幹振擠密碎石抗拔防浮樁及其成型方法
2023-12-09 23:02:06 1
專利名稱：幹振擠密碎石抗拔防浮樁及其成型方法
技術領域：
本發明涉及的是地基處理施工方法，尤其是幹振擠密碎石抗拔防浮樁及其成型方法。
在我國長江三角洲、珠江三角洲以及沿海等廣泛地區，都分布著不同性質的軟弱地層，如淤泥、衝積土層、沉積土層、鬆散的飽和砂性土層等。對於工程設計者來說，在這些不良地基上建造構築物，無非是要解決地基承載力問題；消除地基不均勻沉降問題；最關鍵的是有效地消除地震時飽和砂性土層的液化，使構築物免受破壞。從70年代起，我國引進了碎石(砂)樁技術，該技術應用擠密置換和豎向排水固結的加固軟基原理，有效地解決了上述三個問題。迄今，這種處理方法仍然被工程師們廣泛應用於實際工程上。近幾年來，我國對環境保護越來越重視，特別是沿海經濟發達地區，城市汙水處理工程正在大規模地開展建設。但由於水處理構築物都是大體積的水池，其埋深比較深，在地下水位高的情況下，水池的抗浮問題是一個難點之一。在這種地基情況下建水池，除了採用碎石樁外，還要輔助配重或布置錨杆樁來解決抗浮問題，這樣無疑是增加了工程造價和延長了施工周期。
本發明的目的針對上述現有技術存在的不足，提供一種既能有效地消除地基在地震時飽和砂性土層的液化，又能防止建築物上浮的幹振擠密碎石抗拔防浮樁及其成型方法。
本發明的幹振擠密碎石抗拔防浮樁，包括由幹硬性混凝土製成的擴大錨頭，其特徵在於由鋼筋束或鋼筋籠構成的樁芯底端以埋設的方式與擴大錨頭固結，圍繞樁芯設有碎石粗沙填料構成樁體。
本發明幹振擠密碎石抗拔防浮樁的成型方法是1)樁孔夯制將外沉管和內沉管按設計要求的深度打入土層；2)灌置錨頭料拔出內沉管，根據混凝土擴大錨頭的設計要求，灌入相應量的幹硬性混凝土；3)錨頭成形將內沉管插置於外沉管內，利用柴油錘對內沉管進行錘擊，即通過內沉管夯擊外沉管內的幹硬性混凝土，促使外沉管內的幹硬性混凝土在內沉管的擠壓下脫離外沉管，進入土層，在柴油錘對內沉管不斷的夯擊下，直至內沉管的上管端與外沉管的上管端平齊，此時，外沉管內的幹硬性混凝土全部使進入土層，並向外擴散形成混凝土擴大錨頭；4)開設錨頭樁芯植孔利用柴油錘對外沉管和內沉管再次錘擊，使套有外沉管的內沉管伸入混凝土擴大錨頭，即在混凝土擴大錨頭上開設一供樁芯埋植的腔孔，腔孔的深度H至少為50CM；5)樁芯植入拔出內沉管，將用作樁芯的鋼筋籠或鋼筋束插入外沉管，直至混凝土擴大錨頭的腔孔底部；然後向植有樁芯的混凝土擴大錨頭腔孔內填充混凝土，待混凝土凝固後，即可使混凝土擴大錨頭與樁芯固結成一體；6)碎石樁身灌制將碎石、粗沙等填料灌入外沉管，並啟動設置在外沉管端的振動錘，在振動狀態下邊向外將提拔外沉管，邊向外沉管內充填填料，直至外沉這全部脫離樁孔，即完成幹振擠密碎石抗拔防浮樁的成型。
本發明的幹振擠密碎石抗拔防浮樁的設計原理是將具有良好抗地震飽和砂性土層液化的碎石樁技術與具良好抗浮效果的實體混凝土擴大錨頭技術相結合，集兩種樁型之優點為一體。即採用碎石、粗砂或其它填料作為樁身的骨料，起到碎石樁的擠密土體和豎向排水，提高地耐力，消除地基不均勻沉降和消除地震液化作用；樁芯設置通長的鋼筋束或鋼筋籠，起錨杆作用；擴大的混凝土錨頭則起到抗浮作用。上述結構特點實現了本發明的幹振擠密碎石抗拔防浮樁達到既能有效地消除地基在地震時飽和砂性土層的液化，又能防止建築物上浮的發明目的。
本發明的幹振擠密碎石抗拔防浮樁及其成型方法，設計科學，結構合理，成型方法簡單，與現有技術相比具有如下優點(1)擠密土體，提高地基承載力，控制地基沉降和不均勻沉降；(2)降低液化指數，獲得抗地基液化的效果；(3)樁芯加錨筋，解決抗浮問題；(4)一機成樁，施工工序簡單；(5)經濟效益明顯；(6)無泥漿等汙染。本發明的幹振擠密碎石抗拔防浮樁的具體結構及其成型方法由以下附圖和實施例詳細給出。
圖1是一種幹振擠密碎石抗拔防浮樁的結構示意圖；圖2是另一種幹振擠密碎石抗拔防浮樁的結構示意圖；圖3-圖6是幹振擠密碎石抗拔防浮樁的成型過程示意圖。
實施例1、從圖1可以清楚地看到這是一種以鋼筋籠作為樁芯6的幹振擠密碎石抗拔防浮樁，樁芯6的底端埋植在由幹硬性混凝土5製成的擴大錨頭9內，圍填在樁芯6四周的碎石粗沙料7構成幹振擠密碎石抗拔防浮樁的樁身8。
實施例2、從圖2可見這是一種以鋼筋束作為樁芯6的幹振擠密碎石抗拔防浮樁，除此以外，其它結構與圖1所示幹振擠密碎石抗拔防浮樁完全相同。
幹振擠密碎石抗拔防浮樁的具體成型方法是(參見圖3-6圖)1)樁孔夯制利用現有的錘擊沉管技術和管內夯擴技術，將外沉管1和內沉管2按設計要求深度打入土層；2)灌置錨頭料拔出內沉管2，根據混凝土擴大錨頭的設計要求，灌入相應量的幹硬性混凝土5；3)夯制錨頭為加快錨頭的成型，在夯制前可先將外沉管1向上提拔60-80CM，使外沉管1內底部的幹硬性混凝土5部分首先脫離外沉管1進入土層，此時將內沉管2插置於外沉管1內，利用柴油錘3對內沉管2進行錘擊，即通過內沉管2夯擊外沉管1內的幹硬性混凝土5，促使外沉管1內的幹硬性混凝土5在內沉管2的擠壓下脫離外沉管1，進入土層，並在土層中擴散型成混凝土擴大錨頭9，當內沉管2的上管端與外沉管1的上管端平齊時，說明此時外沉管1內的幹硬性混凝土5已全部進入土層，並擴散形成混凝土擴大錨頭9；4)開設錨頭樁芯植孔利用柴油錘3對外沉管1和內沉管2再次錘擊，使套有外沉管1的內沉管2伸入混凝土擴大錨頭9，即在混凝土擴大錨頭9上開設一供樁芯6埋植的腔孔，腔孔的深度H至少為50CM；5)樁芯植入拔出內沉管2，將用作樁芯6的鋼筋籠或鋼筋束插入外沉管1，直至混凝土擴大錨頭9的腔孔底部；然後向植有樁芯6的混凝土擴大錨頭9腔孔內填充混凝土，待混凝土凝固後，即可使混凝土擴大錨頭9與樁芯6固結成一體；6)碎石樁身灌制將碎石、粗沙等填料7灌入外沉管1，並啟動設置在外沉管1端的振動錘4，在振動狀態下邊向上提拔外沉管1，邊往外沉管1內充填填料7，直至外沉管1全部脫離樁孔，即完成幹振擠密碎石抗拔防浮樁的成型。
本發明的幹振擠密碎石抗拔防浮樁是一新課題，其設計計算，目前可按碎石樁的規範進行；承載力可按複合地基的規範進行；單樁抗拔力因各地區土質差異可通過打試驗樁來確定。
作為樁芯6的鋼筋束或鋼筋籠可採用套管加注水泥漿或表面塗上重防腐塗料作為保護層，防止鋼筋的腐蝕。
權利要求
1.一種幹振擠密碎石抗拔防浮樁，包括混凝土擴大錨頭，其特徵在於混凝土擴大錨頭以埋設的方式設置在由鋼筋束或鋼筋籠構成的樁芯底端，圍繞樁芯設有碎石粗沙填料構成樁體。
2.一種幹振擠密碎石抗拔防浮樁的成型方法是1)樁孔夯制將外沉管和內沉管按設計要求的深度打入土層；2)灌置錨頭料拔出內沉管，根據混凝土擴大錨頭的設計要求，灌入相應量的幹硬性混凝土；3)錨頭成形將內沉管插置於外沉管內，利用柴油錘對內沉管進行錘擊，即通過內沉管夯擊外沉管內的幹硬性混凝土，促使外沉管內的幹硬性混凝土在內沉管的擠壓下脫離外沉管，進入土層，在柴油錘對內沉管不斷的夯擊下，直至內沉管的上管端與外沉管的上管端平齊，此時，外沉管內的幹硬性混凝土全部使進入土層，並向外擴散形成混凝土擴大錨頭；4)開設錨頭樁芯植孔利用柴油錘對外沉管和內沉管再次錘擊，使套有外沉管的內沉管伸入混凝土擴大錨頭，即在混凝土擴大錨頭上開設一供樁芯埋植的腔孔，腔孔的深度H至少為50CM5)樁芯植入拔出內沉管，將用作樁芯的鋼筋籠或鋼筋束插入外沉管，直至混凝土擴大錨頭的腔孔底部；然後向植有樁芯的混凝土擴大錨頭腔孔內填充混凝土，待混凝土凝固後，即可使混凝土擴大錨頭與樁芯固結成一體；6)碎石樁身灌制將碎石、粗沙等填料灌入外沉管，並啟動設置在外沉管端的振動錘，在振動狀態下邊向外將提拔外沉管，邊向外沉管內充填填料，直至外沉這全部脫離樁孔，即完成幹振擠密碎石抗拔防浮樁的成型。
3.根據權利要求2所述的幹振擠密碎石抗拔防浮樁的成型方法，其特徵在於錨頭夯擴前，先將外沉管向上提拔60-80CM，使外沉管內底部的幹硬性混凝土部分首先脫離外沉管進入土層。
4.根據權利要求1所述的幹振擠密碎石抗拔防浮樁，其特徵在於用作樁芯的鋼筋束或鋼筋籠可採用套管加注水泥漿或表面塗上重防腐塗料作為保護層，防止鋼筋的腐蝕。
全文摘要
一種幹振擠密碎石抗拔防浮樁及其成型方法,這是一種通過樁孔夯制、灌置錨頭料、錨頭成形、開設錨頭樁芯植孔、樁芯植入和碎石樁身灌制等工序成型的新結構樁。本發明將具有良好抗地震飽和砂性土層液化的碎石樁技術與具良好抗浮效果的實體混凝土擴大錨頭技術相結合,集兩種樁型之優點為一體。使本發明達到既能有效地消除地基在地震時飽和砂性土層的液化,又能防止建築物下浮的目的。
文檔編號E02D5/34GK1282825SQ0010447
公開日2001年2月7日 申請日期2000年7月20日 優先權日2000年7月20日
發明者蔣永華 申請人:蔣永華