CN214169107U - 岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构及施工方法,其包括各组预应力锚索,基坑的内壁上开挖有若干组向下倾斜设置的壁孔,预应力锚索包括若干组具有柔性的钢绞线、与各组钢绞线的端部固定连接的锚固体,各组钢绞线的外侧套接有钢管,钢管内部插接有注浆管,钢管的外周面上贯通开设有若干组通孔,壁孔的底部通过水体高压喷射方式进行扩孔形成空腔,锚固体插接入空腔的内部,壁孔的延伸方向经过溶洞,空腔及壁孔内部灌注水泥砂浆并形成灌注桩。本申请实现了当钻孔遇到溶洞时对预应力锚索的顺利安装,预应力锚索在钢管的导向下能够顺利插入壁孔的底部,使同时预应力锚索的锚固体包埋在扩大锚固体分中,预应力锚索的拉拔强度提升。
Description
技术领域
本申请涉及基坑支护的领域,尤其是涉及岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构。
背景技术
随着国民经济的高速发展,不仅需要选择在地基良好的场地从事建设,随着土地资源越发紧缺,不得不在地质条件不良的地基上进行修建。从最软的淤泥层到最硬的花岗岩地层,还包括岩溶地质,地下的空洞,可达数十米高。另外,科学技术的日新月异也使结构物的荷载日益增大,对变形要求越来越严,因此,岩溶发育区域基础施工技术重要地位也日益明显,已成为制约工程建设的主要因素,如何选择一种既满足工程要求,又节约投资的设计、施工和验算方法,已成为亟待解决的问题。
我国南方建设项目多位于石灰岩洼地水文地质区,场地内基岩为石灰岩,岩面起伏变化较大,且岩溶发育强烈,如何保证项目地基稳定又保证施工质量和工期,为该类型施工建设难题。南方地区地下水源充足,地质多为高密度岩溶强烈发育地区,地下水位较高,地下分布有较多的溶洞,在进行建筑施工中,需要开挖基坑,基坑的边坡需要进行支护,以防止塌方、滑坡。边坡的支护多借助预应力锚索进行,在基坑的底部借助钻机开壁孔,再将预应力锚索插入壁孔内部并灌注水泥砂浆,待水泥砂浆凝固后,进行拉拔实验,达到标准后即完成对预应力锚索的施工。
针对上述中的相关技术,发明人认为存在有如下的缺陷:在岩溶发育强烈的地区,当施工人员驾驶钻孔机进行钻孔时,一旦钻孔机开挖的壁孔经过溶洞,壁孔被溶洞分为二段或多段,预应力锚索由多跟柔性的钢绞线组成,当各组钢绞线插入壁孔时,各组钢绞线在进入溶洞位置时,在重力的作用下发生弯曲,使钢绞线难以进一步插入下一段壁孔内部,进而使整根预应力锚索难以完全插接入壁孔的底部,对预应力锚索的强度造成影响,故存在改进的空间。
发明内容
为了使预应力锚索中的各组钢绞线在经过溶洞位置后能顺利插入下一段的壁孔中,保证整根预应力锚索能够插入壁孔的底部,提升预应力锚索的整体强度,本申请提供一种岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构。
本申请提供的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构采用如下的技术方案:
一种岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,包括各组预应力锚索,基坑的内壁上开挖有若干组向下倾斜设置的壁孔,所述预应力锚索包括若干组具有柔性的钢绞线、与各组所述钢绞线的端部固定连接的锚固体,各组所述钢绞线的外侧套接有钢管,所述钢管内部插接有注浆管,所述钢管的外周面上贯通开设有若干组通孔,所述壁孔的底部通过水体高压喷射方式进行扩孔形成空腔,所述锚固体插接入所述空腔的内部,所述壁孔的延伸方向经过溶洞,所述空腔及所述壁孔内部灌注水泥砂浆并形成灌注桩。
通过采用上述技术方案,基坑的内壁上借助钻机开挖若干组壁孔,各组壁孔水平排布,各组壁孔向下倾斜延伸,施工人员完成转孔后借助高压旋喷机对壁孔的底部进行扩孔,使壁孔的底部形成孔径更大的空腔,之后施工人员将包括钢绞线、锚固体及钢管组合的预应力锚索向壁孔内部插接,在预应力锚索插入壁孔的过程中,钢管对预应力锚索进行包裹,同时钢管的刚性较好,钢管不易弯曲,当不断进入的预应力锚索达到溶洞的位置时,钢管逐渐深入溶洞内部,钢管自身的直线性较好,钢管内部的预应力锚索在钢管内部,预应力锚索随着钢管不断向壁孔底部插入,当预应力锚索插入溶洞位置时,预应力锚索受钢管的支撑,使预应力锚索能够继续沿着壁孔的延伸方向运动,当钢管穿过溶洞时,钢管内部的预应力锚索也顺利穿过溶洞并继续继续向壁孔的下一段插接,进而使预应力锚索能够与下一段的壁孔正对,实现了预应力锚索在壁孔内部的顺利安装,当完成预应力锚索的铺设后,施工人员借助注浆管向壁孔内部注浆,注浆管喷出的水泥砂浆经钢管上的各组通孔流出,使砂浆对壁孔进行填充,砂浆对空腔进行填充,形成扩大锚固体分,预应力锚索的锚固体包埋在扩大锚固体分内部,扩大头的设置提升了预应力锚索的拉拔强度,灌注桩不断对壁孔进行进一步的填充,当水泥砂浆在壁孔的入口出现反流时,壁孔完成注浆作业,待砂浆失水凝固,完成对预应力锚索的施工,上述技术方案实现了当钻孔遇到溶洞时对预应力锚索的顺利安装,预应力锚索在钢管的导向下能够顺利插入壁孔的底部,使同时预应力锚索的锚固体包埋在扩大锚固体分中,预应力锚索的拉拔强度提升。
优选的,所述预应力锚索上等间距安装有若干组卡盘,所述卡盘呈圆盘状,所述卡盘的圆面上贯通开设有若干组圆孔,各组所述钢绞线插接入所述圆孔内部。
通过采用上述技术方案,各组钢绞线插接入卡盘上的圆孔内部,卡盘的设置使各组钢绞线之间的整体性提升,在进行预应力锚索的移动时,各组钢绞线不易发生散乱。
优选的,所述卡盘的圆心位置贯通开设有插孔,所述注浆管插接入所述插孔内部。
通过采用上述技术方案,注浆管插接入卡盘的插孔内部,使注浆管能够固定在卡盘上,卡盘对注浆管进行限位,注浆管在进行注浆作业时,注浆管能够沿着各组卡盘上的插孔滑动,当注浆完成将注浆管拔出时,注浆管与各组卡盘的接触面积较小,注浆管与各组卡盘的摩擦力较小,便于将注浆管拔出。
优选的,所述锚固体呈圆锥台状结构,各组所述钢绞线与所述锚固体径向尺寸较大的一端固定连接,所述钢管靠近所述锚固体的一端与所锚固体固定连接。
通过采用上述技术方案,锚固体呈圆锥台状,锚固体与各组钢绞线固定连接,同时钢管与锚固体固定连接,使锚固体与钢管的一体性提升,当预应力锚索向壁孔内部进行铺设时,锚固体的圆锥台结构起到导向作用,钢管与锚固体固定连接,故钢管内部的各组钢绞线在向下倾斜设置的壁孔内部不会发生滑动,使钢管与各组钢绞线的一体性提升。
优选的,所述卡盘的圆周面上凹设有若干组缺口,各组所述缺口绕所述卡盘的轴线等角度圆周分布。
通过采用上述技术方案,卡盘上的各组缺口绕卡盘的轴线等角度圆周分布,各组缺口设置降低了钢管内周壁与各组卡盘的接触面积,在各组钢绞线向钢管内部插接上,钢管与卡盘之间的接触面积降低,使钢管与各组卡盘之间的摩擦力降低,同时在进行注浆作业时,水泥砂浆易从各组缺口的位置流动,促进了水泥砂浆在钢管内部的流动效率。
优选的,所述预应力锚索远离所述锚固体的一端伸出所述壁孔的入口,所述预应力锚索上安装有外锚头,所述外锚头上贯通开设有与各组所述钢绞线正对的限位孔,各组所述钢绞线与所述限位孔插接配合,所述外锚头与所述钢管抵接。
通过采用上述技术方案,外锚头安装在壁孔的入口位置,外锚头上开设有与各组钢绞线正对的限位孔,各组钢绞线插接入限位孔内部,使外锚头与各组钢绞线的一体性提升;外锚头与钢管抵紧,使外锚头对钢管起到限位作用。
优选的,所述外锚头位置安装有钢筋笼,所述钢筋笼对所述外锚头进行包围,各组所述钢绞线伸出所述钢管的一端均位于所述钢筋笼内部,所述钢筋笼上浇筑有水泥墩。
通过采用上述技术方案,钢筋笼对外锚头进行包围,各组钢绞线的端部位于钢筋笼内部,水泥墩对钢筋笼进行包埋,使水泥墩对各组钢绞线的端部进行覆盖,提升了各组钢绞线的稳定性。
优选的,所述基坑的坑底竖直开挖有地沟,所述地沟位于所述水泥墩的竖直下方,所述地沟内部插接与钢筋并浇筑混凝土砂浆形成基桩,所述基桩的上端部与所述水泥墩一体连接。
通过采用上述技术方案,基坑的坑度开挖有竖直延伸的地沟,地沟内部浇筑有呈钢筋混凝土结构的基桩,基桩的上端部与水泥墩一体连接,使基桩对水泥墩进行支撑,当基坑的内壁发生纵向的移位时,基桩对包埋有预应力锚索的灌注桩进行支撑,提升了预应力锚索的结构强度。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.预应力锚索插接在钢管内部,钢管与锚固体固定连接,当预应力锚索插入壁孔内部时,钢管对溶洞的位置对预应力锚索进行支撑,使预应力锚索能顺利穿过溶洞的位置并插接入下一段的壁孔内部,借助注浆管进行注浆作业,水泥砂浆在壁孔底部的空腔内部形成扩大锚固体分,扩大头对锚固体进行包埋,扩大锚固体分增强了预应力锚索的拉拔强度,上述技术方案实现了当钻孔遇到溶洞时对预应力锚索的顺利安装,预应力锚索在钢管的导向下能够顺利插入壁孔的底部,使同时预应力锚索的锚固体包埋在扩大锚固体分中,预应力锚索的拉拔强度提升;
2.外锚头与钢管抵接,各组钢绞线插入外锚头上的各组限位孔内部,钢筋笼对外锚头进行包覆,并浇筑水泥砂浆形成水泥墩,水泥墩与地沟内部的基桩一体连接,基桩对包埋有预应力锚索的灌注桩进行支撑,提升了预应力锚索的结构强度。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图;
图2是本申请实施例中预应力锚索及钢管的爆炸图;
图3是图2中A处的放大图;
图4是图2中B处的放大图;
图5是图2中C处的放大图;
图6是本申请实施例的半剖结构示意图;
图7是图6中D处的放大图。
附图标记说明:1、预应力锚索;11、钢绞线;12、锚固体;121、环槽;13、钢管;131、通孔;132、注浆管;14、卡盘;141、圆孔;142、插孔;143、缺口;15、外锚头;151、限位孔;2、地面;21、基坑;22、壁孔;23、空腔;24、溶洞;25、灌注桩;26、地沟;261、基桩;3、钢筋笼;31、水泥墩。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构。参照图1,地面2水平设置,地面2水竖直开挖有基坑21,基坑21的内壁竖直设置,基坑21的坑底浇筑有钢筋混凝土材质的基桩261,竖直内壁的底部浇筑有水泥墩31,水泥墩31与基桩261一体连接。
参照图2及图3,进行基坑21的支护中需要若干组预应力锚索1,预应力锚索1包括若干组具有柔性的钢绞线11、与各组钢绞线11的端部固定连接的锚固体12,锚固体12呈圆锥台状结构,锚固体12从远离各组钢绞线11一端到靠近各组钢绞线11的一端的径向尺寸递增,锚固体12径向尺寸较大的一端的外周面上凹设有环槽121,锚固体12靠近各组钢绞线11的一端贯通开设有若干组圆孔141,各组钢绞线11插接入圆孔141内部,各组钢绞线11靠近锚固体12的一端插接入环槽121内部,并借助卡钳固定卡块,使各组钢绞线11的端部与锚固体12固定连接。
各组钢绞线11呈圆周状分布,各组钢绞线11之间插接有注浆管132,注浆管132靠近锚固体12的一端与锚固体12的圆面抵接。
参照图2及图4,各组钢绞线11上安装有圆盘状的卡盘14,卡盘14的圆面上贯通开设有圆孔141,各组圆孔141绕卡盘14的轴线的等角度圆周设置,各组圆孔141的轴线水垂直于卡盘14的所在平面,各组圆孔141的孔径与钢绞线11相配合。卡盘14的外周面上凹设有缺口143,缺口143呈圆弧状,缺口143的位于相邻两组圆孔141之间;卡盘14的圆心位置贯通开设有插孔142,插孔142的轴线水垂直于卡盘14的所在平面,插孔142的孔径与注浆管132的管径配合,注浆管132与插孔142插接滑动。
各组钢绞线11的外侧共同套接有钢管13,钢管13呈圆管状,钢管13的外周面上贯通开设有若干组通孔131,钢管13插接在各组钢绞线11上,各组卡盘14的外周面与钢管13的内周面间隙配合。
参照图3及图4,锚固体12开设有环槽121的一端的径向尺寸与钢管13的内径相同,进行预应力锚索1的安装时,锚固体12凹设有环槽121的一端与钢管13靠近锚固体12的一端插接配合,钢管13的端面与锚固体12的圆面抵接并焊接固定。
参照图2及图5,预应力锚索1在进行安装时,安装有外锚头15,外锚头15呈圆盘状,外锚头15的径向尺寸大于钢管13的外径尺寸,外锚头15的圆面上贯通开设与若干组限位孔151,各组限位孔151与各组钢绞线11及注浆管132正对且径向尺寸配合。
参照图6及图7,地下形成有溶洞24,溶洞24的位置不确定。基坑21的内壁的底部开挖有向下倾斜延伸的壁孔22,壁孔22在开挖时的路径经过溶洞24,施工人员在进行开孔时,能依据设备的压力感知溶洞24的位置,估计溶洞24在壁孔22延伸方向上的尺寸。在进行壁孔22的开挖时,一旦经过溶洞24,则经过溶洞24后在依据溶洞24的尺寸进一步延长壁孔22的深度,此时壁孔22被溶洞24分为两段。完成对壁孔22的开挖后,向壁孔22内部安装高压旋喷管,高压旋喷管上捆绑钢筋,旋喷管插入壁孔22的底部,高压旋喷管对壁孔22的底部喷射高压水体,使壁孔22的底部的孔径进一步扩孔,形成空间呈圆柱体的空腔23,空腔23的轴线与壁孔22的轴线共线。
将各组钢绞线11、锚固体12、卡盘14、注浆管132及钢管13进行组装,钢管13与锚固体12焊接固定,施工人员将钢管13向壁孔22内部插接,钢管13对各组钢绞线11起到支撑、导向的作用,使预应力锚索1在壁孔22内部、不断向壁孔22的底部移动。钢管13在经过溶洞24的位置时,钢管13的刚性较好,使钢管13能够穿过溶洞24并进一步插入下一段的壁孔22中,当钢管13插入壁孔22的底部时,施工人员借助注浆管132向壁孔22内部注浆,水泥砂浆从注浆管132流出后,从钢管13上的各组通孔131流出,首先对空腔23开始进行填充,形成扩大锚固体分,预应力锚索1的锚固体包埋在扩大锚固体分内部;之后沿着壁孔22不断向上移动,进一步对溶洞24进行填充,之后沿着壁孔22的延伸方向不断填充,直至壁孔22的入口出现反流时,说明壁孔22内部实现完全的灌浆填充,将注浆管132拔出,拔管时持续进行注浆,空腔23及壁孔22内部形成灌注桩25。
待壁孔22内部的水泥砂浆硬化后,借助拉拔设备对预应力锚索1进行拉拔实验,当拉拔实验达到设计值时,各组预应力锚索1的施工合格;当各组预应力锚索1在拉拔实验中未达到设计要求,则通过在未达到张拉设计值的预应力锚索1下方重新补施工一组预应力锚索1,两组预应力锚索1的竖直距离不小于1.5米。
将外锚头15进行安装,使各组钢绞线11伸出钢管13的端部,在壁孔22的入口位置安装钢筋笼3,钢筋笼3呈长方体,钢筋笼3朝向钢管13的一端开口设置,各组钢绞线11伸出钢管13的一端插接入钢筋笼3的网格中。
参照图1及图6,在各组钢筋笼3竖直下方的基坑21的坑底竖直开挖地沟26,地沟26内部架设钢筋,搭设模板并浇筑混凝土砂浆,形成竖直设置的基桩261,基桩261的上端部进一步浇筑水泥墩31,水泥墩31对钢筋笼3进行包覆。
本申请实施例的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构的实施原理为:
在进行各组预应力锚索1的施工前,对基坑21的竖直内壁进行壁孔22的开孔,采用徐工XR400旋挖机以及冲孔机CK2000进行钻孔施工,施工钻孔过程中在不同的土层中钻进的效率各有不同,徐工XR400钻进效率:粉质粘土:10m/h,中砂:9.6m/h,全风化炭质页岩5m/h,强风化炭质页岩:3.66m/h,中风化炭质页岩:2.6m/h,中风化石灰岩:1.2m/h,微风化石灰岩:0.3m/h。冲孔机CK2000冲孔效率:粉质粘土:3m/h,中砂:1.5m/h,全风化炭质页岩1m/h,强风化炭质页岩:0.8m/h,中风化炭质页岩:0.6m/h,中风化石灰岩:0.5m/h,微风化石灰岩:0.3m/h。旋挖机每天可成孔1.5根,而冲孔机平均成孔时间在2.3天/根,完成对各组壁孔22的开挖。
借助高压旋喷机进行壁孔22底部的扩孔作业,形成空腔23。之后将组装好的预应力锚索1插接入壁孔22内部,钢管13的设置使预应力锚索1能够顺利穿过溶洞24,使预应力锚索1插入壁孔22底部的空腔23内部,在借助注浆管132进行注浆作业,水泥砂浆不断对空腔23、壁孔22及溶洞24进行填充,在壁孔22的入口出现反流时,说明完成注浆作业。
待壁孔22内部的水泥砂浆硬化后,借助拉拔灌注桩25设备对预应力锚索1进行拉拔实验,当拉拔实验达到设计值时,各组预应力锚索1的施工合格;当各组预应力锚索1在拉拔实验中未达到设计要求,则通过在未达到张拉设计值的预应力锚索1下方重新补施工一组预应力锚索1,两组预应力锚索1的竖直距离不小于1.5米,最后进行基桩261及水泥墩31的施工,完成对预应力锚索1的施工作业。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,包括各组预应力锚索(1),其特征在于:基坑(21)的内壁上开挖有若干组向下倾斜设置的壁孔(22),所述预应力锚索(1)包括若干组具有柔性的钢绞线(11)、与各组所述钢绞线(11)的端部固定连接的锚固体(12),各组所述钢绞线(11)的外侧套接有钢管(13),所述钢管(13)内部插接有注浆管(132),所述钢管(13)的外周面上贯通开设有若干组通孔(131),所述壁孔(22)的底部通过水体高压喷射方式进行扩孔形成空腔(23),所述锚固体(12)插接入所述空腔(23)的内部,所述壁孔(22)的延伸方向经过溶洞(24),所述空腔(23)及所述壁孔(22)内部灌注水泥砂浆并形成灌注桩(25)。
2.根据权利要求1所述的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,其特征在于:所述预应力锚索(1)上等间距安装有若干组卡盘(14),所述卡盘(14)呈圆盘状,所述卡盘(14)的圆面上贯通开设有若干组圆孔(141),各组所述钢绞线(11)插接入所述圆孔(141)内部。
3.根据权利要求2所述的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,其特征在于:所述卡盘(14)的圆心位置贯通开设有插孔(142),所述注浆管(132)插接入所述插孔(142)内部。
4.根据权利要求1所述的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,其特征在于:所述锚固体(12)呈圆锥台状结构,各组所述钢绞线(11)与所述锚固体(12)径向尺寸较大的一端固定连接,所述钢管(13)靠近所述锚固体(12)的一端与所锚固体(12)固定连接。
5.根据权利要求2所述的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,其特征在于:所述卡盘(14)的圆周面上凹设有若干组缺口(143),各组所述缺口(143)绕所述卡盘(14)的轴线等角度圆周分布。
6.根据权利要求1所述的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,其特征在于:所述预应力锚索(1)远离所述锚固体(12)的一端伸出所述壁孔(22)的入口,所述预应力锚索(1)上安装有外锚头(15),所述外锚头(15)上贯通开设有与各组所述钢绞线(11)正对的限位孔(151),各组所述钢绞线(11)与所述限位孔(151)插接配合,所述外锚头(15)与所述钢管(13)抵接。
7.根据权利要求6所述的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,其特征在于:所述外锚头(15)位置安装有钢筋笼(3),所述钢筋笼(3)对所述外锚头(15)进行包围,各组所述钢绞线(11)伸出所述钢管(13)的一端均位于所述钢筋笼(3)内部,所述钢筋笼(3)上浇筑有水泥墩(31)。
8.根据权利要求7所述的岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构,其特征在于:所述基坑(21)的坑底竖直开挖有地沟(26),所述地沟(26)位于所述水泥墩(31)的竖直下方,所述地沟(26)内部插接与钢筋并浇筑混凝土砂浆形成基桩(261),所述基桩(261)的上端部与所述水泥墩(31)一体连接。
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CN202023200795.0U CN214169107U (zh) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112726627A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-30 | 中铁广州工程局集团深圳工程有限公司 | 岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构及施工方法 |
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2020
- 2020-12-25 CN CN202023200795.0U patent/CN214169107U/zh active Active
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CN112726627A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-30 | 中铁广州工程局集团深圳工程有限公司 | 岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构及施工方法 |
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GR01 | Patent grant | ||
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