CN214940359U - 一种旧桩下接桩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旧桩下接桩结构，包括承台和旧桩，所述承台下布设所述旧桩，旧桩桩底开设有下桩孔，所述下桩孔截面为圆形、对称扇形或椭圆形的一种，下桩孔截面轮廓大于旧桩外缘最小包络轮廓；所述下桩孔内布设有下桩，所述下桩与同一承台下的2~4根旧桩相对应，下桩与所述旧桩之间存在重叠；所述旧桩一侧平行开设有上桩孔，所述上桩孔截面轮廓小于下桩孔截面轮廓，上桩孔内布设有上桩，上桩与所述下桩之间存在重叠，所述承台、下桩、上桩和旧桩浇筑为一体。本实用新型通过在旧桩旁植入上桩、旧桩下方植入下桩，使三者浇筑为一体、可增加新旧结构的协同承载能力，可良好服务于旧城改造和建筑物改扩建的施工。

Description

一种旧桩下接桩结构

技术领域

本实用新型涉及建筑旧桩利用施工技术领域，尤其涉及一种旧桩下接桩结构。

背景技术

我国城镇化建设的蓬勃发展，催生了旧城改造和建筑物改扩建。旧城改造和建筑物改扩建，通常涉及到旧式建筑拆除而改建高层建筑。对于软土区或不良土质区，旧式建筑多采用桩基，当该区域新建筑采用桩基时，新桩基的施工会受到旧建筑桩基的影响。

目前消除旧桩基影响的常用办法就是清除承台、拔除旧基桩。旧桩基拔除后再施工新桩，但如果旧桩本身质量也不错，将其作为废桩来拔除有些可惜，不符合可持续发展理念。

一旦拔除旧桩基，不仅拔除费用高、拔除工期长，尤其是群桩中桩基间距小，一一拔除难度大，同时也易诱发地质灾害如地表下沉甚至地面陷落、地基土破坏等，严重影响新基桩的承载力，不利于新建建筑的施工。为此，提出一种旧桩下接桩结构。

发明内容

本实用新型为了解决旧桩拔除施工难度大，易影响地基承载力的问题，提供一种旧桩下接桩结构，通过对旧桩与新桩的拼接组合，延长旧桩基的使用寿命，使其适用于新建筑。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种旧桩下接桩结构，包括承台和旧桩，所述承台截面为方形、矩形或多边形的一种，承台下布设所述旧桩，旧桩桩底开设有下桩孔，所述下桩孔截面为对称扇形、椭圆形或圆形的一种，下桩孔截面轮廓大于旧桩外缘最小包络轮廓；

所述下桩孔内布设有下桩，所述下桩与同一承台下的2~4根旧桩相对应，下桩为钢筋笼浇筑混凝土制成的桩结构，所述钢筋笼包括主筋和箍筋，所述箍筋为柔性钢丝线材制成的绳结构，下桩与所述旧桩之间存在重叠高度H1，H1范围为0.5m~1.0m；

所述旧桩一侧平行开设有上桩孔，所述上桩孔截面为圆形，上桩孔截面轮廓小于下桩孔截面轮廓，上桩孔内布设有上桩，所述上桩为灌注桩、预制桩或素桩的一种，上桩与所述下桩之间存在重叠高度H2，H2范围为0.5m~1.0m，所述承台、下桩、上桩和旧桩浇筑为一体。

进一步地，所述下桩与两根所述旧桩相对应，两个所述旧桩之间布设所述下桩，所述上桩位于下桩中心位置，所述下桩截面为对称扇形、椭圆形或圆形的一种。

进一步地，所述下桩与三根所述旧桩相对应，所述上桩位于下桩中心位置，所述下桩截面为圆形。

进一步地，所述下桩与四根所述旧桩相对应，四根所述旧桩两两一组，同一组中的两根旧桩之间布设所述下桩，所述上桩位于下桩中心位置，所述下桩截面为椭圆形或对称扇形；四根所述旧桩之间布设所述下桩，下桩截面为圆形。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的设计思想为在旧桩旁或多旧桩间钻一新孔/引孔至下桩底处，然后从旧桩底往上0.5m~1.0m的高度开始，采用高压旋喷的切削土体成水性稀泥浆的技术缓慢往下方随进随旋喷、水性稀泥浆顺着上桩孔溢出地表至泥浆池，如此直至设计下桩底标高成下桩孔；然后下放用尼龙搭扣捆绑的下桩钢筋笼至下桩孔中，其中钢筋笼上放置笼内气囊和边气囊，笼内气囊充气撑开钢筋笼，边气囊随之撑开既控制桩钢筋笼保护层厚度，又辅助钢筋笼居中；控制好钢筋笼位置后，通过导管往孔内灌入混凝土，同时旧桩段的钻孔也浇注混凝土成上桩，上桩孔孔径较大时，可以配制钢筋，至此接桩完成。

本实用新型结构设计合理，充分利用了原旧桩结构，不用拔除旧桩，缩短工期，通过在旧桩旁植入上桩、旧桩下方植入下桩，使三者浇筑为一体、共同承担荷载，合理利用旧桩，延长旧桩使用寿命，提高旧桩基承载力，可良好服务于旧城改造和建筑物改扩建的施工。

附图说明

图1是本实用新型实施例中旧桩下接桩结构示意图。

图2是本实用新型实施例中旧桩下接桩施工工序示意图之一，其中图（a）为造上桩孔和下桩孔引孔，图（b）为造下桩孔，图（c）为下桩孔成型，图（d）为吊放下桩钢筋笼，图（e）为下桩钢筋笼展开。

图3是本实用新型实施例中旧桩下接桩施工工序示意图之二，其中图（f）为浇筑下桩混凝土，图（g）为吊放上桩钢筋笼，图（h）为浇筑上桩混凝土，图（i）为修复承台。

图4是本实用新型实施例中笼内气囊和边气囊未充气状态示意图。

图5是本实用新型实施例中笼内气囊和边气囊充气膨胀状态示意图。

图6中（a）、（b）、（c）是本实用新型实施例中矩形承台下针对旧桩下接桩基本结构一的施工成型图。

图7中（a）是本实用新型实施例中多边形承台下针对旧桩下接桩基本结构二的施工成型图。

图8中（a）、（b）、（c）是本实用新型实施例中方形承台下针对旧桩下接桩基本结构三的施工成型图。

附图中标号为：1为承台，2为旧桩，3为下桩孔，4为下桩，5为主筋，6为上桩孔，7为上桩，8为笼内气囊，9为边气囊，10为通气管，11为尼龙搭扣，12为旋喷管，13为起吊钢丝绳，14为活动倒钩，15为限位短筋，16为绑丝，17为引孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述：

如图1~图5所示，一种旧桩下接桩结构，包括承台1和旧桩2，所述承台1截面为矩形、方形或多边形的一种，承台1下布设所述旧桩2，旧桩2桩底开设有下桩孔3，所述下桩孔3截面为圆形、对称扇形或椭圆形的一种，下桩孔3截面轮廓大于旧桩2外缘最小包络轮廓。

所述下桩孔3内布设有下桩4，相应的，下桩4截面与下桩孔3截面相同，也为圆形、对称扇形或椭圆形的一种，每根所述下桩4与同一承台1下的2~4根旧桩2相对应，即一根下桩4可支撑两根、三根或四根旧桩2。

本实施例中，所述下桩4为钢筋笼浇筑混凝土制成的桩结构，所述钢筋笼包括主筋5和箍筋，所述箍筋为柔性钢丝线材制成的绳结构，具体的，箍筋可为细钢丝绳，采用细钢丝绳来代替传统的细钢筋，进而钢筋笼可沿其径向收缩或扩展。

所述下桩4与所述旧桩2之间存在重叠，下桩4与旧桩2之间的重叠高度为H1，H1范围为0.5m~1.0m。

所述旧桩2一侧平行开设有上桩孔6，所述上桩孔6截面轮廓小于下桩孔3截面轮廓，上桩孔6内布设有上桩7，所述上桩7为灌注桩、预制桩或素桩的一种，上桩7与所述下桩4之间存在重叠，上桩7与所述下桩4之间的重叠高度为H2，H2范围为0.5m~1.0m。

所述上桩7伸至所述承台1、且与承台1搭接，所述承台1、下桩4、上桩7和旧桩2浇筑为一体。

旧桩下接桩结构以如下三种结构为基本结构：

基本结构一：所述下桩4与两根所述旧桩2相对应，两个所述旧桩2之间布设所述下桩4，所述上桩7位于下桩4中心位置，所述下桩4截面为对称扇形或椭圆形或圆形。

基本结构二：所述下桩4与三根所述旧桩2相对应，所述上桩7位于下桩4中心位置，所述下桩4截面为圆形。

基本结构三：所述下桩4与四根所述旧桩2相对应，四根所述旧桩2两两一组，同一组中的两根旧桩2之间布设所述下桩4，所述上桩7位于下桩4中心位置，所述下桩4截面为椭圆形或对称扇形；

或四根所述旧桩2之间布设所述下桩4，所述上桩7位于下桩4中心位置，下桩4截面为圆形。

采用上述的旧桩下接桩结构，以一根下桩4上接同一承台1下的两根旧桩2的情形为例进行施工，施工步骤如下：

步骤1：收集桩信息，桩信息包括旧桩2和上桩7以及下桩4的桩型、桩数、桩位、桩径、桩长，接桩位置、钢筋笼参数，以及旧桩2质量、承台1参数等；

收集工程地质信息，工程地质信息包括岩性及其工程地质性质指标、地下水情况等。

步骤2：确定旋喷设备类型、旋喷方式和施工参数。

所述旋喷设备类型为单管、双重管、三重管或多重管旋喷；

所述旋喷方式为摆喷和旋喷，旋喷设备功能和旋喷方式决定下桩孔3的截面，摆喷可造出对称扇形的下桩孔3，旋喷可造出椭圆形或圆形的下桩孔3；

所述施工参数为水与空气射流压力、转速等。

步骤3：制作上桩7和下桩4钢筋笼，上桩7钢筋笼的制作方法为常规方法，此处不再赘述。

下桩4钢筋笼制作时需去掉架立筋，箍筋改用细钢丝绳代替传统的细钢筋，其他同常规方法，下桩4钢筋笼制作完成后，由于采用细钢丝绳，进而未对钢筋笼径向进行限制，钢筋笼可径向收缩或扩展、其直径和形状可变。

在下桩4钢筋笼内侧竖向间隔设置至少两层未充气环形笼内气囊8，每层笼内气囊8的数量为一个，笼内气囊8数量根据下桩4钢筋笼长度而定，笼内气囊8与下桩4钢筋笼可拆卸连接。

具体的，所述下桩4钢筋笼内侧环向绑扎有多根活动倒钩14，所述活动倒钩14一端向下弯折，所述笼内气囊8置于多根所述活动倒钩14下方、受到活动倒钩14限制；所述下桩4钢筋笼上还绑扎有多根限位短筋15，每根所述限位短筋15与活动倒钩14对应、且位于活动倒钩14上方。

所述下桩4钢筋笼外侧、与笼内气囊8相对应的位置处设置未充气的环形边气囊9，边气囊9和笼内气囊8均为环形圈状，边气囊9截面小于笼内气囊8截面，所述边气囊9与下桩4钢筋笼绑扎，具体的采用绑丝16进行绑扎，绑扎时绑丝16绕成环形围设在边气囊9外缘、且留有一定余量，以备边气囊9膨胀扩大所需。

笼内气囊8与边气囊9安放在下桩4钢筋笼的指定位置后，笼内气囊8与边气囊9连接各自的通气管10，多层笼内气囊8可分别用通气管10单独连通，或将位于下桩4钢筋笼最上层的笼内气囊8单独连接一根通气管10，其余笼内气囊8共用一根通气管10；多个边气囊9共用一根通气管10连通。

而后将下桩4钢筋笼沿径向紧密化，即将钢筋笼向内收缩，再采用尼龙搭扣11对下桩4钢筋笼进行捆绑。

步骤4：承台1开孔、加固：如有承台1，则需在承台1上开孔，必要时，对承台1进行加固，以防下桩孔3施工时承台1下陷；如无承台1或已清除承台1，也需根据安全需要对该范围进行必要的加固，人与重物远离，并设置安全警示线。

步骤5：造上桩孔6和下桩孔3的引孔17：采用常规钻进技术造出上桩孔6和下桩孔3的引孔17，下桩孔3的引孔17直径可以和上桩孔6直径不一致、但不大于上桩孔6直径。

上桩孔6截面为圆形、其直径范围为300~600mm，若上桩7采用预制桩，则上桩孔6应小于上桩7设计截面尺寸。

步骤6：造下桩孔3：采用高压旋喷切削成孔技术，从旧桩2底向上0.5m~1.0m的高度开始、运用旋喷管12造下桩孔3，旋喷管12顺着下桩孔3的引孔17缓慢下行，同时喷射出高压水力射流或高压水力与空气射流，切削破坏土体，经高压水气冲击下来的土成为水性的稀泥浆，并顺着上桩孔6溢出地表进入泥浆池中，成孔后清除孔底沉渣。

步骤7：吊放下桩4钢筋笼：通过起吊钢丝绳13将处于捆绑紧置状态的下桩4钢筋笼通过上桩孔6吊放至下桩孔3内；

由于上桩孔6小、下桩孔3大，故需将下桩4钢筋笼紧缩成小捆状，以便于从上桩孔6进入下桩孔3内。

步骤8：下桩4钢筋笼的展开与定位：向多层笼内气囊8内充气、其逐渐增大，随着笼内气囊8逐渐增大，活动倒钩14不断偏转，直至受到限位短筋15的限制后不再偏转，此时笼内气囊8受到活动倒钩14的限制使其位置固定。

随着笼内气囊8逐渐增大，尼龙搭扣11解绑，下桩4钢筋笼径向向外展开，当下桩4钢筋笼展开较充分时再向边气囊9内充气至饱满成型；当笼内气囊8、钢筋笼、边气囊9和与下桩孔3壁相互制约达到平衡时，钢筋笼的水平定位成功，同时边气囊9也辅助下桩4钢筋笼使其在下桩孔3内处于居中状态，此时下桩4钢筋笼截面轮廓与下桩孔3截面轮廓相适配。

步骤9：浇筑下桩4混凝土：通过混凝土导管17往下桩孔3内浇筑混凝土，当混凝土面接近位于最下层的笼内气囊8时，卸除起吊钢丝绳13，释放最下层笼内气囊8内的气体，必要时接真空泵排除其中全部气体，气囊收缩变瘪下坠，脱离活动倒钩14的控制，通过缓拉通气管10将最下层笼内气囊8提离至地表，同时保留其余层笼内气囊8内的气体不释放；

继续浇筑混凝土至接近下一层笼内气囊8，将其放气后并提离至地表，如此往复，直至将多层笼内气囊8全部提离至地表，而后释放边气囊9中气体，往边气囊9内充填水泥浆，再继续浇筑混凝土至上桩孔6底并振捣密实。

步骤10：吊放上桩7钢筋笼：将上桩7钢筋笼吊放到上桩孔6中，上桩7钢筋笼下端要求插入到下桩孔3口一定深度、与下桩4钢筋笼在高程上形成一定的重叠，通常重叠0.5m~1.0m；再浇筑上桩7桩身混凝土，即按常规方法和要求浇灌混凝土，并振捣密实。

相对于下桩4，上桩7是一种小尺寸状，其可以为灌注钢筋混凝土桩，也可以为钢筋混凝土预制桩或其它预制桩；预制桩的施工应满足相应的规范要求；

若上桩孔6直径较小，则上桩7可以是不配制钢筋的现浇混凝土素桩，下桩4与上桩7的钢筋笼虽是两个尺寸，但应有符合规范的一定量的重叠搭接。

步骤11：修复承台1：等上桩7混凝土达到要求的强度，凿去上桩7顶部的浮浆固化体，清理上桩7钢筋笼外露段，并与承台1钢筋连接，浇筑混凝土成型，完成承台1修复。

如果原承台1被清除，则根据新设计承台1要求进行承台1施工。

如图6~图8所示，针对上述旧桩下接桩的三种基本结构、其施工形式如下：

针对基本结构一的施工：以矩形承台1下布设两根旧桩2为例，采用单根下桩4支撑两根旧桩2施工，即两根旧桩2下方对应一根下桩4，一根下桩4对应一根上桩7，下桩4截面轮廓包裹两根旧桩2，采用摆喷切削成孔技术施工，造出下桩4截面为对称扇形，如图6（a）所示；或采用周期变压旋喷切削成孔技术施工，造出下桩4截面为椭圆形，如图6（b）所示；也可采用等压旋喷切削成孔技术施工，造出下桩4截面为圆形，如图6（c）所示。

针对基本结构二的施工：以多边形承台1下布设三根旧桩2为例，采用单根下桩4支撑三根旧桩2施工，即三根旧桩2下方对应一根下桩4，一根下桩4对应一根上桩7，下桩4截面轮廓包裹三根旧桩2，采用等压旋喷切削成孔技术施工，造出下桩4截面为圆形，如图7（a）所示。

针对基本结构三的施工：以方形承台1下布设四根旧桩2为例，可采用单根下桩4支撑四根旧桩2施工，即可将四根旧桩2两两分组，采用单根下桩4支撑两根旧桩2形式，布设两根下桩4，每根下桩4对应一根上桩7，采用摆喷切削成孔技术施工，造出下桩4截面为对称扇形，如图8（a）所示；或采用周期变压旋喷切削成孔技术施工，造出下桩4截面为椭圆形，如图8（b）所示；

也可将四根旧桩2看为一整体，仅采用单根下桩4支撑四根旧桩2，单根下桩4对应一根上桩7，采用等压旋喷切削成孔技术施工，造出下桩4截面为圆形，如图8（c）所示。

如若同一承台1下布设五根旧桩2，可按照上述三种基本形式进行组合施工：可将五根旧桩2分为两根一组、三根一组，两根一组可参照基本结构一的施工，三根一组可参照基本结构二的施工。

如若同一承台1下布设六根旧桩2，可按照上述三种基本形式进行组合施工：可将六根旧桩2分为两根一组、共三组，或分为三根一组、共两组，两根一组可参照基本结构一的施工，三根一组可参照基本结构二的施工。

如若同一承台1下布设七、八、九根甚至更多根旧桩2，均可按照上述三种基本形式进行组合施工。

需要说明的是：1.等压旋喷切削成孔中的等压指的是水、气射流压力固定，这样可以生成圆形截面；周期变压旋喷切削成孔是指沿圆周，水、气射流压力是周期性变化的，这样可以生成椭圆形截面。

2.一根下桩4若对应五根或更多数量的旧桩2，则需要下桩4直径大，下桩2直径大易造成桩孔不稳定可能性大，所以控制一根下桩4对应不多于四根旧桩2为宜。

3.下桩4的截面尺寸取决于其支撑的旧桩2数、旧桩下接桩的承载力设计要求和对旧桩2的支撑安全要求，其截面至少应覆盖旧桩2外缘最小包络轮廓。

4.下桩4钢筋笼在展开后，其截面轮廓不仅仅为圆形，其根据下桩孔3截面轮廓展开为与其匹配的相应形状，例如下桩孔3为对称扇形，下桩4钢筋笼展开后其轮廓围设成对称扇形，又如下桩孔3截面为椭圆形，下桩4钢筋笼展开后其轮廓围设成椭圆形；

5.如若笼内气囊8无法提离至地表，则采用如边气囊9施工方式，通过通气管10向笼内气囊8内充填水泥浆，使之与下桩4浇筑为一体。

6.上桩孔6可以是钻造的桩孔；如若同一承台1下群桩多、桩间距小，在群桩间布设的这个上桩孔6也可以是旧桩2拔除所留下的桩孔，也即本下接桩结构可以和旧桩2拔除结合起来使用，这种结合方式不仅可节省费用，还可避免因桩距小而无法布置合适的新孔所带来的不便，也避免了同承台1下群桩一一拔除所引起的工程与环境问题。

旧桩下接桩结构是利用旧桩2或旧桩2群改造、下接，形成的一种新型桩或桩群的结构，所形成的桩称之为旧桩下接桩，其具有如下优势：

1．节省费用：拔桩费用高，拔桩后又要在原位再造桩，又存在一个费用，而旧桩2下接仅一次费用，可节省施工费用。

2．不扰动地基土：旧桩2拔除所形成的空间截面大于原桩，对地基土破坏较大，尤其群桩，一个承台1下的基桩多、间距小，旧桩2全部拔除无疑会对地基土产生强烈扰动，对该区域新桩承载力影响很大，而旧桩2下接避免了此问题。

3．避免了拔桩条件不足的问题：套钻拔桩要求桩周有较大土体区域，对于群桩更是如此，同承台1下的旧桩2间距小，拔桩条件难具备，放宽条件则会引起地质灾害或增加辅助手段引起的费用，有时仅个别桩具备条件，但难保证同承台1下全部基桩都能满足条件。

旧桩2下接桩结构仅是在基桩群中钻孔，孔间距可以较大，孔径适应性好，不存在钻孔条件不具备问题，也规避了拔桩条件不足的问题。

4．可以和拔桩结合起来：可以将上桩孔6设计在一根旧桩2位上，拔除这根旧桩2后就成上桩孔6，这样拓宽了上桩孔6的截面尺寸，便设计较大直径的上桩7，拓宽旧桩2下接的应用条件。

5.可以和新桩结合起来：有的工程，在完全利用旧桩2改造成旧桩下接桩的情况下，也不能完全满足工程要求，或者只有部分旧桩2具有改造价值或具有改造的必要，这时可以将一些合适位置上的旧桩2改造成旧桩下接桩，同时施工一些新桩，新桩和旧桩下接桩联合起来，构成该工程的最优桩基组合形式，实现其工程价值的最大化。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (4)

1.一种旧桩下接桩结构，包括承台（1）和旧桩（2），其特征在于，所述承台（1）截面为方形、矩形或多边形的一种，承台（1）下布设所述旧桩（2），旧桩（2）桩底开设有下桩孔（3），所述下桩孔（3）截面为对称扇形、椭圆形或圆形的一种，下桩孔（3）截面轮廓大于旧桩（2）外缘最小包络轮廓；

所述下桩孔（3）内布设有下桩（4），所述下桩（4）与同一承台（1）下的2~4根旧桩（2）相对应，下桩（4）为钢筋笼浇筑混凝土制成的桩结构，所述钢筋笼包括主筋（5）和箍筋，所述箍筋为柔性钢丝线材制成的绳结构，下桩（4）与所述旧桩（2）之间存在重叠高度H1，H1范围为0.5m~1.0m；

所述旧桩（2）一侧平行开设有上桩孔（6），所述上桩孔（6）截面为圆形，上桩孔（6）截面轮廓小于下桩孔（3）截面轮廓，上桩孔（6）内布设有上桩（7），所述上桩（7）为灌注桩、预制桩或素桩的一种，上桩（7）与所述下桩（4）之间存在重叠高度H2，H2范围为0.5m~1.0m，所述承台（1）、下桩（4）、上桩（7）和旧桩（2）浇筑为一体。

2.根据权利要求1所述的一种旧桩下接桩结构，其特征在于，所述下桩（4）与两根所述旧桩（2）相对应，两个所述旧桩（2）之间布设所述下桩（4），所述上桩（7）位于下桩（4）中心位置，所述下桩（4）截面为对称扇形、椭圆形或圆形的一种。

3.根据权利要求1所述的一种旧桩下接桩结构，其特征在于，所述下桩（4）与三根所述旧桩（2）相对应，所述上桩（7）位于下桩（4）中心位置，所述下桩（4）截面为圆形。

4.根据权利要求1所述的一种旧桩下接桩结构，其特征在于，所述下桩（4）与四根所述旧桩（2）相对应，四根所述旧桩（2）两两一组，同一组中的两根旧桩（2）之间布设所述下桩（4），所述上桩（7）位于下桩（4）中心位置，所述下桩（4）截面为椭圆形或对称扇形；

四根所述旧桩（2）之间布设所述下桩（4），下桩（4）截面为圆形。

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