CN212772294U - 一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造 - Google Patents
一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造 Download PDFInfo
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Abstract
一种局部包裹式填振‑装配型碎石桩构造，以有效避免桩身上部在较高压应力与较软弱地层约束作用下发生较大侧向鼓胀变形与破坏，利于成桩质量控制，施工速度快、效率高，更好地发挥碎石桩地基处理技术的优势。碎石桩桩体包括下部非包裹段和包裹段，包裹段由叠置的包裹单元桩段竖向装配挤压排列而成，各包裹单元桩段由围束笼结构、高强土工布袋和填充于其内的碎石料构成。围束笼结构由高强土工格栅和扁平土工棒构成，高强土工格栅弯曲呈环状，其环向两端与扁平土工棒固定连接。高强土工布袋设置于围束笼结构内，或者在围束笼结构外包裹围束笼结构外侧壁和底部。
Description
技术领域
本实用新型涉及土木工程，特别涉及一种局部包裹式填振-装配型碎石桩的构造。
背景技术
碎石桩作为一种地基处理方式，在工程中得到广泛应用，其不仅能提高地基承载力、减小地基沉降，还能作为排水通道加快土体固结。但碎石桩自身是散体材料，需要桩周土体提供一定的围压来维持桩体成型，因此在软土地基中有时应用困难，特别是桩长较大且填方较高时，更是难以在实际工程中应用。
在碎石桩外围包裹一层土工合成材料，既保留了碎石桩可以作为排水通道、取材便利和造价较低等优点，又因为土工合成材料的包裹围束，为碎石桩提供了部分径向约束作用，减小了碎石桩对周围土体性质的依赖性，同时有利于提高复合地基承载力与减小沉降量。这种改善后的碎石桩称为包裹式碎石桩或土工织物散体桩。但由于发生鼓胀破坏时，在上部荷载作用下，桩顶附近一定深度范围内碎石桩发生显著径向变形，变形过大导致单桩承载力大大降低从而造成桩体失效，故对于传统的土工合成材料整体包裹碎石桩，当桩身长度较大时，桩体下部周围的土工格栅并不能发挥应有作用，造成土工格栅材料浪费；另一方面，由于桩体上部鼓胀侧向挤压作用明显，常有可能超过土工格栅的抗拉承载力，使土工格栅产生破坏而导致约束作用失效。同时，土工格栅的孔隙存在可能造成桩体碎石材料在振动成桩施工过程中从其孔隙中挤出，不利于整体结构的施工控制。
鉴于传统的包裹式碎石桩的以上缺点，对此结构有待进一步改进，以获得更好的竖向荷载传递与增强复合地基工程性质的效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造，以有效避免桩身上部在较高压应力与较软弱地层约束作用下发生较大侧向鼓胀变形与破坏，利于成桩质量控制，施工速度快、效率高，更好地发挥碎石桩地基处理技术的优势。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本实用新型的一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造，碎石桩桩体包括下部非包裹段和包裹段，其特征是：所述包裹段由叠置的包裹单元桩段竖向装配挤压排列而成，各包裹单元桩段由围束笼结构、高强土工布袋和填充于其内的碎石料构成；所述围束笼结构由高强土工格栅和扁平土工棒构成，高强土工格栅弯曲呈环状，其环向两端与扁平土工棒固定连接；所述高强土工布袋设置于围束笼结构内，或者在围束笼结构外包裹围束笼结构外侧壁和底部。
本实用新型的有益效果主要体现在如下几个方面：
(1)高强度土工布的极限强度可以达到300-1000kN/m，而传统格栅的极限强度只有120kN/m，因此，在碎石桩顶部或顶部以下有限范围内采用高强土工布袋结合高强土工格栅形成的围束笼结构进行局部包裹方式，可以大大增强对桩身易产生径向变形的局部区段的侧向约束，提高竖向荷载传递效果，可有效避免桩身上部在较高压应力与较软弱地层约束作用下发生较大侧向鼓胀变形与破坏；
(2)高强土工格栅采用扁平土工棒穿线式连接，可快速制作形成格栅桶；强韧性的土工布袋可密贴置于格栅桶内侧或外侧，形成整体性较好的围束笼结构，防止碎石从格栅缝隙中挤出流失至软弱地层中，以利于成桩质量控制；
(3)对包裹段，采用单元桩段竖向装配与弱振式施工，施工速度快、效率高；
(4)对桩体受力的不利部位，进行有针对性地局部包裹约束，可用于需要处理的不良地基厚度较大的情况，即本实用新型可明显提高碎石桩桩长，适于形成超长型碎石桩结构，将碎石桩技术用于深厚软弱地基处理工程，更好地发挥碎石桩地基处理技术的优势；
(5)高强土工袋与高强土工格栅以及二者组合形成的高强土工织物式围束笼结构可成批量生产，采用振动沉管法施工简单可行且易控制成桩质量。因此，本实用新型的碎石桩结构施工方便，加固地基效果好。
(6)对于填料丰富或施工弃渣较多的地区或工程，可以充分利用这些填料或弃渣，变废为宝，相对于混凝土桩结构，工程投资大大减少，经济效应尤为显著。
附图说明
本说明书包括如下九幅附图：
图1是本实用新型一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造的原理示意图(模式一：包裹段顶面位于地面以下)；
图2是本实用新型一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造的原理示意图(模式二：包裹段顶面位于地面)；
图3是本实用新型一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造中格栅桶的示意图；
图4是沿图1中A-A线的剖面图；
图5是沿图2中B-B线的剖面图；
图6至图9是本实用新型一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造的施工方法流程示意图。
图中示出构件和对应的标记：碎石料1、高强土工格栅2、高强土工布袋3、桩顶4、扁平土工棒5、包裹单元桩段6、围束笼结构7、地基8、地层分界线9、沉管10、包裹段11、上部非包裹段12、格栅桶13、管底端口14、管顶端口15、竖向升降式进料斗16、地面17、下部非包裹段 18。
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。
参照图2，本实用新型的一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造，碎石桩桩体包括下部非包裹段18和包裹段1。所述包裹段11由叠置的包裹单元桩段6竖向装配挤压排列而成，各包裹单元桩段6由围束笼结构7、高强土工布袋3和填充于其内的碎石料1构成。参照图3，所述围束笼结构7由高强土工格栅2和扁平土工棒5构成，高强土工格栅2弯曲呈环状，其环向两端与扁平土工棒5固定连接。
参照图1和图2，由于高强度土工布的极限强度可以达到 300-1000kN/m，而传统格栅的极限强度只有120kN/m，因此，在碎石桩顶部或顶部以下有限范围内采用高强土工布袋3结合高强土工格栅2形成的围束笼结构进行局部包裹方式，可以大大增强对桩身易产生径向变形的局部区段的侧向约束，提高竖向荷载传递效果，可有效避免桩身上部在较高压应力与较软弱地层约束作用下发生较大侧向鼓胀变形与破坏。高强土工格栅2采用高密度聚乙烯或聚丙烯材料，通过扁平土工棒5穿线式连接，可快速制作形成格栅桶。高强土工布袋3则采用聚乙烯、聚丙烯或聚酯纤维材料制作。两者之间采用多节点牢固绑扎方法实现密贴连接。参照图4，所述高强土工布袋3可设置于围束笼结构7内，碎石料1填充在高强土工布袋3内。参照图5，所述高强土工布袋3也可设置在围束笼结构7外，即在围束笼结构7外包裹围束笼结构7外侧壁和底部，碎石料1填充在围束笼结构7内。强韧性的高强土工布袋3密贴置于格栅桶内侧或外侧，形成整体性较好的围束笼结构，防止碎石从格栅缝隙中挤出流失至软弱地层中，以利于成桩质量控制。
根据地基8的地质条件，所述包裹段11可设置在地基8不同部位地层中。即对桩体受力的不利部位，进行有针对性地局部包裹约束，可用于需要处理的不良地基厚度较大的情况，可明显提高碎石桩桩长，适于形成超长型碎石桩结构，将碎石桩技术用于深厚软弱地基处理工程，更好地发挥碎石桩地基处理技术的优势。
参照图1，桩体顶部地表一般存在硬壳层，根据具体实际情况，包裹段11可以设置在该硬壳层以下的局部相对软弱地层段，硬壳层段则不一定设置，以有针对性地实现相对软弱部位的包裹，形成局部包裹式桩体结构。此情况下，所述包裹段11顶端至地面17设置上部非包裹段12，桩孔内填筑碎石料1而成。
参照图2和图6至图9，本实用新型的一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造按如下步骤进行施工：
①平整场地地面17，测量放线定桩位，桩机就位；
②振动沉管10入土至设计桩底标高，其间沉管10的管底端口14始终保持闭合状态；
③通过竖向升降式进料斗16从沉管10的管顶端口15添加碎石料1 入沉管10内，并陆续打开管底端口14、适度拔管与振动成桩作业，采用强振模式连续施工至围束笼结构7包裹段底面标高；
④将碎石填料1填入预先制作完成的单元围束笼结构7内，形成包裹单元桩段6，通过竖向升降式进料斗16从管顶端口15将其吊入沉管10 内至当前桩顶，适度拔管并采用弱振模式加强该包裹单元桩段6成桩质量，完成后以同样方法进行下一个包裹单元桩段6施工，如此反复，进行包裹单元桩段6竖向装配式施工，直至成桩到设计包裹段11顶部标高；
⑤桩体填筑完成，振动拔出沉管10；
⑥封护桩顶4，单桩施工完成。
参照图1，在包裹段11顶端至地面17设置上部非包裹段12的情况下，所述步骤④后，按步骤③的方法施工设计包裹段11顶部以上的非包裹段12。
对包裹段11采用单元桩段竖向装配与弱振式施工，施工速度快、效率高。高强土工布袋3与高强土工格栅2以及二者组合形成的高强土工织物式围束笼结构7可成批量生产，采用振动沉管法施工简单可行且易控制成桩质量，因此施工方便，加固地基效果好。对于填料丰富或施工弃渣较多的地区或工程，可以充分利用这些填料或弃渣，变废为宝，相对于混凝土桩结构，工程投资大大减少，经济效应尤为显著。
以上所述只是用图解说明本实用新型一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
Claims (3)
1.一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造，碎石桩桩体包括下部非包裹段(18)和包裹段(11)，其特征是：所述包裹段(11)由叠置的包裹单元桩段(6)竖向装配挤压排列而成，各包裹单元桩段(6)由围束笼结构(7)、高强土工布袋(3)和填充于其内的碎石料(1)构成；所述围束笼结构(7)由高强土工格栅(2)和扁平土工棒(5)构成，高强土工格栅(2)弯曲呈环状，其环向两端与扁平土工棒(5)固定连接；所述高强土工布袋(3)设置于围束笼结构(7)内，或者在围束笼结构(7)外包裹围束笼结构(7)外侧壁和底部。
2.如权利要求1所述的一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造，其特征是：所述包裹段(11)设置在地基(8)不同部位地层中。
3.如权利要求1所述的一种局部包裹式填振-装配型碎石桩构造，其特征是：所述包裹段(11)顶端至地面(17)设置上部非包裹段(12)，桩孔内填筑碎石料(1)而成。
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- 2020-03-29 CN CN202020427786.6U patent/CN212772294U/zh active Active
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