專利名稱：一種復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為建筑物深基礎(chǔ)的樁，特別是一種可以用于填海地區(qū)、存在高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞的土層的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)及其施工方法。
背景技術(shù)：
目前采用的預(yù)制摩擦樁，多數(shù)為錘擊式施工方法，振動、噪音及結(jié)構(gòu)破壞程度、損耗都相當高。普通純混凝土灌注樁的承載力由于受樁身現(xiàn)澆混凝土強度低的影響而不能充分利用鉆孔所能提供的最大承載力，而且對縮頸、斷層的危害沒有足夠的免疫力，所以設(shè)計安全系數(shù)就必須大于其它樁型，無形之中提高了建造成本。中國專利申請?zhí)枮?7242911.5公開了一種建筑基礎(chǔ)水泥土硬芯復(fù)合樁，該復(fù)合樁是在預(yù)制樁或管樁周圍，牢牢地包裹著一層1-120CM厚的水泥土，形成以預(yù)制樁或管樁為硬芯，而以水泥土為外樁的共同受力的復(fù)合樁。該復(fù)合樁適合使用于土層具有較大粘性的地質(zhì)環(huán)境，但是有些地區(qū)具有較厚松軟砂質(zhì)土層或有高流動性地下水或有溶洞的環(huán)境，例如香港等沿海地區(qū)，其地下以砂性土及淤泥表土為主，在這些地下土質(zhì)的環(huán)境下，該97242911.5專利很難達到其預(yù)想的技術(shù)效果，其原因是在地表下一定的深度處，由于松軟砂質(zhì)土層或有高流動性地下水或有溶洞的影響，從上入口灌入到孔內(nèi)的水泥土在松軟砂質(zhì)土層或有高流動性地下水或有溶洞處被沖走，造成鉆孔灌注樁發(fā)生局部漏漿、斷層、縮頸時令整樁承載力喪失。另外，無法在該處灌水泥土，由于該技術(shù)方案對上述土質(zhì)層無任何防御能力，它只適合于優(yōu)良粘土地區(qū)。另外灌入孔內(nèi)的水泥土的質(zhì)量和力學(xué)特性也難以數(shù)量化分析。
即使有人希望采用鉆孔加預(yù)制樁的復(fù)合方法施工，也只是從節(jié)省水泥用量做為出發(fā)點，例如在填充材料中使用工業(yè)廢渣或碎石等環(huán)保材料或以水泥土作為填充材料，此種復(fù)合樁施工方法若遇到容易塌孔的土層則多以泥漿護壁方法施工籍以降低鉆孔周圍水、土向孔內(nèi)的壓力差、阻止塌孔發(fā)生，然而在孔壁上的泥漿是否對成樁的正向摩擦力產(chǎn)生不良影響仍是一個不確定因素，但如此施工必然會對環(huán)境造成較大的泥漿污染和工期的拖長，在環(huán)境保護要求嚴格、地盤面積小和人工成本較高的地方將會造成極大的不便。填充材料中使用的工業(yè)廢渣在沿海地區(qū)含鹽量高或有不同化學(xué)成份的地下水腐蝕下，其化學(xué)性質(zhì)及力學(xué)性能在其壽命中是否可以保持穩(wěn)定狀態(tài)，尚無全面、可靠的理論及經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，該復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)可以用于填海地區(qū)、存在高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞土層的地區(qū)。
本發(fā)明的另一目的是公開一種復(fù)合摩擦樁的施工方法，該施工方法可以用于填海地區(qū)、存在高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞土層的地區(qū)構(gòu)筑摩擦樁。
本發(fā)明的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)是這樣來實現(xiàn)的，該復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)包含有土孔、長條形預(yù)制構(gòu)件、填充材料，預(yù)制構(gòu)件位于土孔的中間，預(yù)制構(gòu)件周圍包裹有填充材料，其特征在于在土孔和預(yù)制構(gòu)件之間設(shè)有具有一定長度的護筒，在該護筒與預(yù)制構(gòu)件之間灌注填充材料。
所述的護筒的長度與土孔的深度相同。
所述的護筒的長度短于土孔的長度，所述的護筒的長度短于土孔的深度，其底端部離開土孔底部一定的距離。
在所述的護筒內(nèi)的一定垂直位置設(shè)有一個或多個短于土孔的永久護筒，該永久護筒覆蓋存在高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞的土層范圍，所述護筒將會全部拔出。
所述的護筒為鋼筒。
所述的永久護筒為鋼筒或其它材料制成的筒狀構(gòu)件。
所述的預(yù)制構(gòu)件，可為預(yù)制鋼筋混凝土實心或空心構(gòu)件；也可以是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土實心或空心構(gòu)件；或空心構(gòu)件內(nèi)現(xiàn)場灌以填充材料。所述的預(yù)制構(gòu)件還可以是埋入鋼筋的組合構(gòu)件，其截面可以是圓形或任意多邊形。為增加與填充材料的結(jié)合力，所述預(yù)制樁可以加工成各種凹凸表面。
如上所述的預(yù)制構(gòu)件，既可以是各種單一的型鋼，也可以是由多個型鋼、鋼板拼裝成的組合截面，也可以是鋼管混凝土構(gòu)件。
如上所述的填充材料既可以是混凝土，也可以是純水泥漿或水泥砂漿，及采用各種添加劑的上述填充材料或當?shù)亟ㄖ?guī)范認可的其它填充材料。
本發(fā)明復(fù)合摩擦樁的施工方法是這樣實現(xiàn)的1)首先在預(yù)定樁位采用各種適當?shù)你@孔方法在地下鉆入設(shè)計深度的土孔一般有采用螺旋鉆頭、高頻率沖擊鉆頭等等鉆孔方法或它們的組合)，2)鉆孔的同時放入一定長度的護筒，該護筒以阻擋流沙、塌孔和溶洞造成的樁周土松弛或漏漿等等不良影響；3)然后在該土孔的內(nèi)部置入較小直徑的、長條形的預(yù)制構(gòu)件，4)在護筒與長條形預(yù)制構(gòu)件之間灌入高黏結(jié)力填充材料，5)最后是待上述填充材料硬化到一定程度后，開挖基坑制作樁頭。
在完成上述步驟2)的同時，可以同時放入比護筒尺寸小，并事先固定于預(yù)制構(gòu)件上的永久護筒。該永久護筒的長度將大于容易產(chǎn)生流沙、塌孔和有溶洞土層的厚度并覆蓋上述土層的整個范圍。
在完成上述步驟4)和5)之間，增加以下步驟，即緩慢抽出護筒，根據(jù)需要可以只抽出護筒的一部分，將剩余一部分留在土孔中做永久護筒；在上述步驟之后，必要時可在有負摩擦力的松散土層與預(yù)制構(gòu)件之間灌入普通回填材料或特制樁土隔離材料以減小樁身有效直徑及負摩擦面積。
在完成上述步驟4)之后，必要時可在有負摩擦力的松散土層與預(yù)制構(gòu)件之間灌入普通回填材料或特制樁土隔離材料以減小樁身有效直徑及負摩擦面積。
所述的步驟3置入預(yù)制構(gòu)件的方法是采用整體一次置入、分段置入、先灌注填充材料后置入或先置入預(yù)制構(gòu)件后灌注填充材料，還可以同時進行置入預(yù)制構(gòu)件和灌注填充材料，也可以采用多次沉樁到位方法將預(yù)制構(gòu)件放入土孔中。
在所述的步驟4中灌入高黏結(jié)力填充材料時，即執(zhí)行灌漿工序的同時或完成后，可以在上述預(yù)制構(gòu)件頂部上施加靜壓或許可的錘擊方法使樁底與孔底原狀土的結(jié)合更加緊密或使上述預(yù)制構(gòu)件進入更加密實的土層，也可以對上述預(yù)制構(gòu)件施加振動或其它振搗方法使填充材料更加密實。
在步驟4灌入填充材料是采用壓力或無壓力灌注，可以從孔底開始，邊灌注邊提升灌漿管方法，或一直在孔底灌注；所述的填充材料可以灌滿土孔，也可以局部填充本發(fā)明還提供了一種形成預(yù)鉆孔-灌漿-預(yù)制構(gòu)件的復(fù)合樁施工方法，包括如下步驟a.預(yù)定的樁位鉆孔至設(shè)計樁底標高，同時帶入一定長度的臨時鋼護筒；b.按照設(shè)計要求對孔底進行以加強樁端土體承載力為目的的工序，如壓力灌漿、夯實、擴底等等。
c.在該孔內(nèi)置入預(yù)制構(gòu)件及灌漿管至孔底或懸空一定距離；若使用較小直徑的永久護筒，則把該護筒固定在預(yù)制構(gòu)件相應(yīng)的位置，一起放入孔中。
d.灌漿至有負摩擦力土層的底部或全部灌滿，緩慢抽出臨時鋼護筒，必要時留下一部分在孔中做永久護筒；e.必要時待灌漿材料硬化到一定程度，實施二次沉樁，逼使灌漿材料滲入土層孔隙，加強樁、土結(jié)合力。
f.待灌漿材料硬化到一定強度時，開挖基坑制作樁頭。
采用在帶有臨時鋼護筒的預(yù)鉆孔內(nèi)全部或局部灌注水泥漿或水泥砂漿或混凝土的方法，使位于鉆孔內(nèi)的預(yù)制構(gòu)件與土孔可靠地黏結(jié)在一起，從而充分利用了預(yù)制構(gòu)件小直徑和高強度的優(yōu)良力學(xué)特性及灌漿材料與周圍土體的高滲透力和高黏結(jié)力，依此提高成樁的承載力，并避免了普通現(xiàn)場灌注樁發(fā)生局部斷層時令整樁承載力喪失的危險。
該施工方法提供一種免震動、免噪音、減小污染、減小負摩擦力、免鋼筋籠而又不增加建造成本，甚至降低建造成本的復(fù)合結(jié)構(gòu)樁及其形成該樁段的的施工技術(shù)，使得普通鉆孔灌注樁的土孔承載力和樁身承載力得以最大匹配、施工程序大大簡化，地盤工作量和用料都得以減少。設(shè)計參數(shù)和方法更加可靠、成熟。使復(fù)合樁除能承受壓力荷載外還能承受較大的拉力和水平力。
本發(fā)明中的預(yù)制構(gòu)件強度高，截面尺寸小，除可有效降低負摩擦力外，還可減小樁承臺的尺寸；預(yù)制構(gòu)件、灌漿材料、臨時鋼護筒和永久護筒在孔內(nèi)的長度、豎向位置可以按照設(shè)計隨意調(diào)整，在土層條件差的位置設(shè)置防線，所以可有效保護鉆孔及填充材料不受惡劣土質(zhì)和地下水流沖蝕或溶洞漏漿影響，從而使復(fù)合樁的施工質(zhì)量得以充分保障，適用范圍大大擴展；即使出現(xiàn)灌漿材料的周圍出現(xiàn)局部頸縮、斷層，由于受力預(yù)制構(gòu)件不會受到影響，所以樁身的承載力可以完好無損。
若采用二次沉樁可以提高填充材料與樁周土之間的壓力，加強正向摩擦力。預(yù)制構(gòu)件采用預(yù)制(包括預(yù)應(yīng)力)鋼筋混凝土構(gòu)件或鋼管混凝土構(gòu)件，以及型鋼樁，其在孔中豎向位置沒有嚴格要求，開料準確度要求寬松，因而損耗低，可以充分利用預(yù)制構(gòu)件；本發(fā)明的填充材料使用普通水泥漿、水泥砂漿或混凝土，不限定使用工業(yè)廢渣、水泥土、碎石等非工廠化產(chǎn)品，使復(fù)合樁的施工適合于任何商業(yè)城市及人工相對較高的地區(qū)；管狀預(yù)制構(gòu)件也不采用加土塞或異型構(gòu)件可以加快施工速度減少出錯機會。
整樁所有構(gòu)件都能工業(yè)化大量生產(chǎn)，甚至填充材料也可以做到商品化(如商品混凝土、商品水泥砂漿等等)，故能進行標準化設(shè)計、成樁質(zhì)量可靠、方便施工、降低成本。填充材料與土孔壁之間的正向摩擦力計算參數(shù)，香港地區(qū)已經(jīng)有多年的成功經(jīng)驗，設(shè)計、施工方法成熟。
以下結(jié)合附圖，通過具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是本發(fā)明復(fù)合樁第一實施例的整樁剖面圖；圖2是圖1中沿A-A線的斷面放大圖；圖3是圖1中沿B-B線的斷面放大圖；圖4是圖1中沿C-C線的斷面放大圖；圖5是本發(fā)明復(fù)合樁第二實施例的整樁剖面圖；圖6是圖5中沿D-D線的斷面放大圖；圖7是預(yù)制件為“工”型構(gòu)件沿線A-A的斷面放大圖；圖8是預(yù)制件為“工”型構(gòu)件沿B-B線的斷面放大圖；圖9是預(yù)制件為“工”型構(gòu)件沿C-C線的斷面放大圖；圖10是預(yù)制件為“工”型構(gòu)件沿D-D線的斷面放大圖；圖11是現(xiàn)有技術(shù)的硬芯復(fù)合樁整樁剖面圖附圖中1-樁周土2-預(yù)制構(gòu)件(樁) 2’-“工”字型預(yù)制構(gòu)件21-預(yù)制構(gòu)件外周22-預(yù)制構(gòu)件底端
3-土孔31-土孔底4-填充材料5-護筒5’-永久護筒6-樁承臺具體實施方式
如圖1所示，是本發(fā)明的第一實施例的整樁剖面圖。
在本實施例中，該復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)包含有土孔3預(yù)制構(gòu)件2、填充材料4，土孔3是預(yù)先通過現(xiàn)有的鉆井方法鉆制，即可以是任何適當?shù)臋C械成孔，為提供端承力，孔底可以進入巖石表面以下一定深度。也可以在孔底預(yù)先夯實、擴底或壓力灌漿方法來加強地基端承力。預(yù)制構(gòu)件2位于土孔3的中間，該預(yù)制構(gòu)件2為實心的預(yù)制樁，所述預(yù)制構(gòu)件可以在孔內(nèi)通長設(shè)置或局部設(shè)置，其底部可以連接鋼筋，在該預(yù)制構(gòu)件置入孔底時部分或全部插入孔底土中。
在預(yù)制構(gòu)件2的周圍包裹有填充材料4，在土孔3和預(yù)制構(gòu)件2之間設(shè)有具有一定長度的護筒5，該護筒5的外直徑略小于土孔3的內(nèi)直徑，該護筒5可以在土孔3內(nèi)的豎向位置可以按照需要調(diào)整，根據(jù)需要將該護筒5放到土孔3的一定深度，該護筒5的外壁對著具有高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞的土層，在護筒5與預(yù)制構(gòu)件2之間灌注填充材料4，由于護筒5的保護，位于該護筒5內(nèi)的填充材料4與外面的具有高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞的土層隔離，所以護筒5內(nèi)的填充材料4能正常凝固。待填充材料4凝固后，即構(gòu)成了本發(fā)明的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)。
由于護筒5一般是采用鋼筒，將該鋼筒全部存留在土孔3內(nèi)，會消耗較多的鋼筒。另外，護筒5的外周一般比較光滑，所以會造成該復(fù)合摩擦樁與該樁周土1的結(jié)合產(chǎn)生明顯的薄弱段，為了節(jié)約成本和增加本復(fù)合摩擦樁與樁周土1的結(jié)合和摩擦力，可以將護筒5全部抽出，這時的復(fù)合樁與一般的硬芯復(fù)合樁相似。
另外一種實施方式，是待填充材料4凝固后，將護筒5一部分抽出，直到該護筒5可以隔斷外面的具有高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞的土層為止，將護筒5的剩余部分保留在土孔3內(nèi)。這樣形成具有上面部分護筒5的復(fù)合摩擦樁。
如圖6所示，是本發(fā)明的第二實施例的整樁剖面圖，在該實施例中，該復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)包含有土孔3、預(yù)制構(gòu)件2、填充材料4，與圖1所示的實施例相同，預(yù)制構(gòu)件2位于土孔3的中間位置，預(yù)制構(gòu)件2周圍包裹有填充材料4，在土孔3和預(yù)制構(gòu)件2之間設(shè)有具有一定長度的護筒5。其區(qū)別是在于在所述的護筒5內(nèi)，在與具有高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞的土層同一水平位置處設(shè)置有永久護筒5’，該永久護筒5’的外徑小于護筒5，保證永久護筒5’與護筒5可以滑動。該永久護筒5’的下面、內(nèi)面和上面灌注有填充材料4。等填充材料4凝固后，拔出護筒5，這時永久護筒5’的外壁正對具有高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞的土層，避免該復(fù)合摩擦樁的外周被沖掉和腐蝕。
如圖2、3、4和6所示，該預(yù)制構(gòu)件2為實心的圓柱體。事實上，所述預(yù)制構(gòu)件2可以是現(xiàn)有技術(shù)的任何一種的預(yù)制構(gòu)件。即該預(yù)制構(gòu)件2可以是預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件、預(yù)制予應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件；也可以是單一型鋼或由多個型鋼、鋼板拼裝成的組合截面，也可以是鋼管混凝土構(gòu)件。
預(yù)制構(gòu)件2的斷面形狀可以是圓形或多邊形，灌漿管可以內(nèi)置或外置于該預(yù)制構(gòu)件，可以固定于預(yù)制構(gòu)件上面或設(shè)計成自由活動款式；包括空心或?qū)嵭臉?gòu)件、空心構(gòu)件內(nèi)現(xiàn)場灌以填充材料甚至埋入鋼筋的組合構(gòu)件。
如圖6、7、8和9所示，該預(yù)制構(gòu)件2’為一“工”字型的構(gòu)件，圖6、7、8所示實施例是預(yù)制構(gòu)件2’為一“工”字型的構(gòu)件，其樁的外周與第一實施例中公開的復(fù)合樁相同。在本實施例中，該復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)包含有土孔3預(yù)制構(gòu)件2’、填充材料4，土孔3是預(yù)先通過現(xiàn)有的鉆孔方法鉆制。“工”字型預(yù)制構(gòu)件2’位于土孔3的中間，所述預(yù)制構(gòu)件可以在孔內(nèi)通長設(shè)置或局部設(shè)置，其底部可以連接鋼筋，在該預(yù)制構(gòu)件置入孔底時部分或全部插入孔底土中。
為了增加預(yù)制構(gòu)件2和填充材料4之間的粘接力和粘接力的傳遞，可以將該預(yù)制構(gòu)件2的外周做成凹凸表面。
本發(fā)明的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于具有較深尺寸的土孔3時，其預(yù)制構(gòu)件2的長度一般都較長，在香港十五米～三十五米，故大多不可能整樁預(yù)制，即使能預(yù)制也不方便運輸，所以要分段預(yù)制后再連接成一個整體。各樁段之間的連接雖然在各圖中都以焊接法為例，但也可以采用各種其它的常規(guī)連接方式，例如各式焊接、利用高粘性材料直接黏結(jié)、螺栓連接或套筒連接等等。所述預(yù)制構(gòu)件其表面可以預(yù)先涂刷為增加與填充材料之間的黏結(jié)力而配制的特別涂料或為增加與填充材料之間的結(jié)合力而焊接的各種構(gòu)件。
下面對本發(fā)明的復(fù)合樁的施工方法的一個實施例作一詳細說明。
第一步樁孔定位，鉆孔機就位，按照設(shè)計要求的樁身、鉆孔直徑、傾斜角度和方向，在土層中鉆孔至硬土層或巖石表面，形成土孔3；同時并將臨時鋼護筒5平穩(wěn)地坐落于其上或按要求插入其中一定的深度；第二步必要時清孔。按照設(shè)計要求對孔底31進行以加強樁端土體承載力為目的的工序，如壓力灌漿、夯實、擴底等等。
第三步復(fù)合預(yù)制構(gòu)件2逐段放入土孔3內(nèi)。按設(shè)計圖紙要求把樁底附有預(yù)制鋼筋籠或鋼構(gòu)件或鋼筋混凝土構(gòu)件的預(yù)制管樁或型鋼樁逐段置入土孔3內(nèi)，直至孔底或懸空一定距離。每段之間采用焊接、高黏結(jié)力材料或其它可靠方法連接。扶正、定位。必要時灌漿前再清孔。
第四步澆筑填充材料4。必要時填充材料從樁底開始灌入，灌漿管的出口必須低于灌漿頂面一定深度，灌漿結(jié)束時其頂面必須超過樁頂設(shè)計標高一定高度，以保證樁頭的灌漿質(zhì)量符合設(shè)計要求，必要時可在灌漿材料內(nèi)配入外加劑，以達到早凝、早強等效果。
第五步，臨時護筒5慢速抽出。
第六步待灌漿材料硬化及達到一定強度后，開挖基坑，切掉樁頭設(shè)計標高之上的樁身及超澆的灌漿材料，最后形成予鉆孔內(nèi)由現(xiàn)場填充材料4作為傳力介質(zhì)的予鉆孔預(yù)制復(fù)合樁。
所述預(yù)制樁2可采用整體一次置入、分段置入、先灌注填充材料后置入、先置入后灌注填充材料4，還可以同時進行置入和灌注填充材料4，也可以采用多次沉樁到位方法。
所述的填充材料4為較高強度的素水泥漿或水泥砂漿或混凝土，其中可以有為各種目的配制的添加劑。
所述的填充材料4可以采用壓力或無壓力灌注，可以從孔底31開始，邊灌注邊提升灌漿管方法，或一直在孔底灌注；所述的填充材料可以灌滿土孔，也可以局部填充。
本發(fā)明的復(fù)合樁，樁身結(jié)構(gòu)承載力按照預(yù)制構(gòu)件強度計算；地基承載力即摩擦力和端承力按照預(yù)制構(gòu)件2與填充材料4之間、填充材料2與土孔3壁之間的黏結(jié)力及周圍土和樁底土的力學(xué)特征值計算。
上述各實施例中所述的復(fù)合樁在鉆孔內(nèi)的鋼筋、預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件、型鋼等，其數(shù)量、尺寸、形狀和強度等級，并不局限于附圖所示樣式，可以按照具體設(shè)計施工。
本說明書中所述的復(fù)合樁的臨時鋼護筒或永久護筒的豎向位置，并不局限于附圖所示，但必須保證鉆孔在施工時不塌孔、不縮頸。在上述土層中采用帶臨時鋼護筒或永久護筒的鉆孔設(shè)備進行鉆孔，以達保護灌漿材料和鉆孔不會遭受周圍水土的破壞目的。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其包含有土孔、長條形預(yù)制構(gòu)件、填充材料，預(yù)制構(gòu)件位于土孔的中間，預(yù)制構(gòu)件周圍包裹有填充材料，其特征在于在土孔和預(yù)制構(gòu)件之間設(shè)有具有一定長度的護筒，在該護筒與預(yù)制構(gòu)件之間灌注填充材料。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的護筒的長度與土孔的深度相同。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的護筒的長度短于土孔的深度，其底端部離開土孔底部一定的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述的護筒內(nèi)的一定垂直位置設(shè)有一個或多個短于土孔的永久護筒，該永久護筒覆蓋存在高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞的土層范圍，所述護筒將會全部拔出。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的護筒為鋼筒。
6.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的永久護筒為鋼筒或其它材料制成的筒狀構(gòu)件。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述預(yù)制構(gòu)件是預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件、預(yù)制予應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件；其斷面形狀可以是圓形或多邊形，灌漿管可以內(nèi)置或外置于該預(yù)制構(gòu)件，可以固定于預(yù)制構(gòu)件上面或設(shè)計成自由活動款式。
8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述預(yù)制構(gòu)件是各種單一型鋼或由多個型鋼、鋼板拼裝成的組合截面，也可以是鋼管混凝土構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求1、7、8所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的預(yù)制構(gòu)件也可以做成凹凸表面。
10.如權(quán)利要求1或7所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的預(yù)制構(gòu)件包括空心或?qū)嵭臉?gòu)件、空心構(gòu)件，在該空心中現(xiàn)場灌有填充材料。
11.如權(quán)利要求1、7或8所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的預(yù)制構(gòu)件包括空心或?qū)嵭臉?gòu)件、空心構(gòu)件，在該空心中現(xiàn)場灌有填充材料，及鋼筋的組合構(gòu)件。
12.如權(quán)利要求1、7或8所述的復(fù)合摩擦樁的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述預(yù)制構(gòu)件可由整件預(yù)制或多段構(gòu)成，所述多段構(gòu)件通過焊接、黏結(jié)、螺栓連接或套筒連接等可靠方法連接在一起。所述預(yù)制構(gòu)件其表面可以預(yù)先涂刷為增加與填充材料之間的黏結(jié)力而配制的特別涂料或為增加與填充材料之間的結(jié)合力而焊接的各種構(gòu)件。
13.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合樁，其特征在于所述的填充材料為較高強度的純水泥漿或水泥砂漿或混凝土，其中可以有為各種目的配制的添加劑。
14.一種復(fù)合摩擦樁的施工方法，其特征在于1)首先在預(yù)定樁位采用各種適當?shù)你@孔方法在地下鉆入設(shè)計深度的土孔；2)鉆孔的同時置入一定長度的護筒，該護筒以阻擋流沙、塌孔和溶洞造成的樁周土松弛或漏漿等等不良影響；3)然后在該土孔的內(nèi)部置入較小直徑的、長條形的預(yù)制構(gòu)件；4)在護筒與長條形預(yù)制構(gòu)件之間灌入填充材料；5)最后是待上述填充材料硬化到一定程度后，開挖基坑制作樁頭。
15.如權(quán)利要求14所述的施工方法，其特征在于在完成上述步驟2)的同時，可以同時放入比護筒尺寸小，并事先固定于預(yù)制構(gòu)件上的永久護筒，該永久護筒的長度將大于容易產(chǎn)生流沙、塌孔和有溶洞土層的厚度并覆蓋上述土層的整個范圍。
16.如權(quán)利要求14所述的施工方法，其特征在于在完成上述步驟4)和5)之間，增加以下步驟，即緩慢抽出護筒，根據(jù)需要可以只抽出護筒的一部分，將剩余一部分留在土孔中做永久護筒。
17.如權(quán)利要求14所述的施工方法，其特征在于在完成上述步驟4)之后，必要時可在有負摩擦力的松散土層與預(yù)制構(gòu)件之間灌入普通回填材料或特制樁土隔離材料以減小樁身有效直徑及負摩擦面積。
18.如權(quán)利要求14所述的復(fù)合摩擦樁的施工方法，其特征在于步驟3置入預(yù)制構(gòu)件的方法是采用整體一次置入、分段置入、先灌注填充材料后置入或先置入預(yù)制構(gòu)件后灌注填充材料，還可以同時進行置入預(yù)制構(gòu)件和灌注填充材料，也可以采用多次沉樁到位方法將預(yù)制構(gòu)件放入土孔中。
19.如權(quán)利要求14所述的施工方法，其特征在于在步驟4中灌入高黏結(jié)力填充材料時，即執(zhí)行灌漿工序的同時或完成后，可以在上述預(yù)制構(gòu)件頂部上施加靜壓或許可的錘擊方法使樁底與孔底原狀土的結(jié)合更加緊密或使上述預(yù)制構(gòu)件進入更加密實的土層，也可以對上述預(yù)制構(gòu)件施加振動或其它振搗方法使填充材料更加密實。
20.如權(quán)利要求14所述的的施工方法，其特征在于在步驟4灌入填充材料是采用壓力或無壓力灌注，可以從孔底開始，邊灌注邊提升灌漿管方法，或一直在孔底灌注；所述的填充材料可以灌滿土孔，也可以局部填充。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可以用于填海地區(qū)、存在高流動地下水、可能發(fā)生流沙、塌孔或有溶洞土層內(nèi)的予鉆孔摩擦樁的結(jié)構(gòu)和施工方法。它是在有臨時或永久護筒的土孔內(nèi)放置一長條形預(yù)制構(gòu)件和灌注水泥漿為主的填充材料，形成以該預(yù)制構(gòu)件作為樁芯、上述填充材料與樁周土為加強介質(zhì)的摩擦樁。在上述土層中采用臨時護筒或永久護筒來保護預(yù)鉆土孔和填充材料在硬化前不會遭受周圍水土的不良影響。本發(fā)明的摩擦樁的結(jié)構(gòu)和施工方法避免了鉆孔灌注樁發(fā)生局部漏漿、斷層、縮頸時令整樁承載力喪失的危險，所以成樁的承載力、施工質(zhì)量和經(jīng)濟價值都有大幅提高。
文檔編號E02D5/22GK1490467SQ0315301
公開日2004年4月21日 申請日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者胡柏英 申請人:胡柏英