一種適用於軟土地基的樁基結構及樁基施工方法與流程
2023-06-01 21:41:41 2
本發明涉及一種地基結構，特別是涉及一種適用於軟土地基的樁基結構及樁基施工方法。
背景技術：
隨著，海上風力發電技術的不斷發展，單樁基礎的設計及施工技術也愈加成熟，但仍存在一些問題。位於深厚軟土層上的單樁基礎存在水平變位大，樁長過長，工程量較大等問題，並可能在施工過程中出現滑樁、溜樁等現象。為了有效解決上述問題，本發明公開了一種適用於軟土地基的樁基結構及其施工方法，用於增加軟土層的水平承載力和軸向承載力，並提高單樁基礎的抗扭能力。
技術實現要素：
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種承載能力更強的適用於軟土地基的樁基結構。
為實現上述目的，本發明提供一種適用於軟土地基的樁基結構，包括沿上下方向延伸的主承載樁、沿內外方向延伸的連接筋板、以及沿上下方向延伸的輔助管，所述連接筋板的內端與主承載樁固接，所述連接筋板的外端與輔助管固接。
進一步地，所述輔助管的側壁上設有與輔助管的內孔相通的側灌漿孔。
進一步地，所述輔助管有多個，且全部輔助管沿主承載樁周向均勻分布。
進一步地，所述連接筋板的內端的長度大於連接筋板的外端的長度。
進一步地，所述連接筋板呈梯形結構。
進一步地，所述主承載樁呈管狀結構。
進一步地，所述主承載樁的上端高於輔助管的上端。
如上所述，本發明涉及的適用於軟土地基的樁基結構，具有以下有益效果：
本發明中適用於軟土地基的樁基結構在使用時，利用安裝在主承載樁上的連接筋板，有效增加了其與軟土層的接觸面積，從而有效增強了本發明中適用於軟土地基的樁基結構的承載力，特別是水平承載力和抗扭能力。同時，本發明中適用於軟土地基的樁基結構在使用時，不僅利用其輔助管有效增加了其與軟土層的接觸面積，從而增強了本發明中適用於軟土地基的樁基結構的承載力；且還可通過其輔助管向軟土層中灌注加固漿料，從而增強該處軟土層的強度，並進一步增強本發明中適用於軟土地基的樁基結構的承載力。
本發明的另一個目的在於提供一種便於實施的樁基施工方法。
為實現上述目的，本發明提供一種採用所述適用於軟土地基的樁基結構的樁基施工方法，包括如下步驟：
s1、製作所述適用於軟土地基的樁基結構；
s2、將所述適用於軟土地基的樁基結構打入軟土層中；
s3、通過輔助管向軟土層中灌注加固漿料。
進一步地，所述步驟s2中在將所述適用於軟土地基的樁基結構打入軟土層中的設定位置後，需保持所述輔助管的上端高於軟土層的表面。
進一步地，所述加固漿料為水泥漿或混凝土漿料。
如上所述，本發明涉及的樁基施工方法，具有以下有益效果：
本發明中的樁基施工方法，採用了上述適用於軟土地基的樁基結構，並基於其連接筋板及輔助管有效增強了本發明建造的樁基的承載力。同時，本發明中的樁基施工方法，還通過輔助管向軟土層中灌注加固漿料，從而有效增強了本發明建造的樁基所處軟土層的強度，並增強了該處軟土層與樁基間的相互作用，使得樁基在軟土層中更穩固，進而使得本發明建造出的樁基的承載力更強。另外，本發明中樁基施工方法，步驟簡單，便於實施。
附圖說明
圖1為本發明中適用於軟土地基的樁基結構的正視圖。
圖2為本發明中適用於軟土地基的樁基結構的俯視圖。
元件標號說明
1主承載樁
2連接筋板
3輔助管
具體實施方式
以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
須知，本說明書附圖所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容所能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等用語，亦僅為便於敘述明了，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的範疇。
本發明實施例中：如圖1所示，將主承載樁1的高度方向定義為上下方向；如圖2所示，將主承載樁1的中心至外緣方向定義為內外方向。
如圖1和圖2所示，本發明提供一種適用於軟土地基的樁基結構，包括沿上下方向延伸的主承載樁1、沿內外方向延伸的連接筋板2、以及沿上下方向延伸的輔助管3，連接筋板2的內端與主承載樁1固接，連接筋板2的外端與輔助管3固接。本發明中適用於軟土地基的樁基結構在使用時，利用安裝在主承載樁1上的連接筋板2，有效增加了其與軟土層的接觸面積，從而有效增強了本發明中適用於軟土地基的樁基結構的承載力，特別是水平承載力和抗扭能力。同時，本發明中適用於軟土地基的樁基結構在使用時，不僅利用其輔助管3有效增加了其與軟土層的接觸面積，從而增強了本發明中適用於軟土地基的樁基結構的承載力；且還可通過其輔助管3向軟土層中灌注加固漿料，從而增強該處軟土層的強度，並進一步增強本發明中適用於軟土地基的樁基結構的承載力。
同時，如圖1和圖2所示，本發明還提供一種採用所述適用於軟土地基的樁基結構的樁基施工方法，包括如下步驟：
s1、製作所述適用於軟土地基的樁基結構；
s2、將所述適用於軟土地基的樁基結構打入軟土層中；
s3、通過輔助管3向軟土層中灌注加固漿料。
本發明中的樁基施工方法，採用了上述適用於軟土地基的樁基結構，並基於其連接筋板2及輔助管3有效增強了本發明建造的樁基的承載力。同時，本發明中的樁基施工方法，還通過輔助管3向軟土層中灌注加固漿料，從而有效增強了本發明建造的樁基所處軟土層的強度，並增強了該處軟土層與樁基間的相互作用，使得樁基在軟土層中更穩固，進而使得本發明建造出的樁基的承載力更強。另外，本發明中樁基施工方法，步驟簡單，便於實施。
本發明中所述承載力包括水平承載力、豎向承載力及抗扭能力。
本實施例中輔助管3的側壁上設有與輔助管3的內孔相通的多個側灌漿孔，且全部側灌漿孔沿輔助管3高度方向上間隔分布。在上述步驟s3中，注入輔助管3中的加固漿料通過側灌漿孔流入輔助管3的側壁處的軟土層中，從而有效增強該處軟土層的強度，並增強該處軟土層與輔助管3及樁基間的相互作用，進而提高本發明建造出的樁基的承載力。
如圖1和圖2所示，本實施例中輔助管3有多個，且全部輔助管3沿主承載樁1周向均勻分布；連接筋板2的數量與輔助管3的數量相同，且全部連接筋板2沿主承載樁1周向均勻分布。由於本實施例中全部輔助管3沿主承載樁1周向均勻分布，從而在上述步驟s3中，分別通過全部輔助管3向主承載樁1周圍軟土層中灌注加固漿料後，不僅能增強主承載樁1周圍的軟土層的強度，並能使主承載樁1周圍的軟土層強度保持一致，進而保證本發明建造的樁基所受軟土層施加的限制作用力均勻，避免樁基在使用過程中出現傾斜等。
上述輔助管3及連接筋板2的具體數量可根據軟土層的強度情況確定。如圖2所示，本實施例中連接筋板2的具體數量為4個，且輔助管3的具體數量為4個。
如圖1所示，連接筋板2的內端的長度大於連接筋板2的外端的長度。且如圖1所示，本實施例中連接筋板2呈直角梯形結構，以保證本實施例中適用於軟土地基的樁基結構的整體強度較高。
如圖1和圖2所示，本實施例中主承載樁1呈管狀結構，且主承載樁1由鋼管制成，以方便本發明中適用於軟土地基的樁基結構的加工，即方便了上述步驟s1的實施。同時，本實施例中輔助管3為空心管，且輔助管3也鋼管制成。且輔助管3的直徑小於主承載樁1的直徑。
上述步驟s2中在將所述適用於軟土地基的樁基結構打入軟土層中的設定位置後，需保持所述輔助管3的上端高於軟土層的表面，以便於後續步驟s3中從輔助管3的上端向輔助管3的內孔中灌注加固漿料。
本實施例中適用於軟土地基的樁基結構主要用於海上風力發電。上述軟土層指位於海邊或海洋中的軟土層。本發明中適用於軟土地基的樁基結構在使用時，將風力發電機等安裝在主承載樁1的上端。同時，如圖1所示，本實施例中主承載樁1的上端高於輔助管3的上端，以保證適用於軟土地基的樁基結構安裝到位後，其主承載樁1的上端高於軟土層的表面。
本實施例中所採用的加固漿料為水泥漿。即在本實施例的步驟s3中，向輔助管3中灌注水泥漿。在其它實施例中，加固漿料可採用混凝土漿料或其它具有加固效果的漿料。
本實施例在上述步驟s3中，需先清除輔助管3中的軟土，再將水泥漿注入輔助管3中，水泥漿通過輔助管3的內孔、以及側灌漿孔流入軟土層中，待水泥漿達到設定硬化指標即可，從而增強該處軟土層的強度。
如圖1和圖2所示，本實施例中適用於軟土地基的樁基結構僅包括一根主承載樁1，該適用於軟土地基的樁基結構是一種單樁基礎結構。
本實施例中連接筋板2的具體尺寸大小可根據軟土層的厚度確定。本實施例中輔助管3的長度與連接筋板2外端的長度基本一致。同時，輔助管3與主承載樁1的距離不宜太遠，以方便上述步驟s2中、將所述適用於軟土地基的樁基結構打入軟土層中。
本實施例中適用於軟土地基的樁基結構適用性好，適用於絕大部分海上軟土地基，易於施工。本實施例中樁基施工方法操作性高。在上述步驟s2中，由於軟土層的質地較軟，只需利用相應的打樁設備作用於主承載樁1、並使主承載樁1打入軟土層中的設定位置，就能將連接筋板2及輔助管3一同打入軟土層中的設定位置，不再需要額外的打樁設備單獨作用於連接筋板2及輔助管3。同時，在連接筋板2及輔助管3隨主承載樁1一同打入軟土層中後，連接筋板2及輔助管3與軟土層相接觸，有效增加了本適用於軟土地基的樁基結構與軟土層的接觸面積。在上述步驟s1中，需先通過地質勘察確定軟土層的厚度，並以此為確定所需連接筋板2和輔助管3的尺寸、以及後續步驟s2中連接筋板2及輔助管3打入軟土層的深度。
綜上所述，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。