钢管混凝土挖孔灌注复合微型桩的制作方法

本发明属于支护工程技术领域，具体涉及一种钢管混凝土挖孔灌注复合微型桩。

背景技术：

钢筋混凝土灌注桩是一种常见的桩基结构型式，常采用人工挖孔或机械钻孔成孔两种方式成孔，其具有桩身强度高、抗变形能力强等优点，在地基基础加固和基坑、边坡支挡中得到了广泛应用。

钢筋混凝土灌注桩采用机械钻孔法施工时，通常采用冲击钻冲击或旋挖钻旋挖两种机械成孔方式，桩截面采用圆形，该施工方法适用范围广，施工速度快，但由于其机械设备具有一定高度，且冲击钻施工过程中产生的冲击也可能对周围环境造成影响，从而导致桩基施工机械设备所需净空不足或桩位附近有建筑物时无法使用。

钢筋混凝土灌注桩采用人工挖孔施工时，其施工方式对桩位上部净空无要求，截面可根据受力需要采用圆形或长方形，因此在钢筋混凝土灌注桩采用机械钻孔法施工受限时具有一定的技术和经济优势，该施工方法主要适用于地下水位不高的地区，遇地下水位较高时人工挖孔施工深度有限，开挖深度较大时往往需要增加止水帷幕、抽水等辅助成孔措施，经济性欠佳，一定程度上限制了其使用。

基于钢筋混凝土灌注桩工程技术现状，为解决其施工条件受限，对环境影响大、经济性差等问题，需重点解决以下关键技术问题：

(1)新型结构应能避免常规钢筋混凝土灌注桩桩基施工机械设备所需净空不足、对周围环境影响大及地下水位较高时无法人工开挖等缺陷。

(2)新型结构应更适应桩基结构桩体大致上大下小的受力、变形特点，且采用强度高、长期稳定性好的材料，从而经济性更佳，施工质量可控。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种结构强度高、长期稳定性好、施工质量可控性强、对环境影响小、经济性更佳的钢管混凝土挖孔灌注复合微型桩。

本发明采用的技术方案是：一种钢管混凝土挖孔灌注复合微型桩，包括位于地基内部上端的灌注桩孔和位于地基内部下端的微型桩孔群，所述灌注桩孔内设置混凝土挖孔灌注桩，混凝土挖孔灌注桩包括多根沿圆周均匀间隔布置的第一钢管细石混凝土微型桩和浇筑于多根第一钢管细石混凝土微型桩间的混凝土，所述多根第一钢管细石混凝土微型桩形成的圆的外壁绑扎有外侧箍筋，所述多根第一钢管细石混凝土微型桩形成的圆的内壁支撑有加劲箍筋，所述微型桩孔群内设置多根第二钢管细石混凝土微型桩，所述多根第一钢管细石混凝土微型桩分别与多根第二钢管细石混凝土微型桩同轴固定连接。

进一步地，所述第一钢管细石混凝土微型桩与第二钢管细石混凝土微型桩结构相同，所述第一钢管细石混凝土微型桩包括微型桩钢管和细石混凝土，所述细石混凝土灌注于微型桩钢管的管孔内。

进一步地，所述第一钢管细石混凝土微型桩与第二钢管细石混凝土微型桩的微型桩钢管一体化连接。

进一步地，所述第一钢管细石混凝土微型桩与第二钢管细石混凝土微型桩的微型桩钢管通过内置螺栓的钢管固定连接。

进一步地，所述多根第一钢管细石混凝土微型桩与多根第二钢管细石混凝土微型桩的微型桩钢管的连接点位于不同高度的平面内。

进一步地，所述微型桩钢管的孔径为89-150mm。

进一步地，所述微型桩孔群包括多个沿圆周均布间隔布置在地基中的微型桩孔，所述多根第二钢管细石混凝土微型桩桩壁分别贴合多个微型桩孔孔壁。

进一步地，所述第一钢管细石混凝土微型桩桩壁与灌注桩孔孔壁之间间隔一定距离。

进一步地，所述外侧箍筋呈螺旋形绑扎于多根第一钢管细石混凝土微型桩形成的圆的外壁。

更进一步地，所述加劲箍筋包括多根呈上下间隔布置的环形钢筋。

本发明的有益效果是：

(1)钢管混凝土挖孔灌注复合微型桩结构采用钢管、细石混凝土、钢管混凝土及钢筋作为原材料，所用材料强度高、长期稳定性好，施工质量可控。

(2)上部桩体结构利用强度更高、刚度更大的钢管细石混凝土微型桩代替钢筋，形成钢管混凝土挖孔灌注桩，钢管细石混凝土微型桩作为单独的桩体具备一定的抗拉、抗压和抗剪能力，抵抗外力效果更好，相比于采用钢筋作为主筋经济性更佳。

(3)钢管细石混凝土微型桩采用地质钻机施作，定位准确，可避免常规桩基钢筋笼采用定位钢筋控制混凝土保护层的方法，进一步节约了钢筋数量。

(4)下部桩体结构采用钢管细石混凝土微型桩，采用地质钻机成孔，施工条件不受限制，且对环境影响小，相比常规钢筋混凝土钻孔桩或挖孔桩，在常规钻孔或挖孔施工条件受限时具有明显的技术优势。

(5)钢管细石混凝土微型桩贯穿整个桩体，上部为强度更高、刚度更大的钢管混凝土挖孔灌注桩，下部仅采用钢管细石混凝土微型桩，利用微型桩的群桩作用抵抗上部桩体传递的荷载，刚度上大下小，更能适应桩体结构大致呈上大下小的受力、变形特点，节约了下部挖孔桩施工，经济性更佳。

附图说明

图1为本发明的纵断面示意图。

图2为图1中a-a剖面图。

图3为图1中b-b剖面图。

图4本发明钢管细石混凝土微型桩的横断面示意图。

图中：1-地基；2-灌注桩孔；2.1-孔壁；3-微型桩孔；3.1-孔壁；4-混凝土挖孔灌注桩；5-第一钢管细石混凝土微型桩；5.1-微型桩钢管；5.2-细石混凝土；5.3-桩壁；6-混凝土；7-第二钢管细石混凝土微型桩；8-外侧箍筋；9-加劲箍筋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1-4所示，本发明包括位于地基1内部上端的灌注桩孔2和位于地基1内部下端的微型桩孔群，所述灌注桩孔2内设置混凝土挖孔灌注桩4，混凝土挖孔灌注桩4包括多根沿圆周均匀间隔布置的第一钢管细石混凝土微型桩5和浇筑于多根第一钢管细石混凝土微型桩5间的混凝土6，所述多根第一钢管细石混凝土微型桩5形成的圆的外壁绑扎有外侧箍筋8，外侧箍筋8呈螺旋形绑扎于多根第一钢管细石混凝土微型桩形成的圆的外壁。所述多根第一钢管细石混凝土微型桩5形成的圆的内壁支撑有加劲箍筋9，加劲箍筋9包括多根呈上下间隔布置的环形钢筋。所述微型桩孔群内设置多根第二钢管细石混凝土微型桩7，所述多根第一钢管细石混凝土微型桩5分别与多根第二钢管细石混凝土微型桩7同轴固定连接。

第一钢管细石混凝土微型桩5的桩壁5.3与灌注桩孔2的孔壁2.1之间间隔一定距离，便于向灌注桩孔内灌注钢管混凝土，保证混凝土挖孔灌注桩的结构强度。

因地质条件所限，本申请灌注桩孔2的深度开挖至地下水位以上的位置，即灌注桩孔2底部的高度高于地下水位的高度，地下水位以下位置施工微型桩孔群及多根第二钢管细石混凝土微型桩。

上述第一钢管细石混凝土微型桩5与第二钢管细石混凝土微型桩7结构相同，所述第一钢管细石混凝土微型桩5包括微型桩钢管5.1和细石混凝土5.2，所述细石混凝土5.2灌注于微型桩钢管5.1的管孔内。微型桩钢管5.1的孔径为89-150mm，灌注桩孔2孔径1.25-2m。

根据施工过程的不同，第一钢管细石混凝土微型桩5与第二钢管细石混凝土微型桩7的连接方式可以有不同方式，第一钢管细石混凝土微型桩5与第二钢管细石混凝土微型桩7的微型桩钢管一体化连接；或者第一钢管细石混凝土微型桩5与第二钢管细石混凝土微型桩7的微型桩钢管通过内置螺栓的钢管固定连接，通过内置螺栓连接时，多根第一钢管细石混凝土微型桩5与多根第二钢管细石混凝土微型桩7的微型桩钢管的连接点位于不同高度的平面内，结构强度更好。

上述方案中，微型桩孔群包括多个沿圆周均布间隔布置在地基中的微型桩孔3，所述多根第二钢管细石混凝土微型桩7的桩壁分别贴合多个微型桩孔3的孔壁3.1。第二钢管细石混凝土微型桩7的微型桩钢管在微型桩孔壁施作过程中跟管植入，二者紧密贴合，微型桩钢管固定后灌入细石混凝土，微型桩钢管和细石混凝土形成可靠整体。

本申请上部桩体为钢管混凝土挖孔灌注桩，其采用强度更高、刚度更大的钢管细石混凝土微型桩代替常规钢筋混凝土挖孔桩或钻孔桩的钢筋，并将钢管细石混凝土微型桩穿透挖孔灌注桩至一定深度，整体刚度大，用以承担上部较大的荷载，并将荷载传递至周围地基及下部桩体。钢管细石混凝土微型桩作为单独的桩体具备一定的抗拉、抗压和抗剪能力，可有效节约常规钢筋混凝土挖孔桩或钻孔桩的主筋和抗剪箍筋数量。另外，钢管细石混凝土微型桩1采用地质钻机施作，对环境影响小，且定位准确，可避免常规桩基钢筋笼采用定位钢筋控制混凝土保护层的方法，进一步节约了钢筋数量，经济型佳。

下部桩体为数根钢管细石混凝土微型桩组成的群桩，下部桩体共同承担上部混凝土灌注桩传递的荷载，并将荷载传递至周围地基，其刚度相比上部桩体较小，更能适应桩体结构大致呈上大下小的受力、变形特点，节约了下部挖孔桩施工，经济性更佳。

具体实施过程如下：

(1)施工灌注桩孔2至设计深度(一般在地下水位以上位置)，施工时应根据地基实际情况按设计要求对灌注桩孔进行必要的支护(包括锁口、护壁等)。

(2)于施工完毕的灌注桩孔2顶部架设地质钻机，按设计位置施钻微型桩孔群，微型桩孔群施钻过程中将微型桩钢管作为钻探套管跟进至设计桩底位置。

(3)于灌注桩孔2形成的圆柱形地基槽内按设计要求绑扎或焊接钢管外侧箍筋8、加劲箍筋9。该种方法适用于第一钢管细石混凝土微型桩5与第二钢管细石混凝土微型桩7的微型桩钢管一体化连接的情况。

当第一钢管细石混凝土微型桩5与第二钢管细石混凝土微型桩7的微型桩钢管非一体化连接时，该步骤也可采用如下方式：外侧箍筋8、加劲箍筋9的绑扎或焊接采用在其他施工场地制作后吊装安放，其他施工场地制作的安放于灌注桩孔形成的圆柱形地基槽内的第一钢管细石混凝土微型桩的微型桩钢管与第二钢管细石混凝土微型桩的微型桩钢管采用同尺寸、同强度的内置螺栓的钢管连接，各微型桩钢管的接头应避免在同一深度截面处。

(4)外侧箍筋8、加劲箍筋绑扎9、焊接完毕或吊装施工完毕后，于灌注桩孔2形成的圆柱形地基槽内按设计要求灌注相应标号的钢管混凝土6，养护至设计周期。微型桩钢管可作为混凝土挖孔灌注桩的质量检测用声测管，检测合格后往其中灌注细石混凝土，按要求进行养护和检测。

以上各项施工步骤施作完毕后即形成“钢管混凝土挖孔灌注复合微型桩结构”。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。