目前现浇CFG桩施工过程中，受到环境要求等各方面的条件制约，施工周期相对长，在施工过程中受到地质条件限制，无法普遍使用这种施工方案的问题，本实用新型提供一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其目的是有效利用垃圾混凝土形成CFG桩，提高CFG桩施工进度，并在CFG桩周边形成树根桩，进一步降低CFG桩地基的下沉，提高CFG桩的承载力。
本实用新型的技术方案是：一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，所述CFG桩为预制型实心CFG桩，预制型实心CFG桩中设置有高度方向的中间水泥浆浇注管，预制实心CFG桩桩底设置有倒锥形部件，预制实心CFG桩与倒锥形部件之间相互连接或对接，制型实心CFG桩至少底端设置有金属端片，倒锥形部件上设置有相互连通的底部连通管与轴向水泥浆浇注管，轴向水泥浆浇注管与CFG桩中的中间水泥浆浇注管对接，并延伸至地上，多个CFG桩按照一定间距设置在地下， CFG桩以及褥垫层中添加有垃圾混凝土；
进一步，所述倒锥形部件包括单层倒锥形部件和双层倒锥形结构部件，双层倒锥形结构部件中的上层结构与下层结构之间外周形成有锐角状环形三角台阶，环形三角台阶部的斜边外周按照一定分度设置有底部连通管管端的压力爆破片，底部连通管与垂直方向的轴向水泥浆浇注管连通；
进一步，所述预制型实心CFG桩的两端设置有金属端片，.金属端片之间利用高度方向的张紧钢筋连接，预制型实心CFG桩高度方向上设置有中间水泥浆浇注管，中间水泥浆浇注管中间设置有多个中间连通管，多个中间连通管端部设置有压力爆破片；
进一步，所述预制型实心CFG桩与倒锥形部件之间设置有连接部件，连接部件包括CFG桩桩端与倒锥形部件之间的螺纹连接件或CFG桩桩端与倒锥形部件之间燕尾槽连接件；
进一步，所述预制型实心CFG桩与倒锥形部件之间为圆锥体对接结构，预制型实心CFG桩内设置有中间水泥浆浇注管，中间水泥浆浇注管位于实心CFG桩中心位置；
进一步，所述预制型实心CFG桩桩端与倒锥形部件之间燕尾槽连接件对应的CFG桩桩端外周和倒锥形部件端部外周轴向上分别设置有一对上底相对的梯形内陷槽，上底相对的梯形内陷槽中设置有燕尾连接件；
进一步，所述预制型实心CFG桩桩端与倒锥形部件之间的螺纹连接件包括预制型实心CFG桩金属端片与倒锥形部件端面之间的螺纹连接件或预制型实心CFG桩内中间水泥浆浇注管与轴向水泥浆浇注管之间的连接件；
进一步，所述预制型实心CFG桩内中间水泥浆浇注管与轴向水泥浆浇注管之间的连接件两端分别为内丝和外丝，预制型实心CFG桩内中间水泥浆浇注管焊接在预制型实心CFG桩底端的金属端片上。
本实用新型具有的积极效果是：通过预制型实心CFG桩桩底设置倒锥形部件，可以保持与预制空心管倒锥形部件的通用性，便于直接将预制型实心CFG桩打入地下，使用双层结构的倒锥形部件在下降过程中，可防止因受到周边的压力使压力爆破片受损；通过在CFG桩中设置中间水泥浆浇注管，可从地面利用专用的水泥浆料挤压设备加工水泥浆料从地面压下，在预制实心CFG桩的底部形成树根桩，可防止CFG桩的下沉，可以进一步扩大CFG桩复合地基的应用范围；通过预制实心CFG桩以及褥垫层中按照比例混合使用垃圾混凝土，可降低垃圾混凝土对环境的污染，实现废物利用；在实心CFG桩中，通过在预制实心CFG桩高度上按一定间隔设置与中间水泥浆浇注管连通的中间连通管，可在CFG桩不同高度上形成与树根桩类似的结构，可进一步加大CFG桩的承载力、降低CFG桩的下沉；通过在预制型实心CFG桩与倒锥形部件之间为圆锥体对接结构，可先将倒锥形部件放入事先设定的打桩位置，然后将带有圆锥体对接结构的预制型实心CFG桩桩底设置在倒锥形部件的锥体上，可准确地将两者对接，保证高度方向的水泥浆浇注管与轴向水泥浆浇注管之间的对接，也可防止在打入实心CFG桩后与倒锥形部件之间发生偏心现象；通过在CFG桩桩端与倒锥形部件之间采用螺纹连接件或CFG桩桩端与倒锥形部件之间采用燕尾槽连接件，可在设置实心CFG桩前，在地面利用连接件将两者连接在一起后再插入事先开设的长螺旋钻孔中，可保证实心CFG桩的后续树根桩的形成；通过利用本实用新型可有效利用垃圾混凝土形成CFG桩，减少垃圾混凝土带来的环境污染，通过在在CFG桩周边形成树根桩，可进一步降低地基的下沉，拓宽CFG桩的应用地质，强化CFG桩强度，保证建筑物的质量。
附图说明
图1 本实用新型的整体剖面结构示意图。
图2 双层倒锥形部件的纵向剖面结构示意图。
图3双层倒锥形部件的端面剖视结构示意图。
图4 实心CFG桩的端面螺纹连接结构示意图。
图5实心CFG桩桩端与倒锥形部件之间燕尾槽连接表面示意图。
图6实心CFG桩锥体端面的纵向剖面结构示意图。
图7现有技术中设置有中间水泥浆浇注管的预制空心管纵向剖面结构示意图。
图8现有技术中沿图7中A-A方向的水平剖面结构示意图。
图9现有技术中桩底基座和树根桩纵向剖面示意图。
标号说明：实心CFG桩10、金属端片10a、褥垫层11、桩间土12、双层结构的倒锥形部件13、圆锥体对接结构14、连接螺孔15、内螺纹16、燕尾连接件17、倒锥形部件30、首根预制空心管31、中间预制空心管32、管壁33、预制空心管中间内腔34、中间水泥浆浇注管35、轴向水泥浆浇注管35a、底部连通管36a、中间连通管36b、压力爆破片37、底部形成桩底基座41、预制空心管周边外侧形成树根桩42。
具体实施方式
以下参照附图就本实施例的具体技术方案进行详细说明。
本实用新型的技术方案是一种预制型实心CFG桩10的复合地基结构，图1 是本实用新型的整体剖面结构示意图。所述CFG桩为预制型实心CFG桩10，预制型实心CFG桩10中高度方向上设置有中间水泥浆浇注管35，预制型实心CFG桩10之间为桩间土12，预制实心CFG桩10与倒锥形部件30之间相互连接或对接，制型实心CFG桩10至少底端设置有金属端片10a，预制型实心CFG桩10桩底设置有倒锥形部件，倒锥形部件30上设置有相互连通的底部连通管36a和轴向水泥浆浇注管35a，轴向水泥浆浇注管35a与预制型实心CFG桩10中的中间水泥浆浇注管35对接，并延伸至地上，预制型实心CFG桩10按照一定间距打入在地下，实心CFG桩10以及褥垫层11的混凝土中添加有垃圾混凝土，实心CFG桩10端面直径与倒锥形部件上端面直径相同。
倒锥形部件30包括单层结构倒锥形部件和双层倒锥形部件13，在本实施例中全部使用双层倒锥形部件13。
图2 是双层倒锥形部件的纵向剖面结构示意图、 图3是双层倒锥形部件的端面剖视结构示意图。所述倒锥形部件为双层结构的倒锥形部件13，双层倒锥形结构中的上层结构与下层结构之间外周形成有锐角状环形三角台阶，环形三角台阶部的斜边外周按照一定分度设置有底部连通管36a管端的压力爆破片37，底部连通管36a与垂直方向的水泥浆浇注管35连通，预制型实心CFG桩10端面直径与双层倒锥形部件13上端面直径相同。
所述预制型实心CFG桩10的两端设置有金属端片10a，.金属端片10a之间利用高度方向的张紧钢筋连接，预制型实心CFG桩10高度方向上设置有中间水泥浆浇注管35，中间水泥浆浇注管中间设置有多个中间连通管36b，多个中间连通管36b端部设置有压力爆破片37。
所述预制型实心CFG桩10与倒双层锥形部件13之间设置有连接部件，连接部件包括CFG桩桩端与倒锥形部件之间的螺纹连接件或CFG桩桩端与倒锥形部件之间燕尾槽连接件17。
图4 是实心CFG桩10的端面螺纹连接结构示意图。
所述预制型实心CFG桩10桩端与倒锥形部件之间的螺纹连接件包括预制型实心CFG桩10金属端片10a与倒锥形部件端面之间的螺纹连接件或预制型实心CFG桩10内与轴向水泥浆浇注管35a之间的连接件。
实心CFG桩10的金属端片10a与倒锥形部件端面上设置有连接螺孔15，其间利用对丝连接；预制型新型实心CFG桩10内中间水泥浆浇注管35与轴向水泥浆浇注管35a之间的连接件一端为内丝，另外一端为外丝，内丝与实心CFG桩10桩底延伸出的中间水泥浆浇注管35外丝螺纹连接，连接件外丝与双层结构的倒锥形部件13表面轴向水泥浆浇注管35a上的内螺纹16连接。
图5是实心CFG桩10桩端与倒锥形部件之间燕尾槽连接表面示意图。
所述预制型实心CFG桩10桩端与倒锥形部件30之间燕尾槽连接件对应的CFG桩桩端外周和倒锥形部件端部外周轴向上分别设置的上底相对的梯形内陷槽，上底相对的梯形内陷槽中设置有燕尾连接件17，燕尾槽连接件17的外表面与实心CFG桩10或双层结构的倒锥形部件13外表面在同一圆周上。
图6是实心CFG桩10锥体端面的纵向剖面结构示意图。所述预制型实心CFG桩10与倒锥形部件之间为圆锥体对接结构14，圆锥体对接结构14端部金属端片10a为开口向上的空心锥体，预制型实心CFG桩10内设置有中间水泥浆浇注管35，中间水泥浆浇注管35位于实心CFG桩10中心位置。
本实用新型的具体实施方法如下：
1）准备预制实心CFG桩10的形成模具，在模具内设置利用钢筋或/和中间水泥浆浇注管35连接的金属端片10a，浇注垃圾混凝土的实心CFG桩，预制实心CFG桩10的金属端片10a与倒锥形部件13的连接结构有如下几种：
（1）螺纹连接型一：底部金属端片10a上均匀分布有螺孔、中间设置有水泥浆浇注管的结构；
（2）螺纹连接型二：底部金属端片10a中间设置有中间水泥浆浇注管35，中间水泥浆浇注管端部与金属端片10a焊接，中间水泥浆浇注管端部设置的外螺纹且超出金属端片10a外侧1-5cm，；
（3）圆锥连接型：底部金属端片10a为中间开口的锥形结构，上端板为平板结构，两端板中间连接有中间水泥浆浇注管的结构；
（4） 燕尾槽连接型：底部金属端片10a周边设置有多个缺口，缺口内焊接有一半燕尾槽（即：上底朝向端部的梯形内陷槽）
2） 如果使用上述（1）、（2）、（4）的连接结构，在实心CFG混凝土桩桩底利用连接件连接倒锥形部件，使中间水泥浆浇注管35和轴向中间水泥浆浇注管35a连接；如果使用上树（3）的结构，侧需要先将倒锥形部件设置在打桩位置然后在其上打桩；
3） 竖立起垃圾混凝土预制实心CFG桩10，按照设计的间隔距离利用打桩机进行打桩，直到与地面一致为止；
4） 利用注浆设备向中间水泥浆浇注管35内注浆；
5） 中间水泥浆浇注管35内压力到达一定压力后，底部连通管36a端部的压力爆破片37被挤压破碎，注浆设备上中间水泥浆浇注管35内浆料压力表指示压力下降，水泥浆挤向预制实心CFG桩10周边的空隙中，当压力再次上升到达一定程度后，预制实心CFG桩10中间连通管36b端部的压力爆破片37被挤破，水泥浆挤到预制实心CFG桩10周边；
6） 预制实心CFG桩10底部形成桩底基座41、预制实心CFG桩10周边外侧形成树根桩42，当压力超过前两侧的压力或从预制实心CFG桩10周边底面上挤出水泥浆为止；
7）在桩间土11以及预制实心CFG桩10铺设添加有垃圾混凝土的褥垫层11，形成垃圾混凝土CFG褥垫层11；
8）完成整个预制型实心CFG桩的复合地基结构。
需要说明的是，在上述压力中，压力爆破片的压力使一定的，但是，形成预制实心CFG桩10底部形成桩底基座41和预制实心CFG桩10周边外侧形成树根桩42的挤压压力因地下土质不同，压力也不一样，一般而言，第一根预制型实心CFG桩10挤压到底面挤出水泥浆为止，其后的预制实心CFG桩10挤压压力，按照第一根的实际数据进行操作。
本实用新型通过在述预制型实心CFG桩10桩底设置倒锥形部件，可以保持与预制空心管倒锥形部件的通用性，便于直接将预制型实心CFG桩10打入地面，使用双层结构的倒锥形部件13在下降过程中，可防止受到周边的压力使压力爆破片37受损；通过在CFG桩中设置中间水泥浆浇注管35，可从地面利用专用的水泥浆料挤压设备将水泥浆料从地面压入预制型实心CFG桩10的周边或倒锥形部件周边，在实心CFG桩10的底部形成树根桩，可防止CFG桩的下层，进一步可以扩大CFG桩复合地基的应用范围；通过在CFG桩以及褥垫层11按照比例混合使用垃圾混凝土，可降低垃圾混凝土对环境的污染，实现废物利用；在预制型实心CFG桩10中，通过在预制型实心CFG桩高度上按一定间隔设置与水泥浆浇注管连通的中间连通管36b，可在CFG桩不同高度上形成与树底桩类似的结构，可进一步加大CFG桩的承载力、降低CFG桩的下沉；通过在预制型实心CFG桩10与倒锥形部件之间为圆锥体对接结构14，可先将倒锥形部件放入事先设定的打桩位置，然后将带有圆锥体对接结构14的预制型实心CFG桩10桩底设置在倒锥形部件的锥体上，可准确地将两者对接，保证高度方向的水泥浆浇注管与轴向水泥浆浇注管35之间的对接，也可防止在打入实心CFG桩10后与倒锥形部件之间发生偏心现象；通过在CFG桩桩端与倒锥形部件之间采用螺纹连接件或CFG桩桩端与倒锥形部件之间采用燕尾槽连接件，可在设置实心CFG桩10前，在底面利用连接件将两者连接在一起后插入事先开设的长螺旋钻孔中，可保证实心CFG桩10底部形成桩底基座41、预制实心CFG周边外侧形成树根桩42，通过在在CFG桩周边形成树根桩，后续树根桩的形成；通过利用本实用新型可有效利用垃圾混凝土可减少垃圾混凝土带来的环境污染，可进一步降低地基的下沉，拓宽CFG桩的应用地质，强化CFG桩强度，保证建筑物的质量。
Claims (8)
1.一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其特征在于：所述CFG桩为预制型实心CFG桩，预制型实心CFG桩中设置有高度方向的中间水泥浆浇注管，预制实心CFG桩桩底设置有倒锥形部件，预制实心CFG桩与倒锥形部件之间相互连接或对接，制型实心CFG桩至少底端设置有金属端片，倒锥形部件上设置有相互连通的底部连通管与轴向水泥浆浇注管，轴向水泥浆浇注管与CFG桩中的中间水泥浆浇注管对接，并延伸至地上，多个CFG桩按照一定间距设置在地下， CFG桩以及褥垫层中添加有垃圾混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其特征在于：所述倒锥形部件包括单层倒锥形部件和双层倒锥形结构部件，双层倒锥形结构部件中的上层结构与下层结构之间外周形成有锐角状环形三角台阶，环形三角台阶部的斜边外周按照一定分度设置有底部连通管管端的压力爆破片，底部连通管与垂直方向的轴向水泥浆浇注管连通。
3.根据权利要求1所述的一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其特征在于：所述预制型实心CFG桩的两端设置有金属端片，.金属端片之间利用高度方向的张紧钢筋连接，预制型实心CFG桩高度方向上设置有中间水泥浆浇注管，中间水泥浆浇注管中间设置有多个中间连通管，多个中间连通管端部设置有压力爆破片。
4.根据权利要求1所述的一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其特征在于：所述预制型实心CFG桩与倒锥形部件之间设置有连接部件，连接部件包括CFG桩桩端与倒锥形部件之间的螺纹连接件或CFG桩桩端与倒锥形部件之间燕尾槽连接件。
5.根据权利要求1所述的一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其特征在于：所述预制型实心CFG桩与倒锥形部件之间为圆锥体对接结构，预制型实心CFG桩内设置有中间水泥浆浇注管，中间水泥浆浇注管位于实心CFG桩中心位置。
6.根据权利要求1所述的一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其特征在于：所述预制型实心CFG桩桩端与倒锥形部件之间燕尾槽连接件对应的CFG桩桩端外周和倒锥形部件端部外周轴向上分别设置有一对上底相对的梯形内陷槽，上底相对的梯形内陷槽中设置有燕尾连接件。
7.根据权利要求4所述的一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其特征在于：所述预制型实心CFG桩桩端与倒锥形部件之间的螺纹连接件包括预制型实心CFG桩金属端片与倒锥形部件端面之间的螺纹连接件或预制型实心CFG桩内中间水泥浆浇注管与轴向水泥浆浇注管之间的连接件。
8.根据权利要求7所述的一种预制型实心CFG桩的复合地基结构，其特征在于：所述预制型实心CFG桩内中间水泥浆浇注管与轴向水泥浆浇注管之间的连接件两端分别为内丝和外丝，预制型实心CFG桩内中间水泥浆浇注管焊接在预制型实心CFG桩底端的金属端片上。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111455973A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-07-28 | 刘家赫 | 预制型实心cfg桩的复合地基结构及其施工方法 |
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2020
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