專利名稱：套樁的成樁及設計方法
技術領域：
本發(fā)明是一種用于巖土工程領域的套樁，特別套樁的成樁及設計方法。
2、現(xiàn)有注漿工藝，采用水泥漿填塞樁土之間的間隙，可適當提高樁的承載力，卻不能有效地增大樁體的計算尺寸。
3、現(xiàn)有樁型存在不同的樁身缺陷。
本發(fā)明是按如下的方式來實現(xiàn)的所述套樁由樁芯、樁套組成，樁芯為事先制作的成品樁，在樁芯的周邊包裹有樁套，樁芯通常比樁套短，也可以與樁套等長，還可以在植樁后，通過靜壓或振動等使樁芯比樁套長，樁芯與樁套合稱樁體，在樁芯底部和上部的兩個或多個位置上，可以固定設置有定位盤，定位盤的周邊設有預留缺口，保證樁套漿料的流通和補給，定位盤的外徑應小于樁套的外徑。
樁芯為事先制作的成品樁，如各種砼預制樁(包括RC、PC、PHC)、混凝土方樁、鋼管混凝土樁、鋼樁等，強度較高的樁都是可以做為樁芯，選用高強預應力管樁最佳；樁芯的截面形式可以是實心或空心矩形、圓形、工字形、Y字型、T型及其它幾何形狀，如圖3所示；樁芯表面設有凹凸起紋，這有利于樁芯與樁套粘結力的傳遞；依據(jù)樁的結構承載力要求的不同，樁芯可由多根成品樁構成組合樁芯，如圖3c所示。
樁套是用低強度、大流動度、可自密實、微膨脹且粘結強度好的混合膠凝材料，它是用粉煤灰等工業(yè)廢料配以適當?shù)奶砑觿┒瞥傻模部捎盟酀{或大流動度混凝土，其強度宜為3-15MPa，最優(yōu)強度為5～10Mpa；所述樁套是無配筋的，由于樁套對用料的要求不高，加之是無骨架的，這就可免去鋼筋籠的制作和安裝，所以較大地降低了造價。
定位盤采用砼或鋼結構件制作；樁芯在樁孔內的定位應垂直居中，以及使樁套壁厚基本對稱；定位盤的外徑尺寸應小于成孔即樁體的外徑尺寸至少50mm。
套樁是在施工現(xiàn)場澆制成的，套樁的成樁工藝按三個步驟進行成孔、灌注漿料、植樁芯(1)成孔成孔方式可以是螺旋鉆孔、人工挖孔，也可以是高頻或中低頻振動型鋼成孔，最好采用長螺旋鉆孔或高頻振動成孔，配以壓力注漿，這樣使成孔和注漿同時完成，在各種軟土中都可以使用，不致造成塌孔和地下水涌入，降低承載力。
(2)灌注漿料灌注漿料可采用壓力灌注或無壓力灌注，可以在成孔的同時灌注漿料，也可以成孔后灌注漿料。
(3)植樁芯采用工藝無缺陷的方法植入樁芯，其植入過程可采用整體一次植入、分段植入、先灌注漿料后植入、先植入后灌注漿料，還可以同時進行植入和灌注漿料。
套樁的設計方法是樁體結構承載力按樁芯強度計算；樁體地基承載力，即端阻和側阻，按組合樁體尺寸計算；套樁樁基的沉降，依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求，按套樁的組合尺寸計算。
本發(fā)明的積極效果是(1)經濟性，低強混合料采用工業(yè)廢料配制，相對砼而言，可節(jié)省造價30-50％。通常套樁組合材料的30-50％為預制砼，55-70％為低強混合料，這種樁型相對相同灌注樁要節(jié)省造價10-25％，相對預制樁要節(jié)省造價60％以上，這是一種很經濟的樁型。
(2)質量可靠性好。由于采用樁芯植入，在工藝上不造成樁芯的缺陷，也就是說樁身無缺陷，這是現(xiàn)有任何工藝都難以達到的。
(3)環(huán)保價值。樁套材料可大量消耗工業(yè)廢料，如粉煤灰、礦渣、鋼渣等廢料，用量要到達50-80％，環(huán)保意義十分重大。
套樁的設計方法是樁體結構承載力按樁芯強度計算；套樁的地基承載力，即端阻和側阻，按組合樁體尺寸計算；套樁樁基的沉降，依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求，按套樁的組合尺寸計算。
下面結合一具體實施例進行說明欲建某19層住宅樓，其樁體結構承載力依據(jù)有關混凝土結構規(guī)范或鋼結構規(guī)范等，按樁芯的強度計算，選用φ400高強預應力管樁；套樁樁基的沉降，依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求，按套樁的組合尺寸計算。以上所述的計算，均為現(xiàn)有計算的規(guī)范方法，在此不予詳述。下面只就套樁的地基承載力的計算作詳細說明。所述套樁的地基承載力，等于樁體所受側阻和端阻之和，其中，側阻由地下各層土質條件來決定，端阻則由與樁體底部相接觸的土層的土質條件來決定，其地質條件如下土層類別 淤泥 粘土粉質粘土粘土粘土 粉質粘土 粘土土層層厚m 1 2.7 1.4 9.2 2.11.5 1.5第i層側阻kN/m245 36 60 75 5078端阻kN/m22500由上表可得總層厚＝1+2.7+1.4+9.2+2.1+1.5+1.5＝19.4(m)故取有效樁長H＝18m，套樁直徑D＝0.6m，樁芯選用φ400高強預應力管樁(PHC)。
根據(jù)下面的計算，可求出樁體地基承載力樁體地基承載力＝總側阻+總端阻＝側面積x∑(第i層厚度x第i層側阻)+底面積x端阻通過計算，可得出套樁所受總側阻為2017kN套樁所受總端阻為707kN套樁地基承載力為2724kN套樁的豎向承載力設計值為1600kN
權利要求
1.一種套樁，其特征在于所述套樁由樁芯和樁套組成，樁芯為事先制作的成品樁，在樁芯的周邊包裹有樁套，樁芯與樁套合稱樁體，在樁芯下部和上部的兩個或多個位置上，可以固定設置有定位盤，定位盤的周邊設有預留缺口，定位盤的外徑應小于樁套的外徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的套樁，其特征在于樁芯通常比樁套短，也可以與樁套等長，還可以在植樁后，通過靜壓或振動等使樁芯比樁套長。
3.根據(jù)權利要求1所述的套樁，其特征在于樁芯為事先制作的成品樁，如各種砼預制樁(包括RC、PC、PHC)、鋼管砼樁、鋼樁；樁芯的截面形式可以是實心或空心矩形、圓形、工字形、Y字型、T型及其它幾何形狀；樁芯表面可以是平滑的，也可以設有凹凸起紋；樁芯可由單根或多根成品樁構成組合樁芯。
4.根據(jù)權利要求1所述的套樁，其特征在于樁套是用低強度、大流動度、可自密實、微膨脹且粘結強度好的無骨料或有骨料混合膠凝材料，它是用粉煤灰等工業(yè)廢料配以適當?shù)奶砑觿┒瞥傻模部捎盟酀{或大流動度混凝土；其強度宜為3～15MPa，最優(yōu)強度為5～10Mpa；所述樁套是無配筋的。所述樁套厚度宜為50～1000mm，最佳厚度為100～300mm。
5.一種套樁，其特征在于套樁是在施工現(xiàn)場澆制成的，套樁的成樁工藝按三個步驟進行成孔、灌注漿料、植樁芯，成孔方式可以是螺旋鉆孔、人工挖孔、高頻或中低頻振動型鋼成孔，灌注漿料可采用壓力灌注或無壓力灌注，可以在成孔的同時灌注漿料，也可以成孔后灌注漿料，植樁芯采用整體一次植入、分段植入、先灌注漿料后植入、先植入后灌注漿料，還可以同時進行植入和灌注漿料。
6.一種套樁，其特征在于套樁的設計方法是樁體結構承載力按樁芯強度計算；套樁的地基承載力，即端阻和側阻，按組合樁體尺寸計算；套樁樁基的沉降，依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求，按套樁的組合效果計算。
7.根據(jù)權利要求1-6任何一項所述的套樁，其特征在于樁體與樁芯的體積比通常大于1.5。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于巖土工程領域的樁，特別是一種套樁，所述套樁是將結構承載能力高的成品樁(如預應力管樁、鋼樁等)作為樁芯，再用低強度的混合膠凝材料(如粉煤灰等工業(yè)廢料配制而成)作為外套包裹之，形成一種組合結構的樁體，在樁芯下部和上部的兩個或多個位置上，固定設置有定位盤，定位盤的周邊設有預留缺口，定位盤的外徑應小于樁套的外徑。套樁與現(xiàn)有成孔工藝條件下所成的樁相比，具有承載力大造價低的優(yōu)點。
文檔編號E02D5/22GK1414186SQ02121768
公開日2003年4月30日 申請日期2002年5月10日 優(yōu)先權日2002年5月10日
發(fā)明者賈燎 申請人:賈燎