WO2021103209A1 - 一种复合扩盘桩施工方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种复合扩盘桩施工方法,包括在预设位置处实施喷射搅拌形成复合固结体(403,404,503,504),所述预设位置包括桩体结构的预设盘位处,和/或桩体结构的桩端位置;按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,当所述预先设计的桩体结构包括盘体(402,502)时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形;对所述桩孔进行清孔,吊放钢筋笼并下放混凝土灌注导管至所述桩孔,在灌注混凝土的同时上提所述灌注导管,所述混凝土硬化后,在所述桩孔内成为桩身(401,501),在所述盘腔处成为盘体(402,502)。这样,该复合扩盘桩施工方法能够完全杜绝钻孔过程中的盘腔处孔壁塌孔的问题,且盘体(402,502)与复合固结体的组合结构能够大幅度提高桩基的承载力,显著减小桩基沉降,降低桩基造价,缩短施工工期。

Description

一种复合扩盘桩施工方法及设备 技术领域
本发明涉及土木工程领域钻孔灌注桩施工技术,尤其涉及一种复合扩盘桩施工方法及设备。
背景技术
钻孔灌注桩因其施工方便、成本低廉等优点,被广泛应用在土木工程施工领域中。为了提高常规钻孔灌注桩的桩基承载力,土木工程实践过程中出现了扩盘/支盘桩工艺和桩底、桩周压力注浆工艺等工艺。然而,以上工艺在实际应用中均存在较大的先天性缺陷,支盘桩工艺存在成孔完毕后再支盘的工序增加和盘腔处容易塌孔问题,注浆工艺存在注浆结果不可控问题,从而影响工程质量。
可见,现有技术中,虽然能初步解决短桩情况下提高桩基承载力的问题,但仍存在施工不够简便以及不能杜绝盘腔塌孔的问题。
技术问题
可见,现有技术中,虽然能初步解决短桩情况下提高桩基承载力的问题,但仍存在施工不够简便以及不能杜绝盘腔塌孔的问题。
问题的解决方案
技术解决方案
有鉴于此,本发明提出一种复合扩盘桩施工方法及设备,以解决上述技术问题。
首先,为实现上述目的,本发明提出一种复合扩盘桩施工方法,所述复合扩盘桩施工方法包括如下步骤:
施工场地平整,桩位测量放线定位;
根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌形成复合固结体,其中,所述喷射搅拌包括预设压力的喷浆搅拌或者喷粉搅拌,所述预设位置包括所述桩体结构的预设盘位处,和/或所述桩体结构的桩端位置;
在所述复合固结体达到预定强度后,进行桩位复测,然后按照预先设计的桩体 结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形;
再对所述桩孔进行清孔,吊放钢筋笼并下放混凝土灌注导管至所述桩孔,在灌注混凝土的同时上提所述灌注导管,使所述桩孔和/或所述盘腔内充盈混凝土,所述混凝土硬化后,在所述桩孔内成为桩身,在所述盘腔处成为盘体。
可选地,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体和/或桩端的单桩结构,所述根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌形成复合固结体,包括:
若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,在每一预设盘位处实施喷射搅拌,形成至少一个盘位复合固结体,其中,每一盘位复合固结体与一盘体位置相对应;
和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,在桩端的预设标高处实施喷射搅拌,形成桩端复合固结体。
可选地,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体和/或桩端的多桩结构,所述根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固结体,包括:
在预设盘位处实施喷射搅拌,形成与同标高的至少部分盘体对应的盘位复合固结体连通的盘位通联复合固结体;
和/或,在桩端的预设标高处实施喷射搅拌,形成与同标高的至少部分桩端复合固结体连通的桩端通联复合固结体。
可选地,所述按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形,包括:
若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设的盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进至设计深度并终孔,终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔以及至少一个盘位复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位复合固结体内;
或者,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,所述钻机成孔钻进所述桩端复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体;
或者,若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体以及桩端的单桩结构,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设的盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成全部盘腔成形后,所述钻机继续成孔钻进所述桩端复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔、至少一个盘位复合固结体以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位复合固结体内。
可选地,所述按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形,包括:
若所述预先设计的桩体结构为包括盘体的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成该单桩的全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进至设计深度并终孔,全部单桩终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔以及至少一个盘位通联复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位通联复合固结体内;
或者,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进该单桩的桩端通联复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔以及分布在所述桩孔端部的桩端通联复合固结体;
或者,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体以及桩端的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成该单桩的全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进该单桩的桩端通联复合固结体内预设深度并终孔,全部单桩终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔、至少一个盘位通联复合固结体以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体,其中, 每一盘腔分别嵌于其对应的盘位通联复合固结体内。
可选地,若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,每一盘位复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用一次成形方式时,所述盘位复合固结体为直径不小于其所对应的盘体直径的单一喷射搅拌柱体,终孔后所述盘位复合固结体包裹所述桩孔,当采用多次成形方式时,所述盘位复合固结体为环绕所述桩孔的中心轴的喷射搅拌柱体组合,所述喷射搅拌柱体组合包括多个独立且相互咬合的喷射搅拌柱体,所述喷射搅拌柱体组合的外径不小于其所对应的的盘体的直径,终孔后所述盘位复合固结体环绕且包裹所述桩孔;
和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,所述桩端复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用一次成形时,所述桩端复合固结体为单一的喷射搅拌柱体,当采用多次成形时,所述桩端复合固结体为喷射搅拌柱体组合,所述喷射搅拌柱体组合包括独立且相互咬合的喷射搅拌柱体。
可选地,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体的多桩结构,每一盘位通联复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用多次成形方式时,所述盘位通联复合固结体包括同标高且相互连通的多个盘位复合固结体,其中,每个盘位复合固结体单独成形;
和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的多桩结构,每一桩端通联复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用多次成形方式时,所述桩端通联复合固结体包括同标高且相互连通的多个桩端通联复合固结体,其中,每个桩端通联复合固结体单独成形。
可选地,所述盘腔环绕所述桩孔外侧且与所述桩孔同轴,所述盘腔为与所述桩孔连通为一体的、连续或者间断的环锥形腔体和/或环锥柱形腔体;
成桩后,所述盘体嵌于其对应的盘位复合固结体内的上部区域并与该盘位复合固结体为竖向同轴关系。
可选地,所述喷射搅拌包括按预设压力在喷射介质的同时对土体进行充分搅拌,所述喷射介质包括预设浆液介质或者预设粉末介质,所述喷射搅拌的工艺包 括高压旋喷在内的加压喷射的工艺;
所述用钻机进行桩孔的施工方式包括泥浆护壁成孔方式和/或非泥浆护壁成孔方式;
所述盘腔成形的方式包括旋切、旋扩、挤压中的至少一种。
进一步地,为实现上述目的,本发明还提供一种复合扩盘桩施工设备,所述复合扩盘桩施工装置包括喷射搅拌装置、钻机以及盘腔成形装置;
所述喷射搅拌装置,用于根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固结体;
所述钻机用于在所述复合固结体达到预定强度后,按预先设计的桩体结构进行桩孔的施工;
所述盘腔成形器,用于当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形。
发明的有益效果
有益效果
相较于现有技术,本发明所提出的复合扩盘桩施工方法施工场地平整,桩位测量放线定位;根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固结体,其中,所述预设位置包括所述桩体结构的预设盘位处,和/或所述桩体结构的桩端位置;在所述复合固结体达到预定强度后,进行桩位复测,然后按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形;再对所述桩孔进行清孔,吊放钢筋笼并下放混凝土灌注导管至所述桩孔,在灌注混凝土的同时上提所述灌注导管,使所述桩孔和/或所述盘腔内充盈混凝土,所述混凝土硬化后,在所述桩孔内成为桩身,在所述盘腔处成为盘体。这样,本发明提供的复合扩盘桩施工方法在进行桩孔施工之前在预设盘位处和/或桩端位置实施喷射搅拌,能够完全杜绝钻孔过程中的盘腔处孔壁塌孔的问题,且盘体与复合固结体的组合结构能够极大幅度提高桩基的承载力,显著减小桩基沉降,降低桩基造价,缩短施工工期。
对附图的简要说明
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种复合扩盘桩施工设备的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种钻孔旋切一体机示意图;
图3是本发明实施例提供的复合扩盘桩施工方法的流程示意图;
图4是本发明实施例提供的一种单桩结构的示意图;
图5是本发明实施例提供的一种多桩结构的示意图;
图6是本发明实施例提供的一种多次成形方式的复合固结体的界面示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
发明实施例
本发明的实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,图1是本发明实施例提供的一种复合扩盘桩施工设备的结构示意图,如图1所示,复合扩盘桩施工设备100包括喷射搅拌装置10、钻机20以及盘腔成形器30。
所述喷射搅拌装置10用于实施喷射搅拌形成复合固结体。所述喷射搅拌包括预设压力的喷浆搅拌或者预设压力的喷粉搅拌。所述喷射搅拌包括按预设压力在喷射介质的同时对土体进行充分搅拌,所述喷射介质包括预设浆液介质或者预设粉末介质。
所述钻机20用于在所述复合固结体达到预定强度后,按预先设计的桩体结构进行桩孔的施工,所述钻机20可以包括回转钻机、旋挖钻机、长螺旋钻机中的一种或者多种,所述钻机20的类型可以根据实际施工场地条件和需要进行选择。
所述盘腔成形器30用于在所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形,所述盘腔成形器30可以为单一设备,也可以为成套设备,所述盘腔成形器30进行盘腔成形的方式可以为旋切、旋扩、挤压中的一种或多种,盘腔成形的方式可以由所述盘腔成形器30的类型决定,所述盘腔成形器30的类型可以根据实际施工场地条件和需要进行选择。
本发明一些实施例中,所述钻机20和所述盘腔成形器30可以为一个整体,例如可以为同时具备钻孔和盘腔成形功能的设备,如图2所示的钻孔旋切一体机。
需要说明的时,所述复合扩盘施工设备100不限于包括上述设备,还可以包括其他设备,本发明实施例对此不作具体限定。以下结合上述的复合扩盘桩施工设备100的结构示意图,对本发明提供的复合扩盘桩施工方法进行详细描述。
请参阅图3,图3是本发明实施例提供的一种复合扩盘桩施工方法的流程示意图,如图3所示,所述复合扩盘桩施工方法包括以下步骤:
步骤301、施工场地平整,桩位测量放线定位。
该步骤中,桩位测量放线定位,确定预先设计的桩体的坐标位置。
步骤302、根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固结体,其中,所述喷射搅拌包括预设压力的喷浆搅拌或者喷粉搅拌,所述预设位置包括所述桩体结构的预设盘位处,和/或所述桩体结构的桩端位置。
进行测量定位,确定桩体的坐标位置后,根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固结体。所述喷射搅拌包括预设压力的喷浆搅拌或者喷粉搅拌,所述预设位置为所述桩体结构中预先设置的需要实施喷射搅拌的位置,例如所述桩体结构的预设盘位处,和/或所述桩体结构的桩端位置。
所述喷射搅拌可采用专利设备或改造现有通用设备;所述喷射搅拌包括高压旋喷在内的加压喷射工艺,所述喷射搅拌可以采用旋转喷射、定向喷射、摆动喷射方式中的一种或者多种,可以采用单管法或多管法进行喷射,或采用其他专用设备。
喷射介质包括预设浆液介质或者预设粉末介质,所述预设浆液介质为处于浆液状态的介质,包括但不限于以下材料:水、压缩气体、水泥、水泥添加剂、掺和剂、其他介质材料;所述预设粉末介质为处于粉末状态的介质,包括但不限于以下材料:水泥、水泥添加剂、固化剂、速凝剂、其他介质材料。喷射搅拌的作业点、喷射介质中各材料的配置比例、喷射量、喷射压力、喷射半径和范围、喷射咬合叠加率、喷射装置提升/下降速度和旋转速度可以均为预先设置的,也可以根据实际施工条件确定,例如根据土体的实际物理性能而确定。本发明对喷射搅拌的喷射方式、材料等施工细节不作具体限定,只要喷射的实际结 果达到复合固结体的预设要求即可。
预先设计的桩体结构可以为单桩结构,也可以为多桩结构,所述桩体结构可以包括盘体,也可以包括桩端,还可以包括盘体以及桩端。
当所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构时,在所述单桩结构的每一预设盘位处实施喷射搅拌,形成至少一个盘位复合固结体,其中,每一盘位复合固结体与一盘体位置相对应。可以理解的是,一个单桩结构可以包括一个或者多个盘体,相应地,所述盘位复合固结体的数量与所述盘体的数量相同,每一盘位复合固结体与一盘体位置相对应。每一盘位复合固结体的施工工艺、尺寸(例如盘位复合固结体的半径和厚度等)可以根据预先设计的参数进行实施,可以理解的是,对于一个包括多个盘体的单桩结构而言,所述多个盘体分别对应的盘位复合固结体的施工工艺、尺寸可以相同,也可以不相同。所述盘位复合固结体可以采用一次成形方式,也可以采用多次成形方式,本发明实施例对此不作具体限定。本发明一些实施例中,所述盘位复合固结体的尺寸可以根据其对应的盘体的尺寸确定,具体地,盘位复合固结体的直径不小于其所对应的盘体直径。
当所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构时,在桩端的预设标高处实施喷射搅拌,形成桩端复合固结体。可以理解的是,一个单桩仅包括一个桩端,当所述单桩结构包括桩端时,所述桩端复合固结体的数量为1。桩端复合固结体的施工工艺、尺寸(例如桩端复合固结体的直径和厚度)可以根据预先设计的参数进行实施。所述桩端复合固结体可以采用一次成形方式,也可以采用多次成形方式,本发明实施例对此不作具体限定。本发明一些实施例中,可以根据桩孔的尺寸确定桩端复合固结体的尺寸,具体地,所述桩端复合固结体的直径大于桩孔直径1米以上,厚度大于1米,桩端复合固结体的底面在桩孔孔底以下0.5米以上。
当所述预先设计的桩体结构为同时包括至少一个盘体以及桩端的单桩结构时,所述盘位复合固结体的施工过程可以与上述包括至少一个盘体的单桩结构情况下的盘位复合固结体施工过程相同,所述桩端复合固结体的施工过程可以与上述包括桩端的单桩结构情况下的桩端复合固结体施工过程相同,此处不再赘述 。
当所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的多桩结构时,在预设盘位处实施喷射搅拌,形成与同标高的至少部分盘体对应的盘位复合固结体连通的盘位通联复合固结体。所述同标高的至少部分盘体包括同标高的部分盘体或者包括同标高的全部盘体,即每一盘位通联复合固结体包括同标高的全部或者部分盘位通联复合固结体,所述全部或者部分盘位复合固结体相互连通。所述盘位通联复合固结体的施工工艺、尺寸(如半径和厚度等)可以根据预先设计的参数进行实施。所述盘位通联复合固结体可以采用一次成形方式,也可以采用多次成形方式,当采用一次成形时,其包括的多个盘位复合固结体联合一次成形,当采用多次成形时,其包括的多个盘位复合固结体可以分别单个一次成形或者单个多次成形,也可以进行组合后进一步进行一次成形或者多次成形,本发明实施例对此不作具体限定。本发明一些实施例中,每一盘位复合固结体的尺寸可以根据其对应的盘体的尺寸确定,具体地,盘位复合固结体的直径不小于其所对应的盘体直径。所述盘位通联复合固结体包括的盘位复合固结体的数量以及连通形式可以为预先设计。
当所述预先设计的桩体结构为包括桩端的多桩结构时,在桩端的预设标高处实施喷射搅拌,形成与同标高的至少部分桩端复合固结体连通的桩端通联复合固结体。每一桩端通联复合固结体包括同标高的全部或者部分桩端通联复合固结体,所述全部或者部分桩端复合固结体相互连通。所述桩端复合固结体的施工工艺、尺寸(如半径和厚度等)可以根据预先设计的参数进行实施。所述桩端通联复合固结体可以采用一次成形方式,也可以采用多次成形方式,当采用一次成形时,其包括的多个桩端复合固结体联合一次成形,当采用多次成形时,其包括的多个桩端复合固结体可以分别单个一次成形或者单个多次成形,也可以进行组合后进一步进行一次成形或者多次成形,本发明实施例对此不作具体限定。本发明一些实施例中,每一桩端复合固结体的尺寸可以根据其对应的桩孔的尺寸确定,具体地,桩端复合固结体的直径大于其所对应的桩孔直径1米以上,厚度大于1米,桩端复合固结体的底面在桩孔孔底以下0.5米以上。所述桩端通联复合固结体包括的桩端复合固结体的数量以及连通形式可以为预先设计。
当所述预先设计的桩体结构为同时包括盘体以及桩端的多桩结构时,所述盘位通联复合固结体的施工过程可以与上述包括盘体的多桩结构情况下的盘位通联复合固结体施工过程相同,所述桩端通联复合固结体的施工过程可以与上述包括桩端的多桩结构情况下的桩端通联复合固结体施工过程相同,此处不再赘述。
步骤303、在所述复合固结体达到预定强度后,进行桩位复测,然后按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形。
在所述复合固结体达到预定强度后,进行桩位复测,然后按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形。可以在所述复合固结体达到所述预定强度后进行桩位复测,也可以在达到所述预定强度后进行桩位复测,本发明实施例对此不做具体限定。
当所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构时,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设的盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进至设计深度并终孔,终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔以及至少一个盘位复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位复合固结体内。
当所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构时,所述钻机成孔钻进所述桩端复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体。
当所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体以及桩端的单桩结构,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设的盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成全部盘腔成形后,所述钻机继续成孔钻进所述桩端复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔、至少一个盘位复合固结体以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位复合固结体内。
当所述预先设计的桩体结构为包括盘体的多桩结构时,在所述多桩结构的每一 单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成该单桩的全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进至设计深度并终孔,全部单桩终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔以及至少一个盘位通联复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位通联复合固结体内。
当所述预先设计的桩体结构为包括桩端的多桩结构时,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进该单桩的桩端通联复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔以及分布在所述桩孔端部的桩端通联复合固结体。
当所述预先设计的桩体结构为包括盘体以及桩端的多桩结构时,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成该单桩的全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进该单桩的桩端通联复合固结体内预设深度并终孔,全部单桩终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔、至少一个盘位通联复合固结体以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位通联复合固结体内。
步骤304、对所述桩孔进行清孔,吊放钢筋笼并下放混凝土灌注导管至所述桩孔,在灌注混凝土的同时上提所述灌注导管,使所述桩孔和/或所述盘腔内充盈混凝土,所述混凝土硬化后,在所述桩孔内成为桩身,在所述盘腔处成为盘体。
对所述桩孔进行清孔,吊放钢筋笼并下放混凝土灌注导管至所述桩孔,在灌注混凝土的同时上提所述灌注导管,使所述桩孔和/或所述盘腔内充盈混凝土,所述混凝土硬化后,在所述桩孔内成为桩身,在所述盘腔处成为盘体。
举例而言,对于包括至少一个盘体和桩端的单桩结构而言,施工完成后的结构示意图如图4所示,包括桩身401、盘体402、盘位复合固结体403以及桩端复合固结体404。
对于包括盘体和桩端的多桩结构而言,施工完成后的结构示意图如图5所示,包括桩身501、盘体502、盘位通联复合固结体503以及桩端通联复合固结体504 。
本发明实施例中,在成孔之前在预设盘位处进行喷射搅拌形成盘位复合固结体,待盘位复合固结体达到预定强度后进行盘腔成形,这样,在盘腔成形时由于周围的土体为达到预定强度的复合固结体,在盘腔成形过程中能够避免出现孔壁塌孔的现象。
本实施例中,所述复合扩盘桩施工方法为施工场地平整,桩位测量放线定位;根据预先设计的桩体结构,先在预设位置处实施喷射搅拌形成复合固结体,其中,所述预设位置包括所述桩体结构的预设盘位处,和/或所述桩体结构的桩端位置;在所述复合固结体达到预定强度后,进行桩位复测,然后按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形;对所述桩孔进行清孔,吊放钢筋笼并下放混凝土灌注导管至所述桩孔,在灌注混凝土的同时上提所述灌注导管,使所述桩孔和/或所述盘腔内充盈混凝土,所述混凝土硬化后,在所述桩孔内成为桩身,在所述盘腔处成为盘体。这样,本发明提供的复合扩盘桩施工方法在进行桩孔施工之前在预设盘位处和/或桩端位置实施喷射搅拌,能够完全杜绝钻孔过程中的盘腔处孔壁塌孔的问题,且盘体与复合固结体的组合结构能够大幅度提高桩基的承载力,显著减小桩基沉降,降低桩基造价,缩短施工工期。
可选地,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体和/或桩端的单桩结构,所述根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固结体,包括:
若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,在每一预设盘位处实施喷射搅拌,形成至少一个盘位复合固结体,其中,每一盘位复合固结体与一盘体位置相对应;
和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,在桩端的预设标高处实施喷射搅拌,形成桩端复合固结体。
可选地,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体和/或桩端的多桩结构,所述根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固结体,包括:
在预设盘位处实施喷射搅拌,形成与同标高的至少部分盘体对应的盘位复合固结体连通的盘位通联复合固结体;
和/或,在桩端的预设标高处实施喷射搅拌,形成与同标高的至少部分桩端复合固结体连通的桩端通联复合固结体。
可选地,所述按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形,包括:
若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设的盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进至设计深度并终孔,终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔以及至少一个盘位复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位复合固结体内;
或者,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,所述钻机成孔钻进所述桩端复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体;
或者,若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体以及桩端的单桩结构,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设的盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成全部盘腔成形后,所述钻机继续成孔钻进所述桩端复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔、至少一个盘位复合固结体以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位复合固结体内。
可选地,所述按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形,包括:
若所述预先设计的桩体结构为包括盘体的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成该单桩的全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进至设计深度并终孔,全部单桩终孔后形成桩孔、沿所述 桩孔分布的至少一个盘腔以及至少一个盘位通联复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位通联复合固结体内;
或者,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进该单桩的桩端通联复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔以及分布在所述桩孔端部的桩端通联复合固结体;
或者,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体以及桩端的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成该单桩的全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进该单桩的桩端通联复合固结体内预设深度并终孔,全部单桩终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔、至少一个盘位通联复合固结体以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位通联复合固结体内。
可选地,若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,每一盘位复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用一次成形方式时,所述盘位复合固结体为直径不小于其所对应的盘体直径的单一喷射搅拌柱体,终孔后所述盘位复合固结体包裹所述桩孔,当采用多次成形方式时,所述盘位复合固结体为环绕所述桩孔的中心轴的喷射搅拌柱体组合,所述喷射搅拌柱体组合包括多个独立且相互咬合的喷射搅拌柱体,如图6所示,盘位复合固结体包括环绕桩孔601的中心轴的多个喷射搅拌柱体602。所述喷射搅拌柱体组合的外径不小于其所对应的的盘体的直径,终孔后所述盘位复合固结体环绕且包裹所述桩孔,每一盘腔嵌于其对应的盘位复合固结体内的上部区域,盘腔、桩孔以及盘位复合固结体处于竖向同轴关系。
和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,所述桩端复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用一次成形时,所述桩端复合固结体为单一的喷射搅拌柱体,当采用多次成形时,所述桩端复合固结体为喷射搅拌柱体组合,所述喷射搅拌柱体组合包括独立且相互咬合的喷射搅拌柱体。
可选地,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体的多桩结构,每一盘位通联复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用多次成形方式时,所述盘位通联复合固结体包括同标高且相互连通的多个盘位复合固结体,其中,每个盘位复合固结体单独成形;
和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的多桩结构,每一桩端通联复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用多次成形方式时,所述桩端通联复合固结体包括同标高且相互连通的多个桩端通联复合固结体,其中,每个桩端通联复合固结体单独成形。
可选地,所述盘腔环绕所述桩孔外侧且与所述桩孔同轴,所述盘腔为与所述桩孔连通为一体的、连续或者间断的环锥形腔体和/或环锥柱形腔体;
成桩后,所述盘体嵌于其对应的盘位复合固结体内的上部区域并与该盘位复合固结体为竖向同轴关系。
可选地,所述喷射搅拌包括按预设压力在喷射介质的同时对土体进行充分搅拌,所述喷射介质包括预设浆液介质或者预设粉末介质,所述喷射搅拌的工艺包括高压旋喷在内的加压喷射的工艺;
所述用钻机进行桩孔的施工方式包括泥浆护壁成孔方式和/或非泥浆护壁成孔方式;
所述盘腔成形的方式包括旋切、旋扩、挤压中的至少一种。
需要说明的是,在本文中,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、物品或者装置不仅包括那些要素,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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本 质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
工业实用性
相较于现有技术,本发明所提出的复合扩盘桩施工方法施工场地平整,桩位测量放线定位;根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固结体,其中,所述预设位置包括所述桩体结构的预设盘位处,和/或所述桩体结构的桩端位置;在所述复合固结体达到预定强度后,进行桩位复测,然后按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形;再对所述桩孔进行清孔,吊放钢筋笼并下放混凝土灌注导管至所述桩孔,在灌注混凝土的同时上提所述灌注导管,使所述桩孔和/或所述盘腔内充盈混凝土,所述混凝土硬化后,在所述桩孔内成为桩身,在所述盘腔处成为盘体。这样,本发明提供的复合扩盘桩施工方法在进行桩孔施工之前在预设盘位处和/或桩端位置实施喷射搅拌,能够完全杜绝钻孔过程中的盘腔处孔壁塌孔的问题,且盘体与复合固结体的组合结构能够极大幅度提高桩基的承载力,显著减小桩基沉降,降低桩基造价,缩短施工工期。因此,具有工业实用性。

Claims (10)

  1. 一种复合扩盘桩施工方法,其特征在于,所述复合扩盘桩施工方法包括如下步骤:
    施工场地平整,桩位测量放线定位;
    根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌形成复合固结体,其中,所述喷射搅拌包括预设压力的喷浆搅拌或者喷粉搅拌,所述预设位置包括所述桩体结构的预设盘位处,和/或所述桩体结构的桩端位置;
    在所述复合固结体达到预定强度后,进行桩位复测,然后按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形;
    对所述桩孔进行清孔,吊放钢筋笼并下放混凝土灌注导管至所述桩孔,在灌注混凝土的同时上提所述灌注导管,使所述桩孔和/或所述盘腔内充盈混凝土,所述混凝土硬化后,在所述桩孔内成为桩身,在所述盘腔处成为盘体。
  2. 根据权利要求1所述的复合扩盘桩施工方法,其特征在于,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体和/或桩端的单桩结构,所述根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌形成复合固结体,包括:
    若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,在每一预设盘位处实施喷射搅拌,形成至少一个盘位复合固结体,其中,每一盘位复合固结体与一盘体位置相对应;
    和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,在桩端的预设标高处实施喷射搅拌,形成桩端复合固结体。
  3. 根据权利要求1所述的复合扩盘桩施工方法,其特征在于,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体和/或桩端的多桩结构,所述根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌,形成复合固 结体,包括:
    在预设盘位处实施喷射搅拌,形成与同标高的至少部分盘体对应的盘位复合固结体连通的盘位通联复合固结体;
    和/或,在桩端的预设标高处实施喷射搅拌,形成与同标高的至少部分桩端复合固结体连通的桩端通联复合固结体。
  4. 根据权利要求2所述的复合扩盘桩施工方法,其特征在于,所述按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形,包括:
    若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设的盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进至设计深度并终孔,终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔以及至少一个盘位复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位复合固结体内;
    或者,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,所述钻机成孔钻进所述桩端复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体;
    或者,若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体以及桩端的单桩结构,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设的盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成全部盘腔成形后,所述钻机继续成孔钻进所述桩端复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔、至少一个盘位复合固结体以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位复合固结体内。
  5. 根据权利要求3所述的复合扩盘桩施工方法,其特征在于,所述按照预先设计的桩体结构用钻机进行桩孔的施工,其中,当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔 成形,包括:
    若所述预先设计的桩体结构为包括盘体的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成该单桩的全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进至设计深度并终孔,全部单桩终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔以及至少一个盘位通联复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位通联复合固结体内;
    或者,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进该单桩的桩端通联复合固结体内预设深度并终孔,终孔后形成桩孔以及分布在所述桩孔端部的桩端通联复合固结体;
    或者,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体以及桩端的多桩结构,在所述多桩结构的每一单桩位置处使用钻机成孔钻进,对于每一单桩,使用钻机依次成孔钻进,在每一预设盘体位置处使用盘腔成形器进行盘腔成形,在完成该单桩的全部盘腔成形后,所述钻机成孔钻进该单桩的桩端通联复合固结体内预设深度并终孔,全部单桩终孔后形成桩孔、沿所述桩孔分布的至少一个盘腔、至少一个盘位通联复合固结体以及分布在所述桩孔端部的桩端复合固结体,其中,每一盘腔分别嵌于其对应的盘位通联复合固结体内。
  6. 根据权利要求4所述的复合扩盘桩施工方法,其特征在于,若所述预先设计的桩体结构为包括至少一个盘体的单桩结构,每一盘位复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用一次成形方式时,所述盘位复合固结体为直径不小于其所对应的盘体直径的单一喷射搅拌柱体,终孔后所述盘位复合固结体包裹所述桩孔,当采用多次成形方式时,所述盘位复合固结体为环绕所述 桩孔的中心轴的喷射搅拌柱体组合,所述喷射搅拌柱体组合包括多个独立且相互咬合的喷射搅拌柱体,所述喷射搅拌柱体组合的外径不小于其所对应的盘体的直径,终孔后所述盘位复合固结体环绕且包裹所述桩孔;
    和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的单桩结构,所述桩端复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用一次成形时,所述桩端复合固结体为单一的喷射搅拌柱体,当采用多次成形时,所述桩端复合固结体为喷射搅拌柱体组合,所述喷射搅拌柱体组合包括独立且相互咬合的喷射搅拌柱体。
  7. 根据权利要求5所述的复合扩盘桩施工方法,其特征在于,若所述预先设计的桩体结构为包括盘体的多桩结构,每一盘位通联复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用多次成形方式时,所述盘位通联复合固结体包括同标高且相互连通的多个盘位复合固结体,其中,每个盘位复合固结体单独成形;
    和/或,若所述预先设计的桩体结构为包括桩端的多桩结构,每一桩端通联复合固结体采用一次成形或者多次成形的方式成形,当采用多次成形方式时,所述桩端通联复合固结体包括同标高且相互连通的多个桩端通联复合固结体,其中,每个桩端通联复合固结体单独成形。
  8. 根据权利要求1所述的复合扩盘桩施工方法,其特征在于,所述盘腔环绕所述桩孔外侧且与所述桩孔同轴,所述盘腔为与所述桩孔连通为一体的、连续或者间断的环锥形腔体和/或环锥柱形腔体;成桩后,所述盘体嵌于其对应的盘位复合固结体内的上部区域并与该盘位复合固结体为竖向同轴关系。
  9. 根据权利要求1所述的复合扩盘桩施工方法,其特征在于,所述喷射搅拌包括按预设压力在喷射介质的同时对土体进行充分搅拌,所述喷射介质包括预设浆液介质或者预设粉末介质,所述喷射搅拌的工艺包括高压旋喷在内的加压喷射的工艺;
    所述用钻机进行桩孔的施工方式包括泥浆护壁成孔方式和/或非泥浆护壁成孔方式;
    所述盘腔成形的方式包括旋切、旋扩、挤压中的至少一种。
  10. 一种复合扩盘桩施工设备,其特征在于,所述复合扩盘桩施工装置包括喷射搅拌装置、钻机以及盘腔成形装置;
    所述喷射搅拌装置,用于根据预先设计的桩体结构,在预设位置处实施喷射搅拌形成复合固结体;
    所述钻机用于在所述复合固结体达到预定强度后,按预先设计的桩体结构进行桩孔的施工;
    所述盘腔成形器,用于当所述预先设计的桩体结构包括盘体时,在预先设计的盘体位置进行盘腔成形。
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