填砂管桩桥头路基加固结构的制作方法

本实用新型涉及一种填砂管桩桥头路基加固结构。

背景技术：

东部沿海地区经济发达，高速公路建设需求迫切。由于该地区普遍分布有深厚软土层，土体孔隙比大、含水量高、强度低且压缩性高，路基工后沉降较大，尤其在路桥连接处，由于路桥差异沉降大而导致桥头跳车、路面开裂等问题，严重影响行车安全。因此，选用合适的方式对桥头路基进行加固处理具有重要意义。目前，在诸多路基加固处理方法中，打设预制管桩形成的刚性桩复合地基效果最为显著。对该类复合地基，上部荷载主要由预应力管桩分担，桩间土分担荷载较少，因此其承载力较高且沉降量能够很好地控制。但由于打桩过程中的挤土效应，靠近桩身附近的土体产生超静孔隙水压力且难以消散，从而影响桩周土的固结，对其承载力的发挥和沉降的发展不利，导致工后沉降量过大。

技术实现要素：

为缓解现有刚性桩桥头路基加固处理存在的超静孔压难以消散及工后沉降过大的问题，本实用新型提出了一种填砂管桩桥头路基加固处理技术。在桩端焊接尺寸大于管桩外径的桩尖，压桩过程中形成桩身与周围土体之间的空隙，在空隙中填入干砂，形成排水通道，以加快沉桩产生的超静孔隙水压力的消散，加快地基土的固结，显著减小工后沉降，提高加固处理效果。

为实现上述的技术目的，本实用新型将采取如下的技术方案：

一种填砂管桩桥头路基加固结构，包括若干沉孔，每一个沉孔中均配置有一根预制管桩，预制管桩的桩顶内配装有桩帽，且各预制管桩的桩顶上方覆盖褥垫层；预制管桩的桩端具有开口桩尖，且开口桩尖的外径大于预制管桩的外径，同时开口桩尖通过在外壁开设刃口形成尖端；沉孔通过开口桩尖沉入沉桩点而形成；预制管桩的桩身与沉孔的孔壁之间具有干粗砂。

作为上述填砂管桩桥头路基加固结构的进一步改进，所述桩尖的上部具有环形嵌槽；环形嵌槽的内径与预制管桩的外径相当，环形嵌槽的外径大于预制管桩的外径，且环形嵌槽的外壁具有刃口；预制管桩的桩端嵌套在环形嵌槽中。

作为上述填砂管桩桥头路基加固结构的进一步改进，预制管桩的桩端与环形嵌槽之间焊接固定。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：

本实用新型在桩周充填粗砂，一方面能够提高桩的侧摩阻力，另一方面能够形成排水通道，加快超静孔隙水压力的消散及桩周土的固结，显著减小工后沉降。

附图说明

图1是一种填砂管桩沉桩剖面图。

图2是一种填砂管桩桥头路基加固处理效果剖面图。

图中：预制管桩1、开口桩尖2、填砂钢护筒3、干粗砂4、软土5、桩帽6、褥垫层7、路堤填土8。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

本实用新型公开了一种填砂管桩桥头路基加固施工方法，包括以下步骤：

(1)在软土路基上确定沉桩点后，放置填砂钢护筒3；

(2)将桩端具有开口桩尖2的预制管桩1吊放至沉桩点，采用压桩机将桩尖压入软土5，直至桩尖完全压入软土5中；其中：开口桩尖2的外径大于预制管桩1的外径，开口桩尖2沉入软土路基形成沉孔；

(3)往填砂钢护筒3中倒入干粗砂4；

(4)继续进行沉桩作业，通过预制管桩1桩身与填砂钢护筒3中干粗砂4的摩擦力，将干粗砂4填入预制管桩1桩身与沉孔孔壁之间的空隙中，直至沉桩至预定深度；

(4)待整片场地均沉桩完成之后，先设置桩帽6，然后再铺设一层褥垫层7。

本实用新型还公开了一种填砂管桩桥头路基加固结构，包括沉孔、预制管桩1、桩帽6及褥垫层7；预制管桩1的桩端具有开口桩尖2，且开口桩尖2的外径大于预制管桩1的外径，同时开口桩尖2通过在外壁开设刃口形成尖端；沉孔通过开口桩尖2沉入沉桩点而形成；预制管桩1的桩身与沉孔的孔壁之间具有干粗砂4。

作为上述填砂管桩桥头路基加固结构的进一步改进，所述桩尖的上部具有环形嵌槽；环形嵌槽的内径与预制管桩1的外径相当，环形嵌槽的外径大于预制管桩1的外径，且环形嵌槽的外壁具有刃口；预制管桩1的桩端嵌套在环形嵌槽中。

作为上述填砂管桩桥头路基加固结构的进一步改进，预制管桩1的桩端与环形嵌槽之间焊接固定。

本实用新型预制管桩1桩端焊接有开口桩尖2，桩尖上部为环形嵌槽，环形嵌槽内径与预制管桩1外径相当，而外径则大于预制管桩1外径，从而使预制管桩1嵌套其中；桩尖下部的内径与预制管桩1内径相当，外部开有刃口，以便于沉桩。由于桩尖上部的尺寸大于管桩外径，沉桩过程中会在桩身与周围土体之间产生空隙，在空隙中填入干粗砂4以形成排水通道，便于沉桩产生的超静孔隙水压力快速消散。施工时，首先确定沉桩位置并放置填砂钢护筒3，将开有刃口的桩尖焊接在预制管桩1的桩端上；然后，用压桩机将桩尖压入土中，往沉砂钢护筒内倒入干粗砂4，继续沉桩作业，通过桩身摩擦力将干粗砂4充填进桩周空隙中，直至沉桩至预定深度，在此过程中，监控填砂量，并与预估填砂量对比，确保填砂效果；最后，待整片场地沉桩完成之后，设置桩帽6并铺设一定厚度的褥垫层7。路基加固工作即完成，一段时间之后，可进行路堤填土8的填筑。

管桩桩周填有粗砂，以便于沉桩产生的超静孔隙水压力快速消散，并形成排水通道，以加快桩周土体的固结，减小工后沉降。

技术特征：

1.一种填砂管桩桥头路基加固结构，包括若干沉孔，每一个沉孔中均配置有一根预制管桩，预制管桩的桩顶内配装有桩帽，且各预制管桩的桩顶上方覆盖褥垫层；其特征在于，预制管桩的桩端具有开口桩尖，且开口桩尖的外径大于预制管桩的外径，同时开口桩尖通过在外壁开设刃口形成尖端；沉孔通过开口桩尖沉入沉桩点而形成；预制管桩的桩身与沉孔的孔壁之间具有干粗砂。

2.根据权利要求1所述的填砂管桩桥头路基加固结构，其特征在于，所述桩尖的上部具有环形嵌槽；环形嵌槽的内径与预制管桩的外径相当，环形嵌槽的外径大于预制管桩的外径，且环形嵌槽的外壁具有刃口；预制管桩的桩端嵌套在环形嵌槽中。

3.根据权利要求2所述的填砂管桩桥头路基加固结构，其特征在于，预制管桩的桩端与环形嵌槽之间焊接固定。

技术总结
本实用新型公开了一种填砂管桩桥头路基加固结构，包括若干沉孔，每一个沉孔中均配置有一根预制管桩，预制管桩的桩顶内配装有桩帽，且各预制管桩的桩顶上方覆盖褥垫层；预制管桩的桩端具有开口桩尖，且开口桩尖的外径大于预制管桩的外径，同时开口桩尖通过在外壁开设刃口形成尖端；沉孔通过开口桩尖沉入沉桩点而形成；预制管桩的桩身与沉孔的孔壁之间具有干粗砂。因此，本实用新型在空隙中填入干砂，形成排水通道，以加快沉桩产生的超静孔隙水压力的消散，加快地基土的固结，显著减小工后沉降，提高加固处理效果。

技术研发人员：李振亚;高玉峰
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2019.03.27
技术公布日：2020.04.21