塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁的製作方法

2023-10-10 06:57:04

專利名稱：塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新的水泥攪拌樁與塑料套管混凝土樁相組合的地基處理技術，特別涉及一種塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁。
背景技術：
高速公路建設事業的迅猛發展給地基處理技術的發展也注入了蓬勃的生機，增添了無限活力。我國幅員遼闊，地質條件複雜且各地差別較大，軟弱地基類別多、分布廣，對於常見的中等深厚軟土地基進行處理是巖土工程界遇到的難題之一。目前進行地基處理時常用的組合樁已經比較常見，如漿固碎石樁、剛柔組合樁等。 漿固碎石樁工藝複雜，施工過程繁瑣、施工效率不高。剛柔組合樁常見樁型是在水泥攪拌樁中內插預應力管樁，承載力較大，但是預應力管樁造價較高，對於中等深厚軟基進行處理時材料浪費較嚴重。在本實用新型之前，塑料套管混凝土樁作為一種新樁型、與振動沉管現澆混凝土樁、預製樁和水泥攪拌樁等相比具有質量易控制、施工比較簡便、加固效果好等優點，在國內幾條高速公路中大量投入使用，如專利號為ZL 200920036795. 6的名稱為塑料套管混凝土樁的中國專利、專利號為ZL 200610097347. 8，名稱為單壁螺紋塑料套管現澆混凝土樁的施工方法的中國專利。其中，而水泥攪拌樁加固軟土地基是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過機械，在地基深處就地將軟土和漿液或粉狀的固化劑進行攪拌，經攪拌後的混合物發生一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的加固體。具有施工簡便、造價低廉、加固效果好等特點。水泥攪拌樁屬於柔性樁，在實踐中經常會出現樁頭質量不好、強度低、樁長不能滿足設計要求、樁位偏差超出規範要求等問題。塑料套管混凝土樁需要在場地內集中打設，打設的同時向套管內注水以平衡外界土壓力，待全部套管打設完畢後集中抽水，澆築混凝土。可以實現樁的打設與混凝土的澆築分開進行，極大地提高了施工效率。塑料套管混凝土樁通過沉管打設放入套管，對於樁周土體有一定的擴孔作用。在一些較硬土層中，土層流動性較差，擴孔後樁周土的回擠需要時間，前期樁側摩阻力發揮不充分，特別是樁頂部分，由於混凝土的沉澱，使得上部漿液很稀， 水分較多，導致回土不徹底，甚至出現臨空面，無側向壓力和摩擦力。承載力在前期不能充分的發揮出來，這從一定程度上限制了塑料套管混凝土樁的進一步推廣。因此，需要引入一種介質在塑料套管周圍形成填充介質，在沉管拔出後能快速的回擠，與塑料套管形成較好的咬合力。並且套管在打設時，由於擠土壓力使得相鄰套管破損的情況時有發生，同樣需要管側的介質能起到保護套管的作用。而且，需要對塑料套管混凝土樁技術進行改進，加大管側與外部結構之間的咬合力，以提高其單樁承載能力，並減小相鄰樁打設對於套管的影響，加強在各種情況下的適用性。

實用新型內容本實用新型的目的就是克服上述缺陷，研究一種塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁。為了實現上述的目的，實用新型採用了以下技術方案塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁，包括水泥攪拌樁以及插在水泥攪拌樁內的塑料套管組成，塑料套管內填充混凝土，並且塑料套管內設有插筋，塑料套管端部設置預製樁尖，其特徵在於沉管靠近底部開孔，孔上設有蓋板，蓋板通過連接筋固定於沉管外側以限制蓋板的最大張開角度，孔的上方沉管的外圍設置若干平行的震動板，震動板的長度不超過蓋板距沉管外側壁的最大尺寸；塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁，所述的混凝土樁連續或者間斷設置在塑料套管外圍；塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁，所述的塑料套管的數量為一個或者一個以上。塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁的施工方法，包括以下的步驟(1)、在施工將塑料套管與預製樁尖連接，放置於場地內，備用；(2)製作水泥攪拌樁，在水泥攪拌未凝固硬化時移入樁機將與預製樁尖牢固攔截的塑料套管使用沉管內的吊鉤拉入沉管，直至預製樁尖套在沉管上，向水泥攪拌樁身中間打入塑料套管；(3)塑料套管打設的同時灌注水，平衡管側漿液的壓力，使套管保持原狀，打設至設計標高時，振動緩慢拔管；(4)重複進行第3步；(5)待全部塑料套管打設完畢後，集中抽出塑料套管中的水，並立即進行塑料套管混凝土樁的灌注，此時整個塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁即澆築完畢。本實用新型在於能充分發揮塑料套管混凝土樁管側摩阻力，加大處理範圍，提高加固效果，擴大應用範圍等優點。具體優點和效果如下採用成本較低的水泥攪拌樁與塑料套管混凝土樁組合形成新的地基處理方式，能改善塑料套管混凝土樁間距小的問題，結合兩者的優點，擴大應用範圍。用塑料套管混凝土樁作為內徑樁型可以充分利用塑料套管混凝土樁套管的打設與混凝土的澆築可以分開進行、施工速度快，效率高，成樁質量易控制等優點。

圖1——塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁打設示意圖；圖2——圖1中沉管部分的放大示意圖；圖3——圖2的俯視圖；圖4——圖2的左視圖；圖5——塑料套管拉入沉管過程示意圖；圖6——塑料套管與沉管完全結合示意圖；圖7——塑料套管與豎向連續混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁示意圖；圖8——塑料套管與豎向不連續混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁意圖；圖9——多根塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁的立體圖；圖10——塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁加筋路提系統。[0031]圖中1一水泥攪拌樁；2—塑料套管；3—套管內混凝土 ；4一預製樁尖；5—管內插筋；6—沉管；7—吊鉤；8—吊繩；9一鋼蓋板；10—鋼筋連接物；11一鋼板片。具體實施辦法圖1是塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁打設示意圖，參照圖1所示，塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁，包括水泥攪拌樁1、插在水泥攪拌樁內的塑料套管2組成、塑料套管內填充混凝土 3，並且塑料套管內設有插筋5，塑料套管端部設置預製樁尖4。圖2是沉管部分的放大示意圖、圖3是圖2的俯視圖、圖4是圖2的左視圖。參照圖2-4所示，為了保護沉管內壁的整潔，僅在靠近沉管底部位置開設帶蓋板孔洞，鋼蓋板9 採用鋼筋10固定於沉管外側，限制住其最大張開角度。孔洞上方設置若干較薄鋼板，鋼板外凸長度不超過鋼蓋板9距沉管最大尺寸。當沉管上拔過程中開啟振動錘，鋼板片11隨沉管隨機振動，對周圍土體起到破碎、對水泥攪拌樁樁身材料起攪拌作用，增大土體和水泥介質的流動性，使得管測介質能形成流動狀態，進入孔洞。填充沉管與塑料套管之間的間隙， 未凝固的漿液迅速回擠，凝固之後，與塑料套管側壁的凹凸螺紋產生較強的咬合力，能充分發揮塑料套管混凝土樁上部的樁側摩阻力。圖5是塑料套管拉入沉管過程示意圖，圖6是塑料套管與沉管完全結合示意圖，參照圖5、6所示，使用沉管6內吊鉤7將塑料套管2拉入沉管，直至預製樁尖4套在沉管6上。圖7是塑料套管與豎向連續混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁示意圖，圖8是塑料套管與豎向不連續混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁意圖。參照圖7、8所示，水泥攪拌樁樁身材料可連續也可不連續，當連續時對塑料套管混凝土樁形成外包，加大兩者之間摩擦力；當不連續時則相當於為塑料套管混凝土樁在豎向土層中設置了若干豎向承臺，通過摩擦力加大了塑料套管混凝土樁的承載力。塑料套管打設深度與水泥攪拌樁樁長不受其組合形式影響，即處理深度無需一致，可據設計需要確定各自的樁長以適應不同的地質狀況，塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁既可以作為摩擦樁受力也可以作為端承樁受力，作用範圍更廣。水泥攪拌樁樁身材料未凝固時進行塑料套管的打設，可以充分利用水泥攪拌樁身材料未凝固時具有的流動性。一方面降低了套管打設時的難度，樁穿過水泥攪拌樁身時樁身材料還處於流動狀態，打設快速、平穩、安靜；另一方面樁在打設時產生的推擠力可以被本樁的外包水泥攪拌樁和臨樁的外包水泥攪拌樁緩解、釋放，有效的減小了塑料套管被擠破的概率；同時當沉管上拔過程中，沉管底部設置鋼板能增大樁側介質流動性，通過帶蓋板孔迅速回擠，能在短時間內消除塑料套管打設時產生的擴孔效應，水泥攪拌樁身材料能迅速回擠，與塑料套管管側凹凸螺紋充分接觸，凝固完成後形成緊密咬合力，能充分發揮塑料套管的樁側摩阻力，提高整個組合樁的承載力。圖9是多根塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁立體圖，參照圖9所示，由於常用水泥攪拌樁直徑較大，直徑可為60cm、80cm或90cm。常用塑料套管混凝土樁直徑為16cm 或者25cm。當使用塑料套管混凝土樁與水泥攪拌攪拌樁進行組合時，可在一根水泥攪拌樁中打設入一根或多根塑料套管混凝土樁，進一步提高其豎向承載能力。圖10是塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁加筋路提系統，參照圖10所示，當全部完成後在上部鋪設土工格柵、填築路基形成剛柔組合塑料套管混凝土樁加筋路提系統。塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁的施工過程，包括以下步驟[0040]1)將預製樁尖與塑料套管連接，放置在場地內備用。製作預製樁尖4，需預留塑料環使其能與塑料套管2進行連接；2)施工現場分為兩組進行，第一組在場地內連續不間斷製作水泥攪拌樁，當一根水泥攪拌樁施工完畢後，第二組即進行內插塑料套管工作。3)使用沉管6內吊鉤7將塑料套管2拉入沉管，直至預製樁尖4套在沉管6上。 在指定位置，向水泥攪拌樁身中間打入塑料套管；4)塑料套管打設的同時灌注水，平衡管側漿液的壓力，使套管保持原狀，但嚴格控制注水量。打設至設計標高時，振動緩慢拔管，同時第一個班組持續打設水泥攪拌樁；5)重複進行第3-5步；6)待場地內全部塑料套管打設完畢後，集中抽出塑料套管中的水，並立即在塑料套管內插入鋼筋5，進行塑料套管混凝土樁的灌注，此時整個塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁即澆築完畢。
權利要求1.塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁，包括水泥攪拌樁以及插在水泥攪拌樁內的塑料套管組成，塑料套管內填充混凝土，並且塑料套管內設有插筋，塑料套管端部設置預製樁尖，其特徵在於沉管靠近底部開孔，孔上設有蓋板，蓋板通過連接筋固定於沉管外側以限制蓋板的最大張開角度，孔的上方沉管的外圍設置若干平行的震動板，震動板的長度不超過蓋板距沉管外側壁的最大尺寸。
2.根據權利要求1所述的塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁，其特徵在於所述的混凝土樁連續或者間斷設置在塑料套管外圍。
3.根據權利要求1所述的塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁，其特徵在於所述的塑料套管的數量為一個或者一個以上。
專利摘要本實用新型涉及一種塑料套管混凝土樁勁芯剛柔同體組合樁，包括水泥攪拌樁以及插在水泥攪拌樁內的塑料套管組成，塑料套管內填充混凝土，並且塑料套管內設有插筋，塑料套管端部設置預製樁尖，其特徵在於沉管靠近底部開孔，孔上設有蓋板，蓋板通過連接筋固定於沉管外側以限制蓋板的最大張開角度，孔的上方沉管的外圍設置若干平行的震動板，震動板的長度不超過蓋板距沉管外側壁的最大尺寸。混凝土樁連續或者間斷設置在塑料套管外圍。塑料套管的數量為一個或者一個以上。本實用新型改善塑料套管混凝土樁間距小、前期承載力不足的問題，能提高施工速度、保證施工質量。
文檔編號E02D5/34GK202265820SQ201120340788
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者張正剛, 王新泉, 陳永輝, 陳龍, 馬小彬, 齊昌廣 申請人:杭州特誠地基工程有限公司