一种用于极软极硬地层钢管混凝土桩加固方法

本发明涉及管桩，尤其涉及一种用于上软下硬地层中的管桩结构及加固方法。

背景技术：

1、钢管混凝土桩由于其外部钢管对内部混凝土产生约束，使得混凝土处于三向应力状态，其强度大大提高，塑性和韧性明显改善，具有良好的延性。特别适用于软土覆盖层很厚地区的超高层建筑、跨水桥和码头等。但对于较厚的坚硬土层，钢管混凝土桩难以穿透，不管是锤击沉桩还是静力沉桩，都有可能在沉桩过程中造成桩内混凝土被压碎，影响成桩质量。因此，现有的钢管混凝土桩难以在上软下硬地层的工程中应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于上述钢管混凝土桩的加固方法。

2、本发明的目的通过下述技术方案实现：

3、一种适用于上软下硬地层中钢管混凝土桩的加固方法，包括以下步骤：

4、在孔内垂直沉入钢管混凝土桩和重力注浆管，且在软硬土层交界面处预留3个孔，孔与孔外壁相距50mm，用于吊放钢筋笼。所述钢管混凝土桩沿所述孔的轴线布置，所述重力注浆管置于桩内并伸到预留的孔内。

5、所述孔是在所述管桩内沿着桩身轴线钻孔得到的，所述孔的深度到坚硬土层处；

6、所述预留孔为钻机钻孔，一个布置在桩身轴线上，另外两个分别置于轴线两侧；

7、所述钢筋笼安放在所述预留孔内，包括沿着钢管竖向设置的主筋和垂直钢管设置的箍筋；

8、所述重力注浆管在所述管桩的预留孔内注入浆液，直至浆液充满所述预留孔并达到桩顶与钢管齐平。并取出所述重力注浆管，待浆液初凝后，所述钢管混凝土桩内浆液和钢管形成一个整体。

9、进一步的，利用钻孔设备在所述钢管混凝土桩内沿着桩身轴线钻孔，并采用垂直机械清土，得到所述孔。

10、进一步的，所述孔的深度到达坚硬土层600mm～800mm处。

11、所述孔的底部沉渣厚度不小于30mm。

12、进一步的，所述钢管混凝土桩内的混凝土等级采用c50或以上。

13、进一步的，所述钢管混凝土桩的中轴线与所述孔的中轴线重合。

14、进一步的，所述钢管混凝土桩在距离软硬土层交界面5m处四周增设凸起。

15、进一步的，所述预留孔在钻机钻所述孔时一并完成，预留孔直径为100mm～150mm，打进坚硬土层的深度为1.5m～2m。并排布置，两侧预留孔与桩内壁的距离不小于30mm。

16、进一步的，所述钢筋笼的主筋采用4条直径为22mm的钢筋，箍筋直径为8mm，间距为20mm，钢筋笼伸出软硬土交界面0.8m～1.5m。

17、所述混凝土浆液等级采用c50或以上，初凝过程包括：浆液静止约5至7小时，优选静止6小时。所述浆液外掺减水剂(亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物)、早强剂(水玻璃)和膨胀剂(硫铝酸钙型混凝土膨胀剂)。

18、与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

19、1、本加固方法让钢管混凝土桩打入坚硬地层的深度较浅，桩内混凝土不容易发生破坏，压碎的问题，使得钢管混凝土桩能够在变地层的工程中应用。

20、2、本加固方法在软硬土层交界处钻孔，放入钢筋笼，然后注浆，加强了钢管混凝土桩的整体性，能承受更大的荷载。

21、3、施工方便快捷，效率高，加快了施工进度。

22、4、本加固方法具有经济效益，可实现产业化，市场应用前景广泛。

技术特征：

1.一种用于上软下硬地层中的钢管混凝土桩结构，其特征在于，包括钻孔、预留孔、钢管混凝土桩、以及钢筋笼；所述钻孔的底部一直延伸至软硬土交界面之下；所述预留孔位于钻孔内的软硬土交界面处，底部深度大于钻孔的底部深度；所述钢管混凝土桩沉入钻孔内，其底部延伸至软硬土交界面之下；所述钢筋笼放入预留孔内，钢筋笼的顶部高于软硬土交界面；所述钢管混凝土桩内浇筑混凝土，所述混凝土层向下填满预留孔，向上填充至桩顶与钢管齐平。

2.根据权利要求1所述的用于上软下硬地层中的钢管混凝土桩结构，其特征在于，所述钢管混凝土桩的内壁还设有凸起；所述凸起环绕预应力管桩内壁设置并与钢筋笼接触，凸起的深度范围下至软硬土交界面，上至5米高度处。

3.根据权利要求1所述的用于上软下硬地层中的钢管混凝土桩结构，其特征在于，所述钻孔位于软硬土交界面之下的深度为600毫米至800毫米，其底部沉渣厚度不小于30毫米。

4.根据权利要求1所述的用于上软下硬地层中的钢管混凝土桩结构，其特征在于，所述预留孔位于软硬土交界面之下的深度均为1500毫米至2000毫米，直径均为100毫米至150毫米。

5.根据权利要求1所述的用于上软下硬地层中的钢管混凝土桩结构，其特征在于，每个所述预留孔之间的外壁间距至少为50毫米，第二预留孔外壁与预应力管桩内壁的间距不少于30毫米。

6.根据权利要求1所述的用于上软下硬地层中的钢管混凝土桩结构，其特征在于，所述钢筋笼的顶部高出软硬土交界面800毫米至1500毫米距离。

7.根据权利要求1所述的用于上软下硬地层中的管桩结构，其特征在于，所述钢管混凝土桩内的混凝土等级采用c50或以上。

8.一种如权利要求1至7所述的用于上软下硬地层中的管桩结构的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的用于上软下硬地层中的管桩结构的加固方法，其特征在于，所述步骤s1与步骤s2一并完成。

10.根据权利要求1所述的用于上软下硬地层中的管桩结构，其特征在于，所述混凝土浆液外掺减水剂、早强剂和膨胀剂；所述减水剂为亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物；所述早强剂为水玻璃；所述膨胀剂为硫铝酸钙型混凝土膨胀剂；静止时间为5至7小时。

技术总结
本发明公开了一种用于上软下硬地层中的钢管混凝土桩结构及加固方法，主要包括钻孔、预留孔、钢管混凝土桩和钢筋笼；预留孔均位于钻孔内；钢管混凝土桩沉入钻孔内，其底部延伸至软硬土交界面之下；钢筋笼放入预留孔内，钢筋笼的顶部高于软硬土交界面；钢管混凝土桩内浇筑混凝土。加固方法主要包括：竖直向下钻挖用于沉桩的孔，形成钻孔；沿着钻孔轴线在钻孔内钻挖预留孔；在钻孔中沉入钢管混凝土桩，在预留孔中放入钢筋笼；向钢管混凝土桩和预留孔内注入混凝土浆液。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

技术研发人员：高海钦,侯振坤,张博昊
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11