复合式组合桩及其施工方法
【专利摘要】本发明提供一种复合式组合桩，所述复合式组合桩包括多根矩形桩、多根非预应力桩、多根竹节式桩、多根预应力管桩的组合，而组合成多种不同桩型的复合式组合桩，每种桩型的复合式组合桩的每上下二根桩的连接方式为机械连接。同时提供一种复合式组合桩的施工方法。本发明的效果是单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发挥，桩身抗拔性能得到大幅提高，桩身抗水平承载力大幅提高，施工对周围设施无影响，无噪声和空气污染，适应桩端持力层变化较大的地质条件；桩顶标高可控，可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力的变化，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，桩身完整性更加可靠。接桩方式快速安全牢固，单桩承载力高、具有良好的社会效益和推广价值。
【专利说明】复合式组合粧及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种桩及其施工过程，特别是一种复合式组合桩及其施工方法。
【背景技术】
[0002]随着城市建设的迅猛发展，可用于建设的土地资源越来越少，因此房屋建筑向高层发展，各种高层及超高层建筑成为当前建设的主导。对于高层及超高层建筑的基础工程，基础承载力的要求越来越高，建筑物沉降变形要求也越来越高。为满足承载力及变形要求，设计往往采用深长大直径灌注桩桩基础。
[0003]现有预制桩虽然施工中广泛应用，但是还是存在不少缺点:例如:软土地基中桩周侧阻力发挥不完全；软土地基中竖向抗压荷载下桩身强度不能充分发挥；开挖施工不当时易发生桩身倾斜，造成对桩身的损害；焊接施工不当及桩头结构处理不当时，产生抗拔承载力无法满足要求；变形性能不够高，易脆性破坏等问题。
[0004]现有预制桩一般以锤击沉桩、静压沉桩施工为主，往往也存在着挤土，施工中对周围设施(地下构造物、管线)有影响；施工耗能高、产生噪声和空气污染；穿透各种夹层时有难度施工不当时易对桩身造成宏观或微观的损害；桩顶标高难以控制，而截桩不当易造成桩头破坏或桩身预应力的变化；桩长受限制，不能满足高层或超高层承载力要求等问题。另夕卜，现有灌注桩也存在以下问题:缩颈，泥浆排放成为社会问题；桩底沉渣等时有发生，桩身质量波动大不够稳定；桩顶标高易发生参差不齐现象，开挖施工时难度大；现场难以保持整洁；施工速度慢，效率低；单方混凝土换算承载力仅为PHC桩30%至40%，有限资源利用不充分等。
【发明内容】
[0005]针对上述存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种复合式组合桩及其施工方法，以利于达到节能减排无震动，低噪声、无污染，成桩质量好，接桩方式快捷安全牢固、单桩承载力高、泥浆排放少，具有良好的社会效益和推广价值的效果。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种复合式组合桩，其中:所述复合式组合桩包括多根矩形桩组合，多根非预应力管桩、方桩组合，多根竹节式管桩、方桩组合，多根预应力管桩的组合，而形成多种不同桩型的复合式组合桩，每种复合式组合桩的每上下二根桩的连接方式为机械连接。。
[0007]同时提供一种复合式组合桩的施工方法。
[0008]本发明的效果是与现有预制桩及其施工工法相比:
[0009]单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发挥，桩身抗拔性能得到大幅提高(可用机械连接)，桩身抗水平承载力大幅提高，无挤土，施工对周围设施无影响，无噪声和空气污染，可穿过各种夹层，适应桩端持力层变化较大的地质条件；不会对桩身造成因沉桩而产生宏观或微观的损害，桩顶标高可控，可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力的变化，桩身，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，长期耐久性可靠，同时桩身完整性更加可靠。
[0010]本发明与现有灌注桩及其施工工法相比:
[0011]工厂化规模生产，混凝土强度可达到C80?C100，桩身质量稳定，技术先进，成桩过程全自动监控，施工质量可靠，无需现场浇注混凝土，不会出现缩颈现象，桩底无沉渣，确保端阻力满足设计要求，同承载力条件下泥浆排放量可减少70%，社会效果明显，台班施工速度快4?5倍，单方混凝土承载力高2?3倍，资源得以充分利用，桩顶标高可控，便于机械开挖施工，文明施工，现场整洁，无需现场加工钢筋等，成桩垂直度控制好，完整性更加可靠。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明机械连接各部件示意图；
[0013]图2、图2-1本发明机械连接装配完成图；
[0014]图3-1—图3-6是本发明各种桩型组合示意图；
[0015]图4是本发明施工过程示意图。
[0016]图中:
[0017]1、预留丝扣2、钢板件3、连接孔4、螺栓5、桩顶螺栓
[0018]6、桩顶螺栓孔7、预应力管桩8、竹节式桩9、矩形桩
[0019]10、非预应力桩
【具体实施方式】
[0020]结合附图及实施例对本发明的复合式组合桩及其施工方法加以说明。
[0021]如图1、2、2_1所示，本发明的复合式组合桩，所述复合式组合桩包括多根矩形桩组合，多根非预应力管桩、方桩组合，多根竹节式管桩、方桩组合，多根预应力管桩的组合，而形成多种不同桩型的复合式组合桩，每种复合式组合桩的每上下二根桩的连接方式为机械连接。
[0022]所述每上下二根桩的机械连接结构为在每上下二根桩的桩端处外周设有均匀布置的预留丝扣孔1，上下二根桩的桩端处分别设有相互对应且均匀布置的桩顶螺栓和桩顶螺栓孔；上下二根桩的桩端处外部设有多块相同的带有连接孔的钢板件2，通过螺栓插入钢板件的连接孔3及相对应的预留丝扣孔I，将钢板件2紧固环抱在所述上下二根桩的桩端处的外周，形成上下二根桩的桩端连接，不同桩型组合的复合桩保证上下两节桩的接桩部分截面相同。
[0023]在组合桩的桩端处设有布置均匀的预留丝扣1，并配套加工设有连接孔的钢板件
2。所述连接孔3的位置与预留丝扣孔I对应。在组合桩的桩顶设有桩顶螺栓5和桩顶螺栓孔6。上下节桩接桩时先将桩顶螺栓5插入相应桩顶螺栓孔6内，再利用螺栓4穿过钢板件2上的连接孔3拧入预留丝扣孔I内，从而实现桩端的连接，如图3-1—图3-6所示的不同桩型组合的复合桩。
[0024]如图4所示，本发明的施工过程为:
[0025]a.钻孔:根据地质情况选择合适的钻孔速度，并注水或膨润土混合液，对桩孔进行修整和护壁。钻孔时应对钻杆垂直度、平面位置、钻孔速度、钻机电流、用水或膨润土混合液量监控。钻孔孔径较桩孔孔径大于200mm。
[0026]b.桩端持力层确认:根据积分电流变化情况与静力触探变化趋向确定持力层。钻孔速度应保持一致，监测电流的负荷变化。
[0027]c.扩底:按照设定的扩大直径，分多次进行扩孔，扩孔过程通过常用自动油压扩大管理装置进行实时监测，保证扩孔直径的准确性。
[0028]d.注入桩端水泥浆:注浆时上下反复升降钻杆，确保全部注入扩底部位并保证桩端水泥浆的均匀分布。
[0029]e.注入桩周水泥浆与拔钻:注入桩端水泥浆后，开始拔出钻杆，在拔钻杆的同时注入桩周水泥浆并进行反复搅拌，注浆时根据提升钻杆的速度确定相匹配的注浆流量，保证水泥浆在孔内上下整体均匀分布
[0030]f.预钻孔接桩:在预钻孔处将两节桩机械连接，组成两节组合桩
[0031]g.植桩:钻杆拔出后用利用吊机将组合桩吊入桩孔，利用桩自重将桩植入钻孔内至设计深度。对于两节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节桩从预钻孔吊出植入钻孔内；对于三节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节桩从预钻孔吊出植入孔内后，再在孔口接上第三节桩，组成三节组合桩。
[0032]两节组合桩组合方式如下表:
[0033]
【权利要求】
1.一种复合式组合桩，其特征是:所述复合式组合桩包括多根矩形桩组合，多根非预应力管桩、方桩组合，多根竹节式管桩、方桩组合，多根预应力管桩的组合，而形成多种不同桩型的复合式组合桩，每种复合式组合桩的每上下二根桩的连接方式为机械连接。
2.根据权利要求1所述的复合式组合桩，其特征是:所述每上下二根桩的机械连接结构为在每上下二根桩的桩端处外周设有均匀布置的预留丝扣孔，上下二根桩的桩端处分别设有相互对应且均匀布置的桩顶螺栓和桩顶螺栓孔；上下二根桩的桩端处外部设有多块相同的带有连接孔的钢板件，通过螺栓插入钢板件的连接孔及相对应的预留丝扣孔，将钢板件紧固环抱在所述上下二根桩的桩端处的外周，形成上下二根桩的桩端连接，不同桩型组合的复合桩保证上下两节桩的接桩部分截面相同。
3.根据权利要求1所述复合式组合桩的施工方法，该方法的步骤为: a.钻孔:根据地质情况选择钻机的钻孔速度，并注水或膨润土混合液，对桩孔进行修整和护壁，钻孔时应对钻杆垂直度、平面位置、钻孔速度、钻机电流、用水或膨润土混合液的量进行监控，钻孔孔径大于桩孔孔径200mm ； b.桩端持力层确认:根据积分电流变化情况与静力触探变化，确认持力层，钻机钻孔速度应保持一致，随时监测电流的负荷变化； c.扩底:按照设定的扩大直径，分多次进行扩孔，并对扩孔过程进行实时监测，保证扩孔直径的准确性； d.注入桩端水泥浆:注浆时上下反复升降钻机钻杆，确保全部注入扩底部位并保证桩端水泥浆的均匀分布； e.注入桩周水泥浆与拔钻:注入桩端水泥浆后，开始拔出钻杆，在拔钻杆的同时注入桩周水泥浆并进行反复搅拌，注浆时根据提升钻机钻杆的速度确定相匹配的注浆流量，保证水泥浆在孔内上下整体均匀分布； f.预钻孔接桩:在预钻孔处将两节桩机械连接，组成两节组合桩； g.植桩:钻机钻杆拔出后，利用吊机将组合桩吊入桩孔，利用桩自重将桩植入钻孔内至设计深度，对于两节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节桩从预钻孔吊出植入钻孔内；对于三节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节桩从预钻孔吊出植入孔内后，再在孔口接上第三节桩，组成三节组合桩。
【文档编号】E02D5/52GK103628473SQ201310511400
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】崔凤祥, 刘永超, 苏永刚, 刘洁 申请人:天津建城基业集团有限公司