一種剛性樁複合地基及其施工方法
2023-05-31 21:18:21
一種剛性樁複合地基及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種剛性樁複合地基，包括剛性樁和鋪設於剛性樁頂部的褥墊層，剛性樁包括內壁層和套設在內壁層外側的挖孔護壁層以及填充在內壁層中的填充料；內壁層為筒狀結構，包括內壁鋼筋骨架和內壁混凝土層；挖孔護壁層包括護壁鋼筋和護壁混凝土層。本發明提供的剛性樁複合地基中，剛性樁由內壁層和挖孔護壁層形成筒狀的空心薄壁結構，作為主要受壓的複合地基來說，在使用等量的材料情況下，本發明中的空心薄壁結構的直徑更大，在樁身承載力滿足要求的前提下，提高了樁側土體的側阻力，從而更進一步提高了複合地基的承載能力，且施工簡便，適應性強，節能高效。本發明還公開了一種用於建造上述剛性樁複合地基的施工方法。
【專利說明】一種剛性粧複合地基及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建築施工【技術領域】，特別涉及一種剛性樁複合地基。本發明還涉及一種用於建造上述剛性樁複合地基的施工方法。
【背景技術】
[0002]目前複合地基中所採用的樁型大體可以分為兩種:散體樁和剛性樁。其中，散體粧包括旋噴粧、砂石粧等，其應用在複合地基中，地基的承載力提聞不是很大；剛性粧包括CFG樁(CFG樁是Cement Fly-ash Gravel的縮寫,意為水泥粉煤灰碎石樁)、水泥土樁、素混凝土樁等，其特點是樁身強度高，可以滿足高承載力的要求。
[0003]但是現有的剛性樁為實心樁，而實際工作過程中，剛性樁的中心部位承受的載荷較小，因此，實心樁的材料不能充分發揮其作用，造成一定的材料浪費，並且剛性樁的樁徑都較小，不能充分利用樁側土體的側阻力，且如果場地在設計確定的持力層以上有深厚的相對承載力較低的覆蓋層，則會造成樁體長度過長，從而造成極大的浪費，且適應性較差。
[0004]綜上所述，在滿足承載力要求的前提下，如何有效節約成本，避免資源浪費，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的目的在於提供一種剛性樁複合地基，在使用等量材料的前提下，充分發揮剛性樁的承載能力，同時，增大樁側土體的側阻力，從而進一步提高複合地基的承載力。
[0006]本發明的另一目的在於提供一種用於建造上述剛性樁複合地基的施工方法。
[0007]為達到上述目的，本發明提供以下技術方案:
[0008]一種剛性樁複合地基，包括剛性樁和鋪設於所述剛性樁頂部的褥墊層，所述剛性樁包括內壁層和套設在所述內壁層外側的挖孔護壁層以及填充在所述內壁層內部的填充料；所述內壁層為筒狀結構；所述內壁層包括內壁鋼筋骨架和內壁混凝土層；所述挖孔護壁層包括護壁鋼筋和護壁混凝土層。
[0009]優選地，上述剛性樁複合地基中，所述填充料為可密實的巖土料或建築垃圾。
[0010]優選地，上述剛性樁複合地基中，所述內壁鋼筋骨架包括長度沿所述剛性樁的軸線方向延伸的多個內壁縱筋和固定約束所述內壁縱筋的內壁箍筋。
[0011]優選地，上述剛性樁複合地基中，所述內壁箍筋環繞固定於所述內壁縱筋的外側。
[0012]優選地，上述剛性樁複合地基中，所述護壁鋼筋包括長度沿所述剛性樁的軸線方向按每米一節分段延伸的護壁縱筋及固定約束所述護壁縱筋的護壁箍筋。
[0013]優選地，上述剛性樁複合地基中，所述護壁箍筋環繞於所述護壁縱筋的外側。
[0014]優選地，上述剛性樁複合地基中，所述褥墊層為碎石褥墊層。
[0015]優選地，上述剛性樁複合地基中，所述褥墊層的厚度為20cm?30cm。
[0016]本發明還提供了一種剛性樁複合地基的施工方法，包括以下步驟:
[0017]S1、人工挖孔並完成挖孔護壁層，直至設計標高或者進入持力層；
[0018]S2、在挖孔護壁層的內圈填裝內壁鋼筋骨架，並在內壁鋼筋骨架的內側支設筒形支護模板；
[0019]S3、在所述挖孔護壁層和所述筒形支護模板之間澆築內壁混凝土層，形成內壁層；
[0020]S4、待內壁層成型後，拆除筒形支護模板，之後向內壁層所圍成的空心區域內填充碎石並振搗密實，形成剛性樁；
[0021]S5、在剛性樁頂部鋪設厚度為20cm?30cm的碎石褥墊層，形成剛性樁複合地基。
[0022]優選地，在上述的剛性樁複合地基的施工方法中，所述步驟SI中的人工挖孔並形成挖孔護壁層的操作採用從上至下按每米一節分段挖孔和澆築成型的方法。
[0023]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0024]本發明提供的剛性樁複合地基中，剛性樁由內壁層和挖孔護壁層形成筒狀的空心薄壁結構，填充料填充在所述內壁層內部；內壁層由內壁鋼筋骨架和內壁混凝土層組成，挖孔護壁層由護壁鋼筋和護壁混凝土層組成。本發明中的薄壁碎石芯樁在滿足承載力要求的前提下，同等的材料可以設計成更大的直徑，由於直徑的增大，便增大了樁與樁側土體的接觸面積，從而提高了樁側土體的側阻力，有效保證了剛性樁的承載力，另一方面，通過在空心樁孔內填碎石填料，可以達到很好的排水作用，能夠一定程度上加速地基固結，從而更進一步提高了複合地基承載力。因此，本發明施工成本低，加固效果顯著，適應性強，結構簡單，施工方便，易推廣使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的方案，下面將對實施例或現有技術中描述所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發明實施例提供的一種剛性樁複合地基的結構示意圖；
[0027]圖2為本發明實施例提供的一種剛性樁複合地基的剛性樁的結構示意圖；
[0028]圖3為圖2的俯視圖。
[0029]上述圖1-圖3中，剛性樁1、挖孔護壁層11、護壁縱筋111、護壁箍筋112、護壁混凝土層113、內壁層12、內壁縱筋121、內壁箍筋122、內壁混凝土層123、褥墊層2、碎石填料3。
【具體實施方式】
[0030]本發明的核心是提供了一種剛性樁複合地基，在使用等量材料的前提下，充分發揮了剛性樁的承載力及樁側土的側阻力，有效提高了複合地基的承載力。
[0031]本發明還提供了一種用於建造上述剛性樁複合地基的施工方法。
[0032]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0033]請參考圖1-圖3，圖1為本發明實施例提供的一種剛性樁複合地基的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的一種剛性樁複合地基的剛性樁的結構示意圖；圖3為圖2的俯視圖。
[0034]本發明實施例提供了一種剛性樁複合地基，包括剛性樁I和褥墊層2，褥墊層2鋪設於剛性樁I的頂部；其中，剛性樁I包括內壁層12和挖孔護壁層11，挖孔護壁層11套設在內壁層12的外側，內壁層12為筒狀結構，即剛性樁I為空心薄壁圓柱結構；內壁層12包括內壁鋼筋骨架內壁混凝土層123，挖孔護壁層11包括護壁鋼筋及護壁混凝土層113。內壁鋼筋骨架為長度方向沿剛性樁I軸線方向延伸的多根鋼筋組成，多根鋼筋以內壁層12的軸心為圓心周向均勻分布。挖孔護壁層的縱筋為長度方向沿樁軸線方向按每米一節分段延伸。具體的鋼筋數量依據剛性樁I的大小及具體受力情況而定，本發明不做具體限定。
[0035]通過上述描述可知，本發明實施例提供的剛性複合地基的剛性樁I由內壁層12和挖孔護壁層11形成筒狀的結構，即空心薄壁結構，內壁層12由內壁鋼筋骨架和內壁混凝土層123組成，挖孔護壁層11由護壁鋼筋和護壁混凝土層113組成，本發明在充分發揮樁體承載力和樁側土側阻力的情況下，沒有造成材料的浪費，並且在使用等量的材料情況下，本發明中的空心薄壁剛性樁I可以設計成更大的直徑，由於直徑的增大，便增大了剛性樁I外圈與樁側土體的接觸面積，從而增大了樁側土體的側阻力，有效保證了剛性樁I的豎向支撐力，則剛性樁I的長度並不一定要達到設計的持力層，因此，大大節約了材料用量，有效降低了施工成本。
[0036]為了進一步優化剛性樁，本發明實施例中的剛性樁I還包括填充在由內壁層12圍成的空心區域內的碎石填料3，孔芯內的碎石填料3不僅增強了剛性樁I薄壁的穩定性和側向約束力，從而提高了剛性樁I的整體強度，還兼有排水、加速地基土固結的作用，更進一步提高了複合地基的承載力。除了採用碎石填料3之外，還可以將挖孔過程中產生的棄土回填至內壁層12的空心區域內，省去了棄土外運的成本。
[0037]為了提高剛性樁I的受力情況，本實施例中的內壁鋼筋骨架包括長度沿剛性樁I的軸線方向延伸的內壁縱筋121及固定連接內部縱筋121的內壁箍筋122。具體的內壁箍筋122可以環繞固定於內壁縱筋121的外側，多根內壁縱筋121以挖孔護壁層11的軸心為圓心周向均勻分布。多個內壁箍筋122沿剛性樁I的軸線方向均勻分布，其中內壁縱筋121和內壁箍筋122的個數依據剛性樁I的大小及具體受力情況而定，本發明不做具體限定。由於內壁鋼筋骨架由內壁縱筋121和內壁箍筋122組成，有效地避免了剛性樁I在使用過程中變形的情況，提高了剛性樁I的使用安全性，延長了剛性樁I的使用壽命。當然，內壁箍筋122也可以環繞固定於內壁縱筋121的內側。
[0038]為了進一步提高剛性樁I的受力情況，護壁鋼筋包括長度沿剛性樁I的軸線方向延伸的護壁縱筋111及固定連接護壁縱筋111的護壁箍筋112。具體的，護壁箍筋112可以環繞固定於護壁縱筋111的外側，也可以環繞於護壁縱筋111內側。護壁縱筋111和護壁箍筋112的安裝方式可以參照內壁縱筋121和內壁箍筋122的安裝方式，在此不再贅述。
[0039]對褥墊層2進行優化，本實施例中的褥墊層2為碎石褥墊層，當然褥墊層2還可以由灰土、礦渣、砂石或素混凝土等組成。為了保證褥墊層2發揮最佳的效果，本實施例中的褥墊層2的厚度為20cm?30cm。褥墊層2太厚則不能發揮剛性樁的作用，太薄則承載力過於集中在剛性樁I上，因此，採用本發明的尺寸能夠使褥墊層2發揮較好地作用，使樁與土共同承載。
[0040]本發明實施例提供了一種用於建造上述剛性樁複合地基的施工方法，包括以下步驟:
[0041 ] 步驟S1、人工挖孔，在樁孔內按每米一節分段綁紮安放護壁鋼筋並支模，然後澆築混凝土，形成護壁混凝土層113，直至設計標高或者進入持力層一定深度，完成挖孔護壁層11。
[0042]步驟S2、待挖孔護壁層11固定成型後，製作內壁鋼筋骨架，並將其下放到挖孔護壁層11的內圈，並在內壁鋼筋骨架的內側支設筒形支護模板。
[0043]步驟S3、在挖孔護壁層11和筒形支護模板之間澆築內壁混凝土層123，達到設計標高，得到內壁層12。
[0044]步驟S4、待內壁層12成型後，拆除筒形支護模板，之後向內壁層12所圍成的空心區域內填充碎石填料3並振搗密實，得到剛性樁I。
[0045]步驟S5、在剛性樁I頂部鋪設厚度為20 cm?30cm的碎石褥墊層，得到剛性樁複合地基。
[0046]本實施例中的步驟SI中的人工挖孔並形成挖孔護壁層11的操作採用從上至下按每米一節分段挖孔和澆築的方法，依次往下進行挖孔和澆築，直至達到設計標高或進入持力層一定深度為止。
[0047]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0048]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種剛性樁複合地基，包括剛性樁(I)和鋪設於所述剛性樁(I)頂部的褥墊層(2)，其特徵在於，所述剛性樁(I)包括內壁層(12)和套設在所述內壁層(12)外側的挖孔護壁層(11)以及填充在所述內壁層(12)內部的填充料(13);所述內壁層(12)為筒狀結構；所述內壁層(12)包括內壁鋼筋骨架和內壁混凝土層(123);所述挖孔護壁層(11)包括護壁鋼筋和護壁混凝土層(113)。
2.根據權利要求1所述的剛性樁複合地基，其特徵在於，所述填充料(13)為可密實的巖土料或建築垃圾。
3.根據權利要求1所述的剛性樁複合地基，其特徵在於，所述內壁鋼筋骨架包括長度沿所述剛性樁(I)的軸線方向延伸的多個內壁縱筋(121)和固定約束所述內壁縱筋(121)的內壁箍筋(122)。
4.根據權利要求3所述的剛性樁複合地基，其特徵在於，所述內壁箍筋(122)環繞固定於所述內壁縱筋(121)的外側。
5.根據權利要求1所述的剛性樁複合地基，其特徵在於，所述護壁鋼筋包括長度沿所述剛性樁(I)的軸線方向按每米一節分段延伸的護壁縱筋(111)及固定約束所述護壁縱筋(111)的護壁箍筋(112)。
6.根據權利要求5所述的剛性樁複合地基，其特徵在於，所述護壁箍筋(112)環繞固定於所述護壁縱筋(111)的外側。
7.根據權利要求1?6任一項所述的剛性樁複合地基，其特徵在於，所述褥墊層(2)為碎石褥墊層。
8.根據權利要求7所述的剛性樁複合地基，其特徵在於，所述褥墊層(2)的厚度為20cm ?30cm。
9.一種剛性樁複合地基的施工方法，用於建造如權利要求1-8任一項所述的剛性樁複合地基，其特徵在於，包括以下步驟: 51、人工挖孔並完成挖孔護壁層(11)，直至設計標高或者進入持力層； 52、在挖孔護壁層(11)的內圈填裝內壁鋼筋骨架，並在內壁鋼筋骨架的內側支設筒形支護模板； 53、在所述挖孔護壁層(11)和所述筒形支護模板之間澆築內壁混凝土層(123)，形成內壁層(12)； 54、待內壁層(12)成型後，拆除筒形支護模板，之後向內壁層(12)所圍成的空心區域內填充碎石並振搗密實，形成剛性樁(I); 55、在剛性樁(I)頂部鋪設厚度為20cm?30cm的碎石褥墊層，形成剛性樁複合地基。
10.根據權利要求9所述的剛性樁複合地基的施工方法，其特徵在於，所述步驟SI中的人工挖孔並形成挖孔護壁層的操作採用從上至下按每米一節分段挖孔和澆築成型的方法。
【文檔編號】E02D27/12GK104179166SQ201410419134
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】楊致遠, 符徵營, 劉志超, 餘超貴, 陳海東, 李可一, 康景文 申請人:中國建筑西南勘察設計研究院有限公司