一种高喷扩径锚杆静压复合桩及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种高喷扩径锚杆静压复合桩及其施工方法，旨在提供一种不仅能够有效解决沉桩困难的问题，而且能够在有效增大桩承载能力的情况下，减小桩长的高喷扩径锚杆静压复合桩及其施工方法。高喷扩径锚杆静压复合桩包括高压旋喷桩段，高压旋喷桩段位于设定深度的土层内；钢管桩,钢管桩由沉压至土层内的钢管构成，所述钢管桩穿过高压旋喷桩段。所述钢管桩穿过高压旋喷桩段。所述钢管桩穿过高压旋喷桩段。

【技术实现步骤摘要】
一种高喷扩径锚杆静压复合桩及其施工方法


[0001]本专利技术涉及一种锚杆静压桩，具体涉及一种高喷扩径锚杆静压复合桩及其施工方法。

技术介绍

[0002]锚杆静压桩主要用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等软土地区的基础加固工程。锚杆静压桩法设备简单，易于操作，可在狭小的空间内作业，传荷过程和受力性能明确，在我国沿海地区应用广泛。目前的锚杆静压桩存在以下缺点，(1)锚杆静压桩的长度越长，承载能力越高，在某些软土地区，为了达到工程要求的加固效果，锚杆桩的长度往往较长，导致施工难度和成本提高的问题。
[0003](2)锚杆静压桩施工过程中，往往会碰到沉桩困难的土层(硬质土层),从而难以沉桩的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了提供一种不仅能够有效解决沉桩困难的问题，而且能够在有效增大桩承载能力的情况下，减小桩长的高喷扩径锚杆静压复合桩及其施工方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种高喷扩径锚杆静压复合桩，包括：高压旋喷桩段，高压旋喷桩段位于设定深度的土层内；钢管桩,钢管桩由沉压至土层内的钢管构成，所述钢管桩穿过高压旋喷桩段。本方案的高喷扩径锚杆静压复合桩采用高压旋喷桩段和钢管桩结合，在遇到沉桩困难的土层时，可以通过高压旋喷桩段穿过沉桩困难的土层，由于高压旋喷桩段是由水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体，其在硬化之前，钢管桩能够顺利的插入并穿过高压旋喷桩段；因而能够有效解决在遇到沉桩困难的土层时，存在的沉桩困难的问题。同时，钢管桩与固化后的高压旋喷桩段结合，有效的增大了该桩的承载能力，能够减小桩长，从而有效解决因桩长过长，而造成的施工难度高的问题。此外，在某些软土地区，通过设置高压旋喷桩段，亦可大幅提高桩的承载力，以达到工程要求的加固效果。
[0006]作为优选，钢管桩由若干段所述的钢管构成，各段钢管自上而下依次分布，且相邻两段钢管焊接相连。如此，可以采用分段沉压钢管的方式来沉压钢管桩，具体的，每当一段钢管沉压到土层中后，下一段钢管的下端与土层中最上方的一段钢管的上端焊接为一体，然后将下一段钢管沉压至土层中；从而便于在施工空间小(例如地下室空间)的情况下施工操作。
[0007]作为优选，位于高压旋喷桩段内的钢管桩的外侧壁和/或内侧壁上设有由钢板构成的抗剪键。如此，可以增大钢管桩侧摩阻力，以提高承载能力。
[0008]作为优选，位于高压旋喷桩段下方的钢管桩的外侧壁和/或内侧壁上设有由钢板构成的抗剪键。如此，可以增大钢管桩侧摩阻力，以提高承载能力。
[0009]作为优选，抗剪键的钢板与水平面的夹角为30
‑
60度。
[0010]作为优选，位于高压旋喷桩段内的钢管桩的外侧壁和/或内侧壁上设有由钢板构成的抗滑筋，位于高压旋喷桩段下方的钢管桩的外侧壁和/或内侧壁上也设有抗滑筋。如此，可以提高钢管桩的抗滑移能力。
[0011]作为优选，钢管桩的钢管在沉压至土层的设定深度时，钢管桩极限承载力标准值Q
uk
由下式计算，其中：Q
uk
＝u∑q
sik
l
i
+A
p
q
pk
+U∑λ
si
q
′
sik
l
i
+λ
p
A
′
p
q
′
pk
，式中，u—钢管桩外径周长；q
sik
—钢管桩桩周第i层土的极限侧阻力标准值；l
i
—第i层土的厚度；A
p
—钢管桩桩端截面面积；q
pk
—钢管桩极限桩端阻力标准值；U—高压旋喷桩段外径周长；q
′
sik
—高压旋喷桩段桩周第i层土的极限侧阻力标准值；A
′
p
—高压旋喷桩段桩端截面面积；q
′
pk
—高压旋喷桩段极限桩端阻力标准值；λ
si
—高压旋喷桩段桩侧摩阻力折减系数，取值范围为0.5
‑
0.8；λ
p
—高压旋喷桩段桩端阻力折减系数。
[0012]一种高喷扩径锚杆静压复合桩施工方法，依次包括以下步骤，(一),钢管桩一次沉桩，钢管桩由钢管构成，将钢管沉压至设定深度D1；(二)，高压旋喷桩段施工，采用高压旋喷桩机施工，高压旋喷桩段施工包括以下步骤，A2,高压旋喷桩机的旋喷钻杆由钢管的上端口伸入钢管，然后旋喷钻杆沿钢管往下钻入到设定深度为D2的土层内，D2大于D1；B2,旋喷钻杆底部的喷嘴喷射注浆，旋喷钻杆一边旋转，一边往上提升，已在土层中自下而上的施工高压旋喷桩段，当旋喷钻杆底部的喷嘴上移至(一)步骤的钢管桩的钢管的下端时，喷嘴停止喷射注浆，从而在设定深度为D1至D2的土层中形成高压旋喷桩段；(三)，钢管桩二次沉桩，在高压旋喷桩段硬化前，将钢管继续往下沉压至设定深度D3，D3大于D2，以使钢管桩穿过高压旋喷桩段。
[0013]本方案的高喷扩径锚杆静压复合桩施工方法中，先施工钢管桩一次沉桩，然后旋喷钻杆在钢管内沿钢管移动，以在设定深度为D1至D2的土层中施工形成高压旋喷桩段，如此，即可缩短高压旋喷桩段的长度，减小高压旋喷桩段施工时间，又可以保证施工形成高压旋喷桩段与钢管大致呈同轴分布，以使钢管桩二次沉桩时，钢管桩能够自上而下的穿过高压旋喷桩段，避免钢管桩在沉桩过程中偏离高压旋喷桩段，以保证钢管桩与高压旋喷桩段可靠的结合为一体。
[0014]作为优选，旋喷钻杆底部设有单向限位机构，单向限位机构包括一端通过轴杆转动设置在旋喷钻杆底部的弧形挡板、设置在弧形挡板上的接触片、设置在旋喷钻杆底部的外侧壁上的环形容纳槽及设置在环形容纳槽内的弧形挡板限位件，所述环形容纳槽靠近旋喷钻杆的喷嘴，所述轴杆位于环形容纳槽内，且轴杆与旋喷钻杆的轴线相平行，所述弧形挡
板能够绕轴杆转动，以使弧形挡板转动至环形容纳槽内或由环形容纳槽内转动至环形容纳槽外，当弧形挡板转动至环形容纳槽内后，所述接触片中至少有部分位于环形容纳槽的外侧；所述A2步骤的具体操作如下,先将弧形挡板能够绕轴杆转动，以使弧形挡板转动至环形容纳槽内；再将高压旋喷桩机的旋喷钻杆由钢管的上端口伸入钢管，然后旋喷钻杆正向旋转，沿钢管往下钻入到设定深度为D2的土层内，D2大于D1；在旋喷钻杆正向旋转钻入土层的过程中，弧形挡板和接触片在摩擦阻力的作用下，以使弧形挡板保持位于环形容纳槽内；所述B2步骤的具体操作如下,旋喷钻杆底部的喷嘴喷射注浆，旋喷钻杆一边反向旋转，一边往上提升，已在土层中自下而上的施工高压旋喷桩段，同时，在这个过程中弧形挡板和接触片在摩擦阻力的作用下，使弧形挡板绕轴杆转动至环形容纳槽外侧，直至弧形挡板抵在弧形挡板限位件上；当旋喷钻杆底部的喷嘴上移至(一)步骤的钢管桩的钢管的下端时，弧形挡板将抵在(一)步骤的钢管桩的钢管的下端上，此时，旋喷钻杆被阻挡停止上移，同时，喷嘴停止喷射注浆，从而在设定深度为D1至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高喷扩径锚杆静压复合桩，其特征是，包括：高压旋喷桩段，高压旋喷桩段位于设定深度的土层内；钢管桩,钢管桩由沉压至土层内的钢管构成，所述钢管桩穿过高压旋喷桩段。2.根据权利要求1所述的一种高喷扩径锚杆静压复合桩，其特征是，所述钢管桩由若干段所述的钢管构成，各段钢管自上而下依次分布，且相邻两段钢管焊接相连。3.根据权利要求1所述的一种高喷扩径锚杆静压复合桩，其特征是，位于高压旋喷桩段内的钢管桩的外侧壁和/或内侧壁上设有由钢板构成的抗剪键。4.根据权利要求1或2或3所述的一种高喷扩径锚杆静压复合桩，其特征是，位于高压旋喷桩段下方的钢管桩的外侧壁和/或内侧壁上设有由钢板构成的抗剪键。5.根据权利要求4所述的一种高喷扩径锚杆静压复合桩，其特征是，所述抗剪键的钢板与水平面的夹角为30
‑
60度。6.根据权利要求1或2或3所述的一种高喷扩径锚杆静压复合桩，其特征是，位于高压旋喷桩段内的钢管桩的外侧壁和/或内侧壁上设有由钢板构成的抗滑筋，位于高压旋喷桩段下方的钢管桩的外侧壁和/或内侧壁上也设有抗滑筋。7.根据权利要求1或2或3所述的一种高喷扩径锚杆静压复合桩，其特征是，所述钢管桩的钢管在沉压至土层的设定深度时，钢管桩极限承载力标准值Q
uk
由下式计算，其中：Q
uk
＝u∑q
sik
l
i
+A
p
q
pk
+U∑λ
si
q
′
sik
l
i
+λ
p
A
′
p
q
′
pk
，式中，u—钢管桩外径周长；q
sik
—钢管桩桩周第i层土的极限侧阻力标准值；l
i
—第i层土的厚度；A
p
—钢管桩桩端截面面积；q
pk
—钢管桩极限桩端阻力标准值；U—高压旋喷桩段外径周长；q
′
sik
—高压旋喷桩段桩周第i层土的极限侧阻力标准值；A
′
p
—高压旋喷桩段桩端截面面积；q
′
pk
—高压旋喷桩段极限桩端阻力标准值；λ
si
—高压旋喷桩段桩侧摩阻力折减系数，取值范围为0.5
‑
0.8；λ
p
—高压旋喷桩段桩端阻力折减系数。8.一种权利要求1
‑
7中任意一项权利要求所述的高喷扩径锚杆静压复合桩施工方法，其特征是，依次包括以下步骤，(一),钢管桩一次沉桩，钢管桩由钢管构成，将钢管沉压至设定深度D1；(二)，高压旋喷桩段施工，采用高压旋喷桩机施工，高压旋喷桩段施工包括以下步骤，A2,高压旋喷桩机的旋喷钻杆由...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学林，祝文畏，王擎忠，张林波，周豪毅，
申请(专利权)人：浙江省建筑设计研究院，
类型：发明
国别省市：