专利名称：螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基及施工方法
技术领域：
发明涉及一种预压复合斜桩基及施工方法。
背景技术：
在公共建筑、铁路桥梁的地面下基础构筑物经常有很大的水平作用力传入地基土层内，当地基土层为粘性土或砂类土时，现有的桩基采用钢混承台下竖向群桩基承受水平作用力，当应用竖向桩承受水平推力时，桩直径0. 4 0. 8m,由于桩基承受的水平作用力仅为竖向抗压承载力的十几分之一，导致现有的竖向群桩基的承载材料消耗大；现有的斜向施工钻孔灌压桩实施困难，桩体质量无法保证。
发明内容
本发明为解决现有的竖向群桩基的承载材料消耗大以及现有斜向施工钻孔灌压桩实施困难，桩体质量无法保证的问题，提供一种螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基及施工方法。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是本发明所述的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基由预压板、多个工字钢和多个螺旋肋钢管组成，所述预压板压在土体的斜面上，所述预压板上沿预压板的厚度方向加工有按矩阵排布的多个通孔，通孔的数量与螺旋肋钢管的数量一致设置，每个螺旋肋钢管经过预压板上相应位置的通孔倾斜钻入土体内，所述多个工字钢固装在预压板的外表面上，每排螺旋肋钢管的两侧平行设置有两个工字钢，钻入土体内的每个螺旋肋钢管的管壁上均布加工有多个喷浆孔，在每个螺旋肋钢管内灌有压力水泥浆，压力水泥浆由各个喷浆孔喷射至土体内，每个螺旋肋钢管与水平面之间的夹角为5 85°，所述螺旋肋钢管的管直径为 102 180mm。本发明的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基的施工方法是按着以下步骤实现的步骤一、将每个螺旋肋钢管作防腐处理，在每个螺旋肋钢管的表面渗涂一层防腐剂；步骤二、将每个螺旋肋钢管依次倾斜钻入土体内，保证螺旋肋钢管之间平行设置；步骤三、将预压板压在土体的斜面上，将每个螺旋肋钢管的张拉端穿出预压板；步骤四、将多个工字钢平行固定在预压板的外表面上，张拉钢管对工字钢施加恒定的预压力，预压力值取钢管抗拉强度设计值，再对多个螺旋肋钢管的张拉端依次进行张拉锁定，重复张拉锁定持荷使土体压缩趋于稳定为止，卸掉锚锁与工字钢；步骤五、封闭钢管张拉端头，将每个螺旋肋钢管从张拉端处注入压力水泥浆，压力水泥浆的压力范围为3 6Mpa ；步骤六、最后将每个螺旋肋钢管的张拉端灌入强度等级不小于C30的混凝土。
本发明的有益效果是本发明的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基采用螺旋肋钢管倾斜钻入土体内，实现了螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基承受水平作用力，与现有应用竖向桩承受水平推力对比，同等桩长时换算桩直径仅为0. 2細，本发明的混凝土材料用量仅为现有竖直桩基的十二分之一；钢材用量节省达35% ；本发明的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基的施工方法实施方便，保证了桩体的质量。
图1是本发明的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基的整体结构主视示意图，图2 是图1的I向视图，图3是螺旋肋钢管的整体结构示意图，图4是图2的I向视图(卸掉工字钢)。
具体实施例方式具体实施方式
一如图1 3所示，本实施方式的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基由预压板1、多个工字钢2和多个螺旋肋钢管3组成，所述预压板1压在土体4的斜面上，所述预压板1上沿预压板1的厚度方向加工有按矩阵排布的多个通孔1-1，通孔1-1的数量与螺旋肋钢管3的数量一致设置，每个螺旋肋钢管3经过预压板1上相应位置的通孔 1-1倾斜钻入土体4内，所述多个工字钢2固装在预压板1的外表面上，每排螺旋肋钢管3 的两侧平行设置有两个工字钢2，钻入土体4内的每个螺旋肋钢管3的管壁上均布加工有多个喷浆孔3-3，在每个螺旋肋钢管3内灌有压力水泥浆5，压力水泥浆5由各个喷浆孔3-3 喷射至土体4内，每个螺旋肋钢管3与水平面之间的夹角α为5 85°，所述螺旋肋钢管 3的管直径d为102 180mm。所述预压板是钢筋混凝土预压板。预压板1上通孔1-1的直径为D，螺旋肋钢管3与通孔1-1的空隙不小于50mm ；两个螺旋肋钢管3的间距S不小于7d。
具体实施方式
二 如图1和图3所示，本实施方式螺旋肋钢管3由钢管主体3-1和多个螺旋叶片3-2构成，多个螺旋叶片3-2均布固装在钢管主体3-1的外壁上。如此设计， 可以通过多个螺旋叶片3-2剪力扩散传递对土体4进行拉压挤实。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图1和图3所示，本实施方式螺旋叶片3-2的厚度t为5mm， 相邻两个螺旋叶片3-2之间的距离η为200mm。如此设计，便于螺旋肋钢管3钻入土体4。 其它组成及连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四如图1和图3所示，本实施方式的喷浆孔3-3的直径Φ为9mm。 如此设计，可以通过喷浆孔3-3向土体4内灌入水泥浆，灌实螺旋叶片3-2及桩端的拉脱空隙。其他组成及连接关系与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
五如图1所示，本实施方式所述预压板1的厚度h为150 300mm。 如此设计，可以保证预压板的刚度。其他组成及连接关系与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六如图3所示，本实施方式带有螺旋叶片3-2的螺旋肋钢管段的长度Ll与位于土体4内没有螺旋叶片3-2的钢管段的长度L2的比值为3 1。如此设计，为了避免螺旋肋钢管3的L2段有螺旋肋会阻碍预压板位移，钢管L2段与土体间空隙在压入水泥浆时须灌实。其他组成及连接关系与具体实施方式
二、三或五相同。
具体实施方式
七如图1 4所示，本实施方式的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基的施工方法的步骤如下步骤一、将每个螺旋肋钢管3作防腐处理，在每个螺旋肋钢管3的表面渗涂一层防腐剂；步骤二、将每个螺旋肋钢管3依次倾斜钻入土体4内，保证螺旋肋钢管3之间平行设置；步骤三、将预压板1压在土体4的斜面上，将每个螺旋肋钢管3的张拉端穿出预压板1 ；步骤四、将多个工字钢2平行固定在预压板1的外表面上，张拉钢管3对工字钢2 施加恒定的预压力，预压力值取钢管抗拉强度设计值，再对多个螺旋肋钢管3的张拉端依次进行张拉锁定，重复张拉锁定持荷使土体4压缩趋于稳定为止，卸掉锚锁与工字钢；步骤五、封闭钢管张拉端头，将每个螺旋肋钢管3从张拉端处注入压力水泥浆5， 压力水泥浆5的压力范围为3 6Mpa ；步骤六、最后将每个螺旋肋钢管3的张拉端灌入强度等级不小于C30的混凝土。预压板1可以作为连接构筑物底部基础的垫层板；步骤五和步骤六可交替操作。
具体实施方式
八本实施方式步骤四中在预压板1与工字钢2之间设置钢板垫块， 钢板垫块的厚度为10 20mm。如此操作，在施加预压力时会优先压缩两个螺旋肋钢管3中间的土体4。
权利要求
1.一种螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基，其特征在于所述复合斜桩基由预压板(1)、多个工字钢( 和多个螺旋肋钢管C3)组成，所述预压板(1)压在土体的斜面上，所述预压板(1)上沿预压板(1)的厚度方向加工有按矩阵排布的多个通孔(1-1)，通孔 (1-1)的数量与螺旋肋钢管C3)的数量一致设置，每个螺旋肋钢管C3)经过预压板(1)上相应位置的通孔(1-1)倾斜钻入土体内，所述多个工字钢O)固装在预压板(1)的外表面上，每排螺旋肋钢管(3)的两侧平行设置有两个工字钢O)，钻入土体内的每个螺旋肋钢管C3)的管壁上均布加工有多个喷浆孔(3-3)，在每个螺旋肋钢管(3)内灌有压力水泥浆(5)，压力水泥浆(5)由各个喷浆孔(3- 喷射至土体内，每个螺旋肋钢管C3)与水平面之间的夹角(α )为5 85°，所述螺旋肋钢管(3)的管直径(d)为102 180mm。
2.根据权利要求1所述的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基，其特征在于螺旋肋钢管(3)由钢管主体(3-1)和多个螺旋叶片(3-2)构成，多个螺旋叶片(3-2)均布固装在钢管主体(3-1)的外壁上。
3.根据权利要求2所述的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基，其特征在于螺旋叶片 (3-2)的厚度(t)为5mm，相邻两个螺旋叶片(3_2)之间的距离(η)为200mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基，其特征在于喷浆孔(3-3)的直径(Φ)为9mm。
5.根据权利要求4所述的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基，其特征在于所述预压板(1)的厚度(h)为150 300mm。
6.根据权利要求2、3或5所述的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基，其特征在于带有螺旋叶片(3-2)的螺旋肋钢管段的长度(Li)与位于土体内没有螺旋叶片(3-2)的钢管段的长度(L2)的比值为3 1。
7.—种权利要求1 7中任一权利要求所述的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基的施工方法，其特征在于螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基的施工方法的步骤如下步骤一、将每个螺旋肋钢管(3)作防腐处理，在每个螺旋肋钢管(3)的表面渗涂一层防腐剂；步骤二、将每个螺旋肋钢管(3)依次倾斜钻入土体⑷内，保证螺旋肋钢管(3)之间平行设置；步骤三、将预压板(1)压在土体(4)的斜面上，将每个螺旋肋钢管C3)的张拉端穿出预压板(1)；步骤四、将多个工字钢( 平行固定在预压板(1)的外表面上，张拉钢管C3)对工字钢(2)施加恒定的预压力，预压力值取钢管抗拉强度设计值，再对多个螺旋肋钢管(3)的张拉端依次进行张拉锁定，重复张拉锁定持荷使土体(4)压缩趋于稳定为止，卸掉锚锁与工字钢(2)；步骤五、封闭钢管张拉端头，将每个螺旋肋钢管C3)从张拉端处注入压力水泥浆(5)， 压力水泥浆(5)的压力范围为3 6Mpa ；步骤六、最后将每个螺旋肋钢管(3)的张拉端灌入强度等级不小于C30的混凝土。
8.根据权利要求7所述的螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基的施工方法，其特征在于步骤四中在预压板(1)与工字钢(2)之间设置钢板垫块，钢板垫块的厚度为10 20mm。
全文摘要
螺旋肋钢管混凝土预压复合斜桩基及施工方法，具体涉及一种复合斜桩基及施工方法。本发明为解决现有的竖向群桩基的承载材料消耗大以及现有的斜向施工钻孔灌压桩实施困难，桩体质量无法保证的问题。每个螺旋肋钢管经过预压板上相应位置的通孔倾斜钻入土体内，多个工字钢固装在预压板的外表面上，每排螺旋肋钢管的两侧平行设置有两个工字钢，钻入土体内的每个螺旋肋钢管的管壁上均布加工有多个喷浆孔；方法一、防腐处理；二、将每个螺旋肋钢管依次倾斜钻入土体内；三、布置预压板；四、布置工字钢，张拉螺旋肋钢管；五、注入压力水泥浆；六、灌入强度等级不小于C30的混凝土。本发明用于建筑、桥梁基础墩台下粘性土、砂类土的软地基土体中。
文档编号E02D27/12GK102251533SQ20111012258
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者刘志伟, 刘界鹏, 张煜, 王洪兴, 白福波 申请人:哈尔滨工业大学