大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法技术

本发明专利技术涉及一种大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法，在大直径嵌岩灌注桩中心部位加设钢管混凝土芯桩，所述钢管混凝土芯桩中的混凝土为高强度混凝土，本发明专利技术的大直径嵌岩灌注桩提高桩身竖向承载力的方法，可充分发挥基岩的承载力，使桩身竖向承载力与基岩承载力相一致，从而充分提高桩的最大竖向承载力，在桩身截面不变的情况下，将桩竖向承载力大幅度提高，从而减少桩基数量和承台尺寸，或在原设计单桩竖向承载力不变的前提下，将桩身截面设计到最小，以适应某些特殊环境场地的建设，降低造价；由于在桩中心加设了钢管混凝土芯桩，不但桩身竖向承载力得到提高，桩的延性也得到了有效的提高，有利于提高桩身的抗震性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土过程
，尤其涉及一种大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法。
技术介绍
大直径嵌岩嵌岩桩一般采用冲孔成桩或钻孔成桩，泥浆护壁，水下灌注混凝土，由于水下灌注混凝土可靠性较低，规范对桩身混凝土设计强度做了不宜大于C40的规定。据此规定，在基岩岩性及完整性较好时，对于不扩底的嵌岩桩，桩身竖向承载力远低于基岩竖向承载力，桩的竖向承载力由桩身强度控制，即基岩承载力未能完全发挥，当泥浆护壁灌注桩设计桩身混凝土强度为C40时，桩身承载力为最大，假定桩嵌岩深度为1倍桩径时，与之相对应的基岩饱和单轴抗压强度标准值frko为：K1.K2.ζr.frko.Ap＝Ψc.fc.Apfrko=ψc.fcK1.K2.ξγ=0.75×19.10.5×1.3×0.81=27.21MPa]]>K1-桩竖向承载力标准值换算成特征值的换算系数，取0.5；K2-桩竖向承载力特征值换算成设计值的换算系数，取1.3；ζr-嵌岩桩端阻和侧阻综合系数，按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008表5.3.9取值为0.81；Ψc-非挤土灌注桩成桩工艺系数：按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.3条取值为0.75；fc-C40混凝土轴心抗压强度设计值：19.1N/mm2；Ap-桩截面面积；可见，对于一般的钻孔灌注桩，当基岩饱和单轴抗压强度标准值frko为27.21MPa时，桩身竖向承载力与基岩承载力是相等的，桩的竖向承载力可以得到最大发挥。而当岩饱和单轴抗压强度标准值frko＞27.21MPa时，桩的竖向承载力由桩身强度控制，基岩承载力未能充分发挥，因此通过提高桩身竖向承载力，充分发挥基岩的承载能力，就可有效的提高单桩承载力。大直径嵌岩水下灌注桩一般用于超高层房屋、大型桥梁等竖向荷载特别大的建、构筑物基础桩，当桩端以完整基岩为持力层时，基岩的岩石饱和单轴抗压强度往往较高，其强度标准值frko许多都在40MPa以上，以桩嵌岩为1倍桩径，桩截面积Ap为1.0m2，基岩饱和单轴抗压强度标准值frko＝40MPa为例，按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.3.9条，其桩端嵌岩段竖向极限阻力标准值Qrk为：Qrk＝ζr.frko.Ap＝0.81×40000000×1＝32400000N＝32400KN，桩基岩竖向承载力特征值Ra为：Ra＝Qrk/2＝32400/2＝16200KN，因特征值与设计值间的关系系数约为1.3，则桩基岩竖向承载力所提供的对应设计值Nzdj为：Nzdj＝16200×1.3＝21060KN，按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.5.3.5条规定，考虑到水下灌注混凝土可靠性较低，水下灌注的桩身混凝土强度设计等级不宜高于C40，取桩身混凝土强度等级上限为C40。按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.3.3条，灌注桩成桩工艺系数Ψc为0.7～0.8，取中间值0.75；桩截面面积Aps假定为1.0m2；由于为端承桩，桩嵌岩以上段土的侧阻力对沿桩长的轴向力影响甚微，偏于全不考虑其有利作用。按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.2.2条，荷载效应基本组合下的桩顶竖向压力设计值Nzs为：Nzs＝Ψc.fc.Aps＝0.75×19.1×1000000＝14325000N＝14325KN，由上可看出，桩的基岩竖向承载力远高于桩身竖向承载力，其比值为：Nzdj/Nzs＝21060/14325＝1.47，即一般混凝土灌注桩采用C40强度上限值时，桩的基岩竖向承载力还远未完全发挥，对某些有特殊要求和特殊条件工程，通过提高桩身竖向承载力，充分利用基岩承载力，从而提高单桩竖向承载力，对实际工程就有着较现实的意义。有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种大直径嵌岩灌注桩通过加设钢管混凝土芯桩提高竖向承载力的方法本专利技术的大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法，在大直径嵌岩灌注桩中心部位加设钢管混凝土芯桩，所述钢管混凝土芯桩外周为圆钢管，所述圆钢管内灌有高强度混凝土。进一步的，其施工步骤包括：(1)桩基成孔施工；(2)钢筋笼及钢管混凝土芯桩制作；(3)桩底清孔后安放钢筋笼；(4)吊装灌注混凝土后的钢管混凝土芯桩；(5)桩基灌注混凝土前再次清孔后进行桩混凝土浇注；(6)切断芯桩定位钢管；所述步骤(2)中所述钢管混凝土芯桩外周与竖向呈45度角环绕螺旋钢筋，钢筋与钢管间采用间断焊接，作为钢管与周边混凝土间的抗剪加强措施，所述钢筋笼由纵筋和箍筋焊接而成，所述钢筋笼内侧均匀有设置至少3根镀锌注浆钢管，所述镀锌注浆钢管向下伸至钢筋笼底，所述镀锌注浆钢管上露出施工地面≥500mm；所述步骤(4)中将高强混凝土浇入钢管内形成钢管混凝土芯桩，然后吊装灌注混凝土后的钢管混凝土芯桩，并用可重复利用的芯桩安装固定支架调整所述钢管混凝土芯桩的定位；所述步骤(5)中两根桩基混凝土浇注导管对称设置，并同时浇注混凝土，以保证混凝土浇注均衡密实；所述步骤(6)中桩混凝土浇注7天后，切断芯桩定位钢管，通过钢筋笼预留的3根镀锌注浆钢管进行桩底清洗后高压灌注水泥浆。进一步的，所述芯桩安装固定支架包括定位钢管，所述定位钢管设置在钢管混凝土芯桩中心位置，所述定位钢管露出地面≥1200mm，所述芯桩安装固定支架设置有四个支脚，所述支脚围绕所述定位钢管呈圆周分布。进一步的，所述支脚与所述定位钢管之间通过热轧H型钢连接，所述定位钢管外套接有无缝钢管套筒，所述无缝钢管套筒与所述热轧H型钢连接，所述支脚包括上、下两节M24调节螺杆，所述调节螺杆通过调节螺杆套筒连接在一起，下方的调节螺杆一端插入底座，所述底座由四块厚肋板拼接而成。进一步的，所述大直径嵌岩灌注桩较长时，根据施工的吊装能力设置有多段钢管混凝土芯桩连接在一起，所述钢管混凝土芯桩上、下端板中心位置分别设置有圆锥形螺栓及圆锥形定位孔，所述多段钢管混凝土芯桩的中心在一条直线上，位于上段的钢管混凝土芯桩的下端封板与下段的钢管混凝土芯桩的上端封板通过贴角安装焊缝连接成一整体。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：1、本专利技术可充分发挥基岩的承载力，使桩身竖向承载力与基岩承载力相一致，充分发挥桩的最大竖向承载力，在桩身截面不变的情况下，将桩竖向承载力大幅度提高，从而减少桩基数量和承台尺寸，或在保持原桩竖向承载力不变的前提下将桩身截面设计到最小，从而适应某些特殊环境场地的建设，降低造价；2、由于在桩中心加设了钢管混凝土芯桩，桩的延性得到了有效的提高，有利于提高桩身的抗震性能。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术的大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法的灌注桩加钢管混凝土芯桩的剖面图；图2是图1所示的在桩截面不变的情况下，增大单桩竖向承载力的灌注桩加钢管芯混凝土桩的立面图；图3是图1原设计单桩竖向承载力不变的情况下，减小桩身截面的灌注桩加钢管混凝土芯桩的立面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法，其特征在于，在大直径嵌岩灌注桩中心部位加设钢管混凝土芯桩，所述钢管混凝土芯桩外周为圆钢管，所述圆钢管内灌有高强度混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法，其特征在于，在大直径嵌岩灌注桩中心部位加设钢管混凝土芯桩，所述钢管混凝土芯桩外周为圆钢管，所述圆钢管内灌有高强度混凝土。2.根据权利要求1所述的大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法，其特征在于，其施工步骤包括：(1)桩基成孔施工；(2)钢筋笼及钢管混凝土芯桩制作；(3)桩底清孔后安放钢筋笼；(4)吊装灌注混凝土后的钢管混凝土芯桩；(5)桩基灌注混凝土前再次清孔后进行桩基混凝土浇注；(6)切断芯桩定位钢管；所述步骤(2)中所述钢管混凝土芯桩外周与竖向呈45度角环绕螺旋钢筋，钢筋与钢管间采用间断焊接，所述钢筋笼由纵筋和箍筋焊接而成，所述钢筋笼内侧均匀有设置至少3根镀锌注浆钢管，所述镀锌注浆钢管向下伸至钢筋笼底，所述镀锌注浆钢管上露出施工地面≥500mm；所述步骤(4)中将高强混凝土浇入圆钢管内形成钢管混凝土芯桩，然后吊装灌注混凝土后的钢管混凝土芯桩，并用可重复利用的芯桩安装固定支架调整所述钢管混凝土芯桩的定位；所述步骤(5)中两根桩基混凝土浇注导管对称设置，并同时浇注混凝土，以保证混凝土浇注均衡密实；所述步骤(6)中桩基混凝土浇注7天后，切断芯桩定位钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文强，刘宏，朱春华，陈杰，吴燕秋，文彦，杨优越，何瑞斐，蒙鞘，林智龙，
申请(专利权)人：华蓝设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45