新型複合樁(地)基礎及使用方法
2023-06-11 06:27:46 2
專利名稱：新型複合樁(地)基礎及使用方法
技術領域：
本發明涉及一種新型複合樁(地)基礎。
技術背景
我國軟土地基類別多，分布廣，這種天然地基往往不能滿足建築物對地基的要求。 近些年來，隨著地基處理技術和複合地基理論的發展，複合地基技術在各地得到廣泛應用， 如多層建築及高層建築的基礎及橋梁、路提、大面積堆場、機場、高等級公路、鐵路的基礎寸。
複合地基技術又稱人工地基技術，是指通過地基處理，使天然地基加固區的土體 性質得到增強或被置換，或在天然地基中設置加筋材料。加固區由天然地基土體和增強體 兩部分組成，複合地基的增強體方向不同，複合地基性狀不同，可分豎向增強體複合地基和 水平向增強體複合地基兩種。目前，常用的豎向增強體複合地基的處理方法是在地基處， 垂直向地層內鑽出一個比較深的孔，然後向孔內灌入水泥混凝土或生石灰、砂石等。如此施 工，難度較大，施工工期長，造價高，對環境會產生汙染，尤其是城市橋梁的施工，要實施大 量管線的遷移，不僅工程量大，且長時間地嚴重地影響交通。發明內容
本發明的目的在於，克服常用樁基和常用豎向增強體複合地基處理方法存在的缺 點，提供一種增強效果好，操作簡便快捷，能顯著降低施工成本的新型複合樁(地)基礎及 使用方法。
本發明是這樣實現的
新型複合樁(地)基礎主要由傳力管1、注漿管3、錐尖體6、水泥混凝土輸送泵2 和封漿蓋8組成。傳力管1的下端插接著錐尖體6 ；注漿管3位於傳力管1內；注漿管3下 端之外壁與傳力管1內壁之間設有密封圈4 ；水泥混凝土輸送泵2位於注漿管3上端水泥 混凝土進料的接口處，封漿蓋8安裝在傳力管1上端。
所說傳力管1，為電焊接管或無縫鋼管、鑄鋼管、FRP管、塑料管等，直徑為Φ 100 300mm，壁厚為3. 5 12. 0mm。其圓管壁上分布著多個注壓孔7，呈梅花型排列，注壓孔7為 橢圓形或矩形、圓形。注壓孔7處安裝有封堵蓋，當下管時，該封堵蓋可以防止管外的泥石 等進入管內，當由管內向管外注出水泥砼時，該封堵蓋被衝開。傳力管1下部設有隔離板5， 其作用與封堵蓋相似。
所說錐尖體6，其中、下部錐尖部分，由2-6個對稱的瓣形片組合而成。瓣形片的上 端連接在錐尖體6上；錐尖體6的上端為環形插頭9，該環形插頭9與傳力管1的下端管口 處呈插入連接；錐尖體6的外露直徑比傳力管外直徑大3 30mm。
所說封漿蓋8，由內套11和外套10組成，內套為短垂直管，其下端固定有環形圈， 內套11套裝在傳力管1上端；外套10為環形盤，搭在內套11上。
所說水泥混凝土輸送泵2，其壓力為3 16MPa。
本發明的操作工藝和使用方法是
1、根據建築工程的需要和現場的土質情況，確定傳力管1的材質、長度、直徑、壁厚。
2、在傳力管1的壁上開出多個注壓孔8，在孔位處安裝有封堵蓋。傳力管1的下部 裝有隔離板5 ；傳力管1的下端與錐尖體6插入連接，即錐尖體6上端的環形插頭9插入傳 力管1的下端管口處。
3、用靜壓機將傳力管1垂直壓入地層的地基深處。由於傳力管1的下端為錐尖形， 其外露直徑比傳力管外直徑大3 30mm，故傳力管1可較容易地進入地基深處；由於傳力 管1下部有隔離板，注壓孔8處有封堵蓋，使傳力管1插入地層時，周圍的水、泥石等進不到 傳力管1內。
4、安裝封漿蓋8，其由內套10、外套11組成，該封漿蓋8的作用是防止注入地層的 水泥混凝土從地面冒出，以保證地表處地基的加強效果。
5、將下端有密封圈4的注漿管3插入傳力管1的下部。
6、水泥混凝土輸送泵2以3 16MPa向注漿管3內注入水泥混凝土。該水泥混凝 土為可以自密水泥混凝土，水泥混凝土的坍落度為8 30cm。
隨之自密水泥混凝土在壓力作用下把傳力管1下部的隔離板衝破並將錐尖體6的 瓣形片衝開，在壓力的作用下水泥混凝土將傳力管1下端及周圍的土體擠密、壓實。
7、根據《XXX工程地勘報告》提供的地質資料，確定提起注漿管3的高度，使注漿管 3的密封圈4與傳力管1底部之間形成密封空間。
8、繼續注入水泥混凝土，高壓狀態的水泥混凝土，將該密封空間周圍之傳力管1 上的注壓孔7的封堵蓋衝開，水泥混凝土衝出注壓孔7並將該區間的傳力管1周圍的土層 擠密、壓實。
9.再次提起注漿管3至適當高度，繼續上述6的操作，…如此重複，直至注漿管3 升至傳力管1的頂部。
至此，便形成了一個以傳力管1為中心的較大範圍的複合地基加固區——單顆 樁基石出。
10.移動傳力管1的地面位置，重複上述3 8的步驟，如此多個單顆樁基礎布設 形成群樁基礎——形成了更大範圍的複合地基加固區。
混凝土凝結後，在有密度的土質中形成不規則的樁體，其與土基之間密實的結合 成一體；且形成的不規則的樁體大幅度提高了與土基的磨擦力和樁體的承載力。又因為土 基本身的密度和承載力不同，依靠相同壓力把土基擠密、壓實，必然形成樁體的極不規則， 而局部土基的承載力實現了相對均衡。
本發明之地基加固技術，加固後地基承載力顯著提高、操作簡便、工效高、施工期 短，大大降低了建築工程施工的成本。
圖1.本發明實施例的整體結構示意圖2.傳力管下端與維尖體的連接示意圖3.封漿蓋的結構示意圖；4
圖4..施工後的強化地基狀態圖。
具體實施方式
下面結合附圖敘述一個實施例，對本發明做進一步說明。
實施例1 對一座20層樓房地基的強化處理
圖1顯示複合樁(地)基礎之實施例的整體結構
主要由傳力管1、注漿管3、錐尖體6、水泥混凝土輸送泵2和封漿蓋8組成。根據建 築工程的需要和土質情況，確定傳力管1為焊管，長度6m米、直徑為Φ200πιπι，壁厚為8mm。 其圓管壁上分布著多個注壓孔7，注壓孔7為矩形短邊30mm，長邊40mm，孔與孔之間的距離 為25cm。傳力管1外壁上設置0.3mm的塑料封堵蓋。傳力管1下部設有塑料隔離板5，板 厚0.3mm。傳力管1的下端管口處插入錐尖體6，該錐尖體的中、下部系由三個對稱的瓣形 片組合而成，瓣形片的上端連接在錐尖體6上；錐尖體6的上部為環形插頭9，錐尖體6通 過環形插頭9與傳力管1的下端插入連接。注漿管3位於傳力管1內；注漿管3下端與傳 力管1之間設有密封圈4。封漿蓋8套裝在傳力管1的上端。
水泥混凝土輸送泵2位於注漿管3上端水泥混凝土進料的接口處。
本實施例的操作工藝和使用方法是
1、根據建築工程的需要和現場的土質情況，確定傳力管1的材質、長度、直徑、壁厚。
2、在傳力管1的壁上開出多個注壓孔8，在孔位處安裝有封堵蓋。傳力管1的下部 裝有隔離板5 ；隔離板5下方的傳力管1的下端與錐尖體6插入連接，即錐尖體6上端的環 形插頭9插入傳力管1的下端管口處。
3、用靜壓機將傳力管1垂直壓入地層的地基深處。
4、將封漿蓋8，套裝到傳力管1上端處。
5、將下端有密封圈4的注漿管3插入傳力管1的下部。
6、通過水泥混凝土輸送泵2，以3 16MPa向注漿管3內注入水泥混凝土。該水泥 混凝土為自密水泥混凝土，水泥混凝土的坍落度為8 30cm。
7、根據《XXX工程地勘報告》提供的地質資料，確定提起注漿管3的高度，使注漿管 3的密封圈4與傳力管1底部之間形成密封空間。
8、繼續注入水泥混凝土，高壓狀態的水泥混凝土。
9.再次提起注漿管3至適當高度，繼續上述6的操作，…如此重複，直至注漿管3 升至傳力管1的頂部。
至此，便形成了一個以傳力管1為中心的較大範圍的複合地基加固區——單顆 樁基石出。
10.移動傳力管1的地面位置，重複上述3 8的步驟，如此多個單顆樁基礎布設 形成群樁基礎——形成了更大範圍的複合地基加固區。
圖2顯示傳力管1的下端與錐尖體6連接的結構。錐尖體6的中下部由對稱的3 個瓣狀片組合而成，瓣狀片的上端固定成的錐形面之間夾角為60° ；錐尖體6的上端為環 形插頭9，通過該插頭與傳力管1下端管口連接成一體。位於該環形插頭上方的傳力管1內 設有塑料隔離板5。
圖3顯示封漿蓋8的結構。該封漿蓋8由內套10和外套11組成，內套10為短垂 直管，其下端焊接著一個環形圈。使用時，內套10套裝在傳力管1上端；外套為環形盤，由 鑄鋼或鑄鐵鑄造而成，其重量為1 5t，使用時將其套裝在內套10上。
圖4顯示本實施例施工後的強化地基狀態。傳力管1掩埋在地基強化區內，發揮 著強化地基的作用；增強體12提高了與土基的磨擦力，增加了地基的承載力。
實施例2 某城市主幹道道口為十字道路，幹道為雙向六車道，主幹道路淨寬^m， 綠化帶寬均為3m，輔道寬為7m，依據現有路口狀況，設計縱向或橫向立交橋一座，立交橋淨 高要求4. 5m雙向四車道，荷載公路-I級。
依據上述情況，故設計主跨為30m，立柱座落在順向綠化帶的位置，橋跨徑構成為 10+5X 18+3X30+5X 18+10m。本橋總體設計有2個橋臺，12個橋墩。
管線勘察部門提供的《XXX立交橋工程範圍管線勘察報告》，表明在十字道路地面 下縱橫交錯有各類管線。
地質勘察部門提供的《XXX立交橋工程地質勘察報告》，證實地面至25米的地層， 至上而下分別為，黃土、粉質粘土、中砂、粘土。其中黃土層厚度7. 5米；粉質粘土層厚6. 7 米；中砂土層厚5. 5米；粘土層厚度5. 3米，地下水位在地面以下8m左右。
根據《XX立交橋工程地質勘察報告》和上部荷載計算基礎所需的強度(應力和 沉降)，經計算傳力管1選擇Φ 160mm鑄鋼管，壁厚取5mm。傳力管1的下端插接著4瓣式 錐尖體6 ；在傳力管1的圓管壁上分布著多個注壓孔7，呈梅花狀排列，注壓孔7為橢圓形， 短軸40mm，長軸80mm，孔與孔之間的距離為30cm。傳力管1外壁上設置0. Imm的鋼質封堵 蓋。傳力管1下部設有塑料隔離板5，板厚0.4mm。注漿管3採用Φ IOOmm的無縫鋼管，壁 厚為4mm ；密封圈4採用Φ 134mm、高度為IOOmm的高分子聚合物橡膠，注漿管3和密封圈4 固結相連；水泥混凝土輸送泵2有3套，壓力為lOMpa，向注漿管3內注入自密水泥混凝土， 水泥混凝土的坍落度為沈 ^cm。
其中橋臺需8根長9米傳力管1，橋墩需要10根長12米和15米傳力管1，其中12 米長的傳力管1共80根，15米長的傳力管1共40根，9米的傳力管1共16根。當在水泥 混凝土輸送泵2壓力達.IOMpa時，停止注漿。傳力管1內的每次提升注漿管為3米。
實施方式
1、放線測量定位，確定傳力管1位置。
2、靜壓機就位，將傳力管1裝置垂直壓入地層深處；安裝封漿蓋。
3、安裝注漿管3及密封圈4。
4、水泥混凝土輸送泵2就位，當在水泥混凝土輸送泵2壓力達IOMpa時，停止注 漿。
5、提升有密封圈4注漿管3。
6、再次通過水泥混凝土輸送泵2注漿，…直至注漿管3升至傳力管1的頂部。
7、移動水泥混凝土輸送泵2至另一根傳力管1裝置，重複2 6步驟。
這樣就完成橋墩的複合樁(地)基礎的施工。
本實施例的有益效果XXX立交工程新型複合樁基的施工，不但省去了常規樁基 施工需要的地下管線遷移工作及避免了常規樁基施工的對環境的汙染，更解決了常規複合 地基承載力不高和沉降量大的弊端，具有施工快速、便捷、操作簡單，大大節省了工程造價。
權利要求
1.新型複合樁(地)基礎，其特徵在於由傳力管(1)、注漿管(3)、錐尖體(6)、水泥混 凝土輸送泵( 和封漿蓋(8)組成；傳力管(1)的圓管壁上分布著多個注壓孔(7)，注壓孔 (7)上安裝封堵蓋；傳力管⑴下部設有隔離板(5)，傳力管⑴的下端插接著錐尖體(6)； 注漿管C3)位於傳力管(1)內；注漿管C3)下端之外壁與傳力管(1)內壁之間設有密封圈 (4)；水泥混凝土輸送泵( 位於注漿管( 上端之水泥混凝土進料接口處；封漿蓋(8)套 裝在傳力管(1)上端。
2.根據權利要求1所述複合樁(地)基礎，其特徵在於所說傳力管(1)為電焊鋼管 或無縫鋼管、鑄鋼管、FRP管、塑料管。
3.根據權利要求1所述複合樁(地)基礎，其特徵在於所說注壓孔(7)為橢圓形或 矩形、圓形，並呈梅花型排列。
4.根據權利要求1所述複合樁(地)基礎，所說錐尖體(6)的中、下部為錐尖部分，由 2 6個對稱的瓣形片組合而成，瓣形片的上端連接在錐尖體(6)上；錐尖體(6)的上部為 環形插頭(9)，錐尖體(6)通過環形插頭(9)與傳力管(1)的下端為插入連接。
5.根據權利要求4所述複合樁(地)基礎，其特徵在於所說錐尖體(6)上端之外露 直徑比傳力管(1)外直徑大3 30mm。
6.根據權利要求1所述複合樁(地)基礎，其特徵在於所說水泥混凝土輸送泵(2)， 其壓力為3 16MPa。
7.根據權利要求1複合樁(地)基礎，其特徵在於封漿蓋(8)由內套(10)、外套(11) 組成，內套(10)為下端固定有環形圈的短垂直管，內套(10)套裝在傳力管(1)上端；外套 (11)為環形盤，搭在內套(10)上。
8.新型複合樁(地)基礎的使用方法，其特徵在於，依下述步驟進行1)根據建築工程的需要和現場的土質情況，確定傳力管(1)的材質、長度、直徑、壁厚；2)在傳力管(1)的壁上開出多個注壓孔(7)，呈梅花型布置，在注壓孔(7)處安裝封堵蓋；傳力管(1)的下部設有隔離板(5)；將錐尖體(6)上端的環形插頭(9)插入傳力管(1)的下端管口處；3)用靜壓機將傳力管(1)垂直壓入地層的地基深處，隨後將封漿蓋(8)安裝在傳力管 (1)上端之地面處；4)將下端外壁上設有密封圈的注漿管( 插入傳力管(1)下部；5)通過水泥混凝土輸送泵O)，以3 16MPa向注漿管(3)內注入水泥混凝土；6)根據《XXX工程地勘報告》提供的地質資料，確定提起注漿管(3)的高度；7)繼續注入水泥混凝土；8)再次提起注漿管(3)的高度，繼續上述(6)的操作，…如此重複，直至注漿管(3)升 至傳力管(1)的頂部，形成單顆樁基礎；9)在此位置近旁，重複上述1) 7)的步驟，如此多個單顆樁基礎布設形成群樁基礎。
9.根據權利要求9複合樁(地)基礎的使用方法，其特徵在於 之水泥混凝土為自 密水泥混凝土，水泥混凝土的坍落度為8 30cm。
全文摘要
本發明公開了一種新型複合樁(地)基礎及使用方法，傳力管的圓管壁上分布著多個注壓孔，呈梅花型布置；注漿管位於傳力管內；注漿管下端之外壁與傳力管內壁之間設有密封圈；水泥混凝土輸送泵位於注漿管上端之水泥混凝土進料接口處；傳力管上端套裝著封漿蓋；傳力管下部設有隔離板；隔離板的下部傳力管埠處插有錐尖體；錐尖體上端外露直徑比傳力管外直徑稍大。施工時，根據建築工程的需要和土質情況，確定傳力管的材質、長度、直徑、壁厚及注漿管提升高度，最終形成一個以傳力管為中心的較大範圍的複合地基加固區，即單顆樁基礎。多個單顆樁基礎布設成群樁基礎。本發明之地基加固技術，加固後地基承載力顯著提高，且操作簡便、工效高、施工工期短，大大降低了建築工程施工的成本。
文檔編號E02D5/46GK102041814SQ20101062192
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者萬水, 李來賓, 郭紅軍 申請人:郭紅軍