CN216379490U - 一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，包括两个套筒和桩体，两个所述套筒之间和桩体与套筒之间均设置有挤扩装置；所述挤扩装置包括连接于套筒和桩体上的卡箍，两个所述卡箍之间设置有分支连杆，所述分支连杆的内部设置有转轴。该适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，通过挤扩装置在扩张过程中可以挤密压实周围土体，使土体的性质得以改善；通过挤扩装置将上部传来的竖向荷载通过扩张传递给周围土层，并将支盘段的负摩阻力转变为正摩阻力，起到既分层承载又逐级卸载的作用；通过挤扩装置使桩径多级扩大，不仅可以增大桩体的承力面积，而且能够阻止桩体周围土体的进一步下沉，达到了桩体保护效果好的优点。

Description

一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩

技术领域

本实用新型涉及桩体工程技术领域，具体为一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩。

背景技术

桩体负摩阻力是指桩周土由于自重固结、湿陷、地面荷载作用等原因而产生大于桩的沉降所引起的对桩表面的向下摩阻力，桩体因负摩阻力而受损的事故多发，严重影响上部结构的正常使用，中国的黄土主要分布于北部和西北部，黄土湿陷引起的负摩阻力问题突出，负摩阻力的产生和发展受诸多因素影响，选择合理的治理措施对于地基的长期安全非常重要。

桩体因负摩阻力而受损的事故多发，严重影响上部结构的正常使用，一旦黄土发生湿陷，地基失效引起桩侧摩阻力增大导致桩体失效而造成的经济及安全问题不容忽视，因此，找到优化桩侧负摩阻力的设计和施工方法，对推动我国西北地区的工程建设具有重大意义，国内外相关学者提出了许多治理桩体负摩阻力的方法，例如：换填法、强夯法、挤密桩法、套管桩法等，但这些方法存在着难以找到合适充足的换填材料、造价高、时效短、使桩体承载力降低的缺点，在实用性方面存在一些不足，故而提出一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩来解决上述中所提出的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，具备桩体保护效果好等优点，解决了桩体承载力降低，导致桩体的保护效果较差的问题。

为实现上述桩体保护效果好的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，包括两个套筒和桩体，两个所述套筒之间和桩体与套筒之间均设置有挤扩装置；

所述挤扩装置包括连接于套筒和桩体上的卡箍，两个所述卡箍之间设置有分支连杆，所述分支连杆的内部设置有转轴。

进一步，所述套筒为空心的圆柱体，所述桩体远离套筒的一端为锥体。

进一步，所述卡箍与套筒和桩体的连接方式均为通过定位螺栓固定连接。

进一步，所述分支连杆与套筒的连接方式为通过转轴销活动连接，所述转轴销的另一端与卡箍活动连接。

进一步，所述分支连杆与转轴的连接方式为固定连接。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，具备以下有益效果：

1、该适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，通过利用桩体受到的负摩阻力，在负摩阻力的带动下挤扩装置完成自扩，具备自适应能力强的优点；通过挤扩装置在扩张过程中可以挤密压实周围土体，使土体的性质得以改善；通过挤扩装置将上部传来的竖向荷载通过扩张传递给周围土层，并将支盘段的负摩阻力转变为正摩阻力，起到既分层承载又逐级卸载的作用；通过挤扩装置使桩径多级扩大，不仅可以增大桩体的承力面积，而且能够阻止桩体周围土体的进一步下沉，达到了桩体保护效果好的优点。

2、该适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，通过将挤扩装置稍作改动，还能与边坡加固、深基坑加固等岩土锚固工程结合使用，将套筒改为钢筒，将钢筒固定于边坡加固时使用的锚固结构，将挤扩装置进行小型化改造，可以实现在锚固段设置扩大盘，从而大幅增加软弱岩土中锚固体的抗拔力，应用前景极广，解决了桩体承载力降低，导致桩体的保护效果较差的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型挤扩装置的结构原理图；

图3为本实用新型挤扩装置的结构侧视图；

图4为本实用新型挤扩装置的结构俯视图。

图中：1套筒、2桩体、3挤扩装置、31卡箍、32分支连杆、33转轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，包括两个套筒1和桩体2，套筒1为空心的圆柱体，桩体2远离套筒1的一端为锥体，两个套筒1之间和桩体2与套筒1之间均设置有挤扩装置3；挤扩装置3包括连接于套筒1和桩体2上的卡箍31，卡箍31与套筒1和桩体2的连接方式均为通过定位螺栓固定连接，两个卡箍31之间设置有分支连杆32，分支连杆32与套筒3的连接方式为通过转轴销活动连接，转轴销的另一端与卡箍31活动连接，分支连杆32的内部设置有转轴33，分支连杆32与转轴33的连接方式为固定连接，通过利用桩体2受到的负摩阻力，在负摩阻力的带动下挤扩装置3完成自扩，具备自适应能力强的优点；通过挤扩装置3在扩张过程中可以挤密压实周围土体，使土体的性质得以改善；通过挤扩装置3将上部传来的竖向荷载通过扩张传递给周围土层，并将支盘段的负摩阻力转变为正摩阻力，起到既分层承载又逐级卸载的作用；通过挤扩装置3使桩径多级扩大，不仅可以增大桩体1的承力面积，而且能够阻止桩体1周围土体的进一步下沉，达到了桩体保护效果好的优点。

需要说明的是，该套筒2的直径及长度根据桩体1的直径、长度、中性点位置确定，该分支连杆32的长度依据套筒2的尺寸确定。

上述实施例的有益效果为：

该适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，通过利用桩体2受到的负摩阻力，在负摩阻力的带动下挤扩装置3完成自扩，具备自适应能力强的优点；通过挤扩装置3在扩张过程中可以挤密压实周围土体，使土体的性质得以改善；通过挤扩装置3将上部传来的竖向荷载通过扩张传递给周围土层，并将支盘段的负摩阻力转变为正摩阻力，起到既分层承载又逐级卸载的作用；挤扩装置3使桩径多级扩大，不仅可以增大桩体1的承力面积，而且能够阻止桩体1周围土体的进一步下沉，达到了桩体保护效果好的优点。

该适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，通过将挤扩装置3稍作改动，还能与边坡加固、深基坑加固等岩土锚固工程结合使用，将套筒1改为钢筒，将钢筒固定于边坡加固时使用的锚固结构，将挤扩装置3进行小型化改造，可以实现在锚固段设置扩大盘，从而大幅增加软弱岩土中锚固体的抗拔力，应用前景极广，解决了桩体承载力降低，导致桩体的保护效果较差的问题。

实施方案：

根据地勘报告，初步了解该场地负摩阻力发生机理，同时，根据相关规范或者经验拟定基桩中性点位；在拟定中性点位以上部位设置该装置，主要包括转轴支座和定位螺栓与桩体的相互关系；平整场地，桩机就位，将安装挤扩装置的桩尖对准桩位；利用桩机和桩模自重，把桩尖竖直压入地基中；启动振动机，将模型桩振动沉入土中至设计深度；若桩侧上部存在良好土层，则可选择采用直接略大于桩的冲孔工艺。

该装置挤扩后形成的各支盘的承力具有一定的顺序及时间效应，不同深度处的支盘起到分层承载并逐级卸载的作用，其受力机制是非常科学的，在工程设计中，支盘宜设在高承载力、低压缩性、层厚较大的稳定土层中。

对该挤扩装置进行设计时，个数的设计从单个到多个依次递增，直到消除负摩阻力为止。

单桩极限承载力可按照土体的物理参数与承载力之间的经验关系确定，一般认为，支盘的设置会影响桩侧摩阻力的发挥，因此计算承载力时可通过折减桩侧摩阻力来降低支盘的影响，通常会对支盘附近的土层厚度予以一定折减。

挤扩装置对土体应力的影响范围约为挤扩装置扩开宽度的2倍-3倍；挤扩装置扩张形成的塑性区范围的大小在竖直和水平方向上基本相等；与普通直桩相比，带挤扩装置的桩周土体沉降量较少，单桩承载力明显提高。

本实施例在使用时，挤扩装置3在套筒2的带动作用下逐渐扩张形成支盘，形成的支盘会占用土体原来的空间，使得周围土体受到挤压并向四周排开，因而周围土体受到扰动，其应力状态发生改变，挤扩装置3扩张使得支盘周围的土体颗粒重新排列，随着扩张阻力的增大，紧邻支盘的土体发生急剧变形，支盘周围土体产生挤密侧移，一定范围土体中的水分来不及排出，该范围内土体短时间内相当于受到不排水剪切而“不可压缩”，土体中产生较高的超孔隙水压力，由于挤扩作用导致的孔隙水压力急剧增大会使得临近土体因不排水剪切而破坏，对于挤扩装置3，其内部的分支连杆32之间的空隙将会形成孔隙水的排水通道，因而随着时间推移，孔隙水压力消散较快，使周围土体破坏较小或不被破坏，体现为一方面提高了单桩的承载力，另一方面减少了周围土体的差异沉降。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，包括两个套筒(1)和桩体(2)，其特征在于：两个所述套筒(1)之间和桩体(2)与套筒(1)之间均设置有挤扩装置(3)；

所述挤扩装置(3)包括连接于套筒(1)和桩体(2)上的卡箍(31)，两个所述卡箍(31)之间设置有分支连杆(32)，所述分支连杆(32)的内部设置有转轴(33)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，其特征在于：所述套筒(1)为空心的圆柱体，所述桩体(2)远离套筒(1)的一端为锥体。

3.根据权利要求1所述的一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，其特征在于：所述卡箍(31)与套筒(1)和桩体(2)的连接方式均为通过定位螺栓固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，其特征在于：所述分支连杆(32)与套筒(1)的连接方式为通过转轴销活动连接，所述转轴销的另一端与卡箍(31)活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于湿陷性黄土地区的梅花型刚柔组合桩，其特征在于：所述分支连杆(32)与转轴(33)的连接方式为固定连接。

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