專利名稱：鉆孔復(fù)合樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬建筑物樁基的結(jié)構(gòu)和施工方法，主要涉及用于軟土中的摩擦樁。
公知預(yù)制樁承載力高，質(zhì)量可靠；但施工中產(chǎn)生很大噪音，在城市中已很少采用。鉆孔灌注樁無擠土、無振動噪音小，在城市中被廣泛應(yīng)用；但質(zhì)量不易控制，承載力不能充分發(fā)揮，樁頂后續(xù)處理工作量較大。復(fù)合樁是為克服預(yù)制樁和灌注樁的某些不足而出現(xiàn)的一類樁基，已有不同的方案提出，豐富了樁基的施工方法，成為本領(lǐng)域深受關(guān)注的問題之一，就已公開的內(nèi)容所見，大都從減少對環(huán)境影響、提高強度、降低費用方面做出努力，取得了進展，但也存有一些問題。如沉管灌注預(yù)制復(fù)合樁仍有樁尖打入、沉管和樁基尺寸受限于設(shè)備等問題。給樁下端增加輔助部分的方案，增強了樁端的承載能力，但樁身和施工過程未作變動，問題依舊存在。高壓旋噴復(fù)合樁改善了強度，但材料利用較差、尺寸也受限制。
本發(fā)明的目的是提出較易發(fā)揮承載力和較經(jīng)濟的復(fù)合樁結(jié)構(gòu)和施工方案。
本發(fā)明目的中的結(jié)構(gòu)部分是這樣實現(xiàn)的，鉆孔復(fù)合樁包括建筑物樁基中由預(yù)制和現(xiàn)場施工兩類方法形成的不同部分，其中預(yù)制所形成的部分是位于復(fù)合樁軸心位置的樁芯，其尺寸形狀結(jié)構(gòu)由承受樁基全部載荷的需要決定；現(xiàn)場施工所形成的部分為摩擦套，分布于預(yù)制樁芯周圍，是級配碎石與灌漿的混合體、采用抗壓強度為2-6MPa的常規(guī)配方制作而成的，與樁芯通過水泥漿凝固粘結(jié)相聯(lián)，并最終形成樁基外形；樁基的整體尺寸按灌注樁的設(shè)計原則決定。這樣，預(yù)制樁芯可提供所需的軸心抗力，經(jīng)摩擦套與周土一道建立摩擦樁所需的工作條件；按灌注樁決定的尺寸可維持灌注樁的外部摩擦附著環(huán)境，碎石將強化這種摩擦作用；因此本發(fā)明完全可以實現(xiàn)與之相同尺寸軟土摩擦樁的功能，同時顯然還可明顯降低相應(yīng)成本。從而使本發(fā)明有關(guān)結(jié)構(gòu)部分的目的得以實現(xiàn)。
本發(fā)明所述預(yù)制部分制成上大下小的形狀，這樣較符合承載時的應(yīng)力分布狀況。
本發(fā)明還可制成有較大比表面積或可增大表面結(jié)合力和摩擦力形狀的預(yù)制樁芯，如樁芯橫截面呈多邊形、表面制成鋸齒波紋或其他不平的形狀等。這些也是增強摩擦作用的不同措施。
本發(fā)明目的中的方法部分是這樣實現(xiàn)的，復(fù)合樁的施工方法包括預(yù)先制作和現(xiàn)場施工兩個主要部分，其中，所述預(yù)先制作的是樁基的樁芯，所述現(xiàn)場施工按如下步驟進行1、在預(yù)定位置按要求于樁基施工處制成與復(fù)合樁尺寸相當?shù)目祝?、在孔底部投入1.0-2.0倍所述孔徑的高度的碎石；3、在孔軸心位置放置預(yù)制樁芯、于樁芯周圍空間內(nèi)按常規(guī)制作碎石或級配碎石與灌漿的混合體；4、水泥漿自然凝固達設(shè)計要求強度。這樣，制孔是較易實現(xiàn)的方法，可使預(yù)制的樁芯置入變得較為簡單，降低施工成本；水泥漿可建立灌制部分的適當強度，碎石可對孔壁周土表面光滑泥膏層產(chǎn)生破壞作用，有利于提高產(chǎn)生摩擦作用的能力；孔底碎石部分有利提高樁端土的強度，這些都是有益于樁基承載能力的發(fā)揮、和降低整體成本的方法，從而使本發(fā)明有關(guān)方法部分的目的得以實現(xiàn)。
本發(fā)明所述方法是在投入孔底碎石前以水泥漿置換孔中成孔泥漿，以保證所述混合體的構(gòu)成和質(zhì)量。
本發(fā)明所述方法中所述孔底碎石和級配碎石皆應(yīng)整體或逐層搗實或振密，從而可改善提高混合體本身和樁基周土的強度，增強碎石對孔壁周土表面光滑泥膏層產(chǎn)生破壞作用，更進一步提高本發(fā)明樁基產(chǎn)生摩擦作用的能力。
本發(fā)明所述方法中所述級配碎石部分的混合體配置中應(yīng)事先埋入注漿管、待達設(shè)計注漿壓力后逐漸提升，這也是改善結(jié)構(gòu)強度的方法，使灌漿部分的細微結(jié)構(gòu)更密實一致，分布合理。
本發(fā)明將預(yù)制和灌注兩種樁基經(jīng)特定結(jié)合，較好的發(fā)揮了各自的優(yōu)勢，并輔之以結(jié)構(gòu)的改進，使效果較為顯著。本發(fā)明的施工質(zhì)量易于控制，摩擦樁據(jù)以發(fā)揮能力的摩擦附著作用得到加強，相應(yīng)環(huán)節(jié)的成本有所降低，設(shè)計更為合理科學，終使本發(fā)明復(fù)合樁的綜合性能得以改善。
附圖給出了本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)和施工步驟示意的輔助說明。


圖1成孔、圖2從孔底注入水泥漿、圖3往孔底投入1-2.0倍孔徑深度的碎石并擊實、圖4將預(yù)制樁置入鉆孔中心、圖5往孔中投入級配的碎石、圖6制成的復(fù)合樁，圖7為圖6的A-A剖面放大圖。
圖中1、注漿管 2、水泥漿 3、重錘 4、碎石 5、樁芯 6、摩擦套 7、樁周土下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
第一實施例設(shè)計單樁承載力極限值為4104KN的復(fù)合樁。
本例設(shè)計時沿用灌注樁原則，樁徑設(shè)計為800mm，樁長24m。當采用C35預(yù)制樁芯5時，按其承載力設(shè)計值k＝4104/1.65＝2487KN的要求，樁芯截面面積是1600mm2，此時樁身軸力設(shè)計值2800KN，略大于要求設(shè)計值2487KN。按本發(fā)明原則樁身下段可減小尺寸，故自頂12m以下使用350×350＝1225mm2的截面，此時的軸力設(shè)計值2143KN應(yīng)可滿足要求。
施工步驟1、在預(yù)定位置成孔，孔徑800mm、深25m，見圖1。2、將注漿管1插至孔底，注入配制好的水泥漿2，并以其置換孔中泥漿，水泥漿容積經(jīng)計算確定。然后往孔底投入1.0m厚的碎石4，見圖2、圖3。3、將鋼筋混凝土預(yù)制樁芯5置入孔中間，見圖4。4、向孔中填碎石4，邊填邊擊實，直到樁頂，見圖5。5、制成的復(fù)合樁如圖6所示。本例用料混凝土3.39m3碎石灌漿體8.61m3由本例可以看出若按灌注樁實施時，混凝土強度等級用C20，對橫截面為直徑800mm的樁身，其軸心抗壓承載力設(shè)計值應(yīng)為fc×A＝10000×0.503＝5030KN.，與要求的設(shè)計值2487KN相比，樁的軸心抗壓承載力只發(fā)揮了不足50％。灌注樁的混凝土用量是12m3。顯然不如本例經(jīng)濟、合理。
第二實施例單樁設(shè)計承承載力極限值4970KN，仍沿用灌注樁設(shè)計原則，當采用C30混凝土時，預(yù)制樁芯截面為0.20m2，若選用矩形截面則取400×500mm2即可滿足要求。
施工步驟1、在設(shè)計位置鉆孔，孔徑1000mm、深25.4m。2、將注漿管插至孔底。3、往孔底投入1.0m厚的碎石，并用重錘擊實。4、將預(yù)制樁芯放入孔中心位置。5、往孔中投入級配好的碎石，邊投碎石邊擊實。6、當注漿管埋入碎石的深度超過5.0m后，開始注漿，邊投碎石邊注漿，一直到樁頂標高。本例用料混凝土4.88m3、碎石灌漿體14.3m3。
本例選用矩形截面的樁芯，可適應(yīng)相應(yīng)工作條件，且摩擦作用較上例稍強；注漿與填石、擊實同步進行，樁基的整體質(zhì)量應(yīng)優(yōu)于前例。
第三實施例的地基土為粉土，單樁承載力設(shè)計值R＝1588KN，設(shè)計原則如上，但預(yù)制樁芯選鋼筋混凝土管樁，樁徑550mm、壁厚100mm、樁長14m，其承載力設(shè)計值1700KN，滿足要求。其余基本同上兩例，只是所用材料為鋼筋混凝土1.1m3、碎石灌漿體5.1m3，較灌注樁混凝土用量8.05m3明顯減少。
權(quán)利要求
1.鉆孔復(fù)合樁包括建筑物樁基中由預(yù)制和現(xiàn)場施工兩類方法形成的不同部分，其特征在于由預(yù)制所形成的部分是位于復(fù)合樁軸心位置的樁芯(5)，其尺寸形狀結(jié)構(gòu)均由承受該樁基全部載荷的需要按常規(guī)決定；現(xiàn)場施工所形成的部分為摩擦套(6)，分布于預(yù)制樁芯周圍，是級配碎石(4)與灌漿(2)的混合體、采用強度為2-6MPa的常規(guī)配方制作而成的，與樁芯由水泥漿凝固粘結(jié)相聯(lián)，并最終形成樁基外形；樁基的整體尺寸按灌注樁的設(shè)計原則決定。
2.如權(quán)利要求1所述復(fù)合樁，其特征在于所述預(yù)制部分制成上大下小的形狀(5)。
3.如權(quán)利要求1或2所述復(fù)合樁，其特征在于所述預(yù)制部分制成有較大比表面積或可增大表面結(jié)合力和摩擦力形狀的預(yù)制樁芯(5)。
4.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述復(fù)合樁的施工方法包括預(yù)先制作和現(xiàn)場施工兩個主要部分，其特征在于所述現(xiàn)場施工按如下步驟進行—在預(yù)定位置按要求于樁基施工處制成與復(fù)合樁尺寸相當?shù)目祝弧诳椎撞客度?.0-2.0倍所述孔徑的高度的碎石；—在孔軸心位置放置預(yù)制樁芯、于樁芯周圍空間內(nèi)按常規(guī)制作碎石或級配碎石與灌漿的混合體；—水泥漿自然凝固達設(shè)計要求強度。
5.如權(quán)利要求4所述施工方法，其特征在于投入孔底碎石前以水泥漿置換孔中成孔泥漿。
6.如權(quán)利要求4或5所述施工方法，其特征在于所述孔底碎石和級配碎石皆應(yīng)整體或逐層搗實或振密。
7.如權(quán)利要求4或5所述施工方法，其特征在于所述級配碎石部分的混合體配置中應(yīng)事先埋入注漿管(1)、待達設(shè)計注漿壓力后逐漸提升。
8.如權(quán)利要求6所述施工方法，其特征在于所述級配碎石部分的混合體配置中應(yīng)事先埋入注漿管(1)、待達設(shè)計注漿壓力后逐漸提升。
全文摘要
鉆孔復(fù)合樁屬建筑摩擦樁樁基,兼容預(yù)制灌注樁基優(yōu)點,樁基尺寸形狀按灌注樁原則決定,在樁基軸心位置設(shè)提供樁基全部承載力、末端較細的預(yù)制變徑樁芯(5),摩擦套(6)位于樁芯外圍,是碎石(4)和灌漿(2)的混合體。現(xiàn)場鉆孔、置入樁芯、灌漿、填石,并附以搗實振密碎石、埋管逐層提升保證注漿壓力等措施。本樁質(zhì)量易于控制,摩擦樁據(jù)以發(fā)揮能力的摩擦附著作用加強,相應(yīng)成本降低,設(shè)計更合理科學,綜合性能明顯改善。
文檔編號E02D5/34GK1202557SQ9811452
公開日1998年12月23日 申請日期1998年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月5日
發(fā)明者梁仁旺, 巨玉艾, 崔江余 申請人:梁仁旺