排水抗拔桩的施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种同时具有排水功能和抗拔特性的排水抗拔桩的施工方法，其特征是它包括以下步骤：开挖基坑、施工挡土墙、钻孔、注浆、浇筑承台，本发明施工方法简单，可操作性强，经济效益明显；土工袋的采用一是可以有效控制不透水钢筋混凝土桩和透水素混凝土桩的直径（或壁厚），二是可以有效避免地下水对钢筋的锈蚀损坏；同时，与其它可排水桩相比，本发明可以提供抗拔承载力，且可排水的透水混凝土部分可以同步提供抗压承载力和侧向土压力的功能，有效地解决了排水和抗拔承载力的问题。
【专利说明】排水抗拔粧的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑桩基础和软土地基处理【技术领域】，具体地说是一种排水抗拔桩的施工方法。
【背景技术】
[0002]当地基土层中存在可液化土层，在地震循环荷载作用下，饱和砂土由于砂土颗粒重组、结构发生变化，会产生孔隙率的变化并引起超静孔隙水压力的升高，当地下水作用于颗粒的力达到有效应力时将产生液化或失稳。液化引起砂土强度的丧失是地震过程中建筑物破坏的重要原因。在建筑桩基础中预埋排水通道，在超静孔隙水压力升高的时候，将水排出，可以有效地避免砂土层液化及其对建筑物的破坏。
[0003]专利号为200610037621.2，发明名称为加固深厚软基的砼芯砂石桩复合地基法的专利申请公开了一种排水效果好的碎石桩和承载力高的预制砼桩组合桩的施工方法。该法利用预制砼桩为桩芯，起承受竖向荷载并将其传递至下卧硬土层作用，四周充填透水性能良好的纯净中粗砂或碎石屑形成透水性好、强度高的桩壳，起竖向排水作用。但是，该方法的承载力由刚性的预制砼桩承担，而属于散体材料桩的碎石桩无法发挥竖向或水平向的承载力作用；且该施工方法所形成的碎石桩密实度较低，一定程度上削弱了预制砼桩的桩侧摩阻力。
[0004]专利号为200810123117.3，发明名称为刚性排水桩及施工方法的专利公开了一种由预制不透水混凝土管和预制透水混凝土管组成的刚性排水桩。它通过透水混凝土管上的通孔滤集地下水，再利用真空泵和吸水管使刚性排水桩形成负压，抽排地下水，从而降低土层含水率，提高土层有效应力。但是，该方法除了在排水方面的功能良好之外，由于预制管桩内不配筋，桩基整体抗压承载力不高，抗拔承载力很小，且在运输、打桩过程中很容易损坏。即使在预制管桩中进行配筋，由于透水混凝土内的地下水影响，钢筋笼也很容易锈蚀，从而导致预制桩内钢筋笼的抗拉拔性能降低。
[0005]目前，高层建筑中一般会有2?4层的地下室构建物，高层建筑桩基础的设计除了考虑竖向抗压承载力之外，还得考虑抗拔(抗浮)承载力特性。一旦考虑桩基础的抗拔承载力特性，就必须考虑在桩基础中配钢筋笼；而作为透水性能和竖向抗压承载力性能均相对较好的透水混凝土桩，如直接在透水混凝土桩体内配钢筋笼，地下水容易造成钢筋笼的锈蚀，从而散失其抗拔承载力特性。因此，针对高层建筑桩基础排水特性和抗拔特性实际需要，开发一种同时具有排水功能和抗拔特性的新型排水抗拔桩是非常有必要的。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种同时具有排水功能和抗拔特性的排水抗拔桩的施工方法。
[0007]本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种排水抗拔桩的施工方法，它包括以下步骤: (1)根据设计要求，开挖基坑，靠坑壁依次施工透水素混凝土挡土墙和不透水钢筋混凝土挡土墙，并在地表面浅层临近透水素混凝土挡土墙处开挖排水沟；
⑵根据设计孔径，采用泥浆护壁法钻孔至设计深度，孔深穿透可液化土层至承载性能良好的持力层；
⑶根据孔深及钢筋笼设计要求，在地面制作钢筋笼，将土工袋套在钢筋笼外面；在钻孔中心位置，下放套有土工袋的钢筋笼，往土工袋内和土工袋外分别灌注不透水混凝土和透水混凝土至桩顶，并振捣密实，形成同心不透水钢筋混凝土桩和透水素混凝土桩；
⑷在桩顶依次浇筑透水素混凝土承台和不透水钢筋混凝土承台，不透水钢筋混凝土承台里的构造钢筋与不透水钢筋混凝土桩的钢筋笼主筋绑扎连接，完成排水抗拔桩的整体施工。
[0008]本发明在步骤⑴中，不透水钢筋混凝土挡土墙的墙厚为20 Cm?50 Cm，墙高为300cm?600 cm,构造钢筋直径为1.2 cm?2.5 cm ;透水素混凝土挡土墙的墙厚为10 cm?30 Cm，墙高为300 cm?600 Cm。
[0009]本发明在步骤⑶中，钢筋笼的长度为1040 cm?4070 Cm，钢筋笼的直径为50 Cm?80 cm,其主筋直径为1.2 cm?2.5 cm,箍筋直径为0.5 cm?1.0 cm,箍筋间距为20 cm?50cm ;土工袋的长度为1000 cm?4000 Cm，直径为60 cm?100 cm ;不透水钢筋混凝土桩的桩长为1000 cm?4000 cm,桩径为60 cm?100 cm ;透水素混凝土桩的桩长为1000 cm?4000 cm,桩外径为70 cm?120 cm,壁厚为10 cm?20 Cm。
[0010]本发明在步骤⑷中，不透水钢筋混凝土承台的长度和宽度根据设计基础长度和宽度确定，厚度为30 cm?50 Cm，构造钢筋直径为1.2 cm?2.5 cm ;透水素混凝土承台的长度和宽度根据设计基础长度和宽度确定，厚度为10 cm?20 Cm。
[0011]由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，其施工方法简单，可操作性强，经济效益明显；土工袋的采用一是可以有效控制不透水钢筋混凝土桩和透水素混凝土桩的直径(或壁厚)，二是可以有效避免地下水对钢筋的锈蚀损坏；同时，与其它可排水桩相比，本发明可以提供抗拔承载力，且可排水的透水混凝土部分可以同步提供抗压承载力和侧向土压力的功能，有效地解决了排水和抗拔承载力的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A放大视图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0014]由图1、图2可知，一种排水抗拔桩的施工方法，它包括以下步骤:
⑴根据设计要求，首先平整施工场地，在地表面I测量放线，按照设计位置要求，开挖基坑，降低地下水位2，保证基坑安全，靠坑壁依次施工透水素混凝土挡土墙15和不透水钢筋混凝土挡土墙13，并在地表面I浅层临近透水素混凝土挡土墙15处开挖排水沟16，排水沟16的宽度为20 cm?40 cm (本实施例为20 cm),深度为30 cm?50 cm (本实施例为40 cm)；本发明在步骤⑴中，不透水钢筋混凝土挡土墙13的墙厚为20 cm?50 Cm，墙高为300cm?600 cm,构造钢筋14直径为1.2 cm?2.5 cm ;透水素混凝土挡土墙15的墙厚为10 cm?30 cm,墙高为 300 cm?600 Cm。
[0015]本实施例不透水钢筋混凝土挡土墙13的墙厚为50 cm,墙高为600 Cm,构造钢筋14直径为2.5 cm ;透水素混凝土挡土墙15的墙厚为20 Cm，墙高为600 Cm。
[0016]⑵完成建筑基坑开挖和支护后，在基坑底面测量放线，按照设计位置、设计桩径和桩间距要求，根据设计孔径，采用泥浆护壁法钻孔至设计深度，孔深穿透软弱土层3和可液化土层4至承载性能良好的持力层5，钻孔深度为1000 cm?4000 cm (本实施例为4000 cm),钻孔直径为60 cm?120 cm (本实施例为120 cm),钻孔间距一般为180 cm?600 cm (本实施例为200 Cm)，位置偏差不大于50 cm (本实施例为50 cm),钻孔布置形式可以是矩形布置，也可以是梅花形布置；
⑶根据孔深及钢筋笼设计要求，在地面制作钢筋笼7，将土工袋8套在钢筋笼7外面；在钻孔中心位置，下放套有土工袋8的钢筋笼7，往土工袋8内和土工袋8外分别灌注不透水混凝土和透水混凝土至桩顶，即土工袋8内灌注不透水混凝土，土工袋8外灌注透水混凝土，并振捣密实，形成同心不透水钢筋混凝土桩6和透水素混凝土桩9 ；
本发明在步骤⑶中，钢筋笼7的长度为1040 cm?4070 Cm，钢筋笼7的直径为50 cm?80Cm，其主筋直径为1.2 cm?2.5 Cm，箍筋19直径为0.5 cm?1.0 Cm，箍筋19间距为20 cm?50 cm ;土工袋8的长度为1000 cm?4000 cm,直径为60 cm?100 cm ;不透水钢筋混凝土桩6的桩长为1000 cm?4000 cm,桩径为60 cm?100 cm ;透水素混凝土桩9的桩长为1000 cm?4000 cm,桩外径为70 cm?120 cm,壁厚为10 cm?20 Cm。
[0017]本实施例钻孔直径为120 Cm，钢筋笼7的长度为4070 Cm，钢筋笼7的直径为80 Cm,其主筋直径为2.5 Cm，箍筋19直径为1.0 Cm，箍筋19间距为30 cm ;土工袋8的长度为4000cm,直径为100 cm ;不透水钢筋混凝土桩6的桩长为4000 Cm，桩径为100 cm ;透水素混凝土桩9的桩长为4000 Cm，桩外径为120 Cm，壁厚为10 Cm。
[0018]施工时，在地面把土工袋8套在钢筋笼7外面，钢筋笼7的底部放在土工袋8底部的中间位置，然后土工袋8的侧壁贴着钢筋笼7放入钻孔内。浇灌混凝土时，先灌土工袋8内的不透水混凝土，然后灌注土工袋8外的透水混凝土。
[0019]⑷在桩顶依次浇筑透水素混凝土承台12和不透水钢筋混凝土承台10，不透水钢筋混凝土承台10里的构造钢筋11与不透水钢筋混凝土桩6里钢筋笼7的主筋绑扎连接，完成排水抗拔桩的整体施工。
[0020]本发明在步骤(5)中，不透水钢筋混凝土承台10的长度和宽度根据设计基础长度和宽度确定(本实施例为4000 cm X 2000 cm),厚度为30 cm?50 cm (本实施例为50 cm),构造钢筋直径为1.2 cm?2.5 cm (本实施例为2.5 cm);透水素混凝土承台12的长度和宽度根据设计基础长度和宽度(本实施例为4000 cm X 2000 cm)确定，厚度为10 cm?20 cm (本实施例为20 Cm)。
[0021]最后，在不透水钢筋混凝土承台10上部施工地下室18和上部建筑物17，完成整体施工。
[0022]本发明通过布置同心的不透水钢筋混凝土桩6和透水素混凝土桩9的形式，经济、有效地解决了排水和抗拔承载力的问题。透水素混凝土桩9、透水素混凝土承台12、透水素混凝土挡土墙15及地表排水沟16，构成贯通的排水体系，在地震循环荷载作用下，产生的超静孔隙水压力可以通过排水体系迅速排出，从而有效避免可液化土层4的液化。同时，透水素混凝土桩9、透水素混凝土承台12和透水素混凝土挡土墙15，可以协同不透水钢筋混凝土桩6、不透水钢筋混凝土承台10和不透水钢筋混凝土挡土墙13 —起，同步支撑上部荷载和侧向土压力。不透水钢筋混凝土桩6，可以有效提供抗拔(抗浮)承载力。
[0023]本发明土工袋8的采用，有效控制了不透水钢筋混凝土桩6和透水素混凝土桩9的直径(或壁厚)。钢筋笼7和构造钢筋11均布置在不透水混凝土内，可以有效避免由于地下水导致钢筋的锈蚀损坏。
[0024]与其它可排水桩相比，本发明不但可以提供抗拔承载力，且可排水的透水混凝土部分可以同步提供抗压承载力和侧向土压力的功能。具有施工方法简单，可操作性强，经济效益明显等特点。
【权利要求】
1.一种排水抗拔桩的施工方法，其特征是它包括以下步骤: (1)根据设计要求，开挖基坑，靠坑壁依次施工透水素混凝土挡土墙和不透水钢筋混凝土挡土墙，并在地表面浅层临近透水素混凝土挡土墙处开挖排水沟； ⑵根据设计孔径，采用泥浆护壁法钻孔至设计深度，孔深穿透可液化土层至承载性能良好的持力层； ⑶根据孔深及钢筋笼设计要求，在地面制作钢筋笼，将土工袋套在钢筋笼外面；在钻孔中心位置，下放套有土工袋的钢筋笼，往土工袋内和土工袋外分别灌注不透水混凝土和透水混凝土至桩顶，并振捣密实，形成同心不透水钢筋混凝土桩和透水素混凝土桩； ⑷在桩顶依次浇筑透水素混凝土承台和不透水钢筋混凝土承台，不透水钢筋混凝土承台里的构造钢筋与不透水钢筋混凝土桩的钢筋笼主筋绑扎连接，完成排水抗拔桩的整体施工。
2.根据权利要求1所述的排水抗拔桩的施工方法，其特征是在步骤⑴中，不透水钢筋混凝土挡土墙的墙厚为20 cm?50 cm,墙高为300 cm?600 cm,构造钢筋直径为1.2 cm?2.5 cm ;透水素混凝土挡土墙的墙厚为10 cm?30 cm,墙高为300 cm?600 Cm。
3.根据权利要求1所述的排水抗拔桩的施工方法，其特征是在步骤⑶中，钢筋笼的长度为1040 cm?4070 Cm，钢筋笼的直径为50 cm?80 Cm，其主筋直径为1.2 cm?2.5 Cm，箍筋直径为0.5 cm?1.0 cm,箍筋间距为20 cm?50 cm ;土工袋的长度为1000 cm?4000 cm,直径为60 cm?100 cm ;不透水钢筋混凝土桩的桩长为1000 cm?4000 cm,桩径为60 cm?100cm ;透水素混凝土桩的桩长为1000 cm?4000 cm,桩外径为70 cm?120 cm,壁厚为10 cm?20 Cm。
4.根据权利要求1所述的排水抗拔桩的施工方法，其特征是在步骤⑷中，不透水钢筋混凝土承台的长度和宽度根据设计基础长度和宽度确定，厚度为30 cm?50 cm,构造钢筋直径为1.2 cm?2.5 cm ;透水素混凝土承台的长度和宽度根据设计基础长度和宽度确定，厚度为 10 cm?20 Cm。
【文档编号】E02D27/14GK103437371SQ201310383961
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】孔纲强 申请人:湖南城市学院