專利名稱：一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及深基坑支護(hù)及地基快速加固與錨固工程中使用的加砂抗浮樁。
背景技術(shù)：
目前深基坑主動(dòng)支護(hù)采用的樁錨結(jié)構(gòu)和建筑物抗浮與抗傾斜的抗拔樁，主要有土層錨桿。該土層錨桿一般采用鉆孔灌漿以及旋噴注漿形成水泥漿錨固體或水泥土錨固體并插入錨筋，由于工期要求緊，在較短的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，就需要對其中的錨筋進(jìn)行張拉，常常使得灌漿體或旋噴注漿形成的錨固體被拉壓損傷。可以說，在目前3 7天的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，由灌漿或旋噴注漿形成的錨固體抗壓強(qiáng)度一般較低，無法取得較高的抗拔力。為了在較短的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)得到較好的錨固效果，急需解決高抗拔力下如何提高加筋體與錨固體之間的粘結(jié)問題。為了使得加勁樁體在較短的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)能提供較高的抗拔力，常常采用速凝劑或早期劑來提高水泥土體或水泥漿體的強(qiáng)度，或采用化學(xué)膠凝劑，但這些均增加較多施工成本， 且提高的幅度較小。當(dāng)前常用的錨桿一般采用全粘結(jié)鋼絞線和一個(gè)錨錠板作為錨固件，這種錨桿在較長的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)能夠滿足設(shè)計(jì)要求，但當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間較短，錨固體的強(qiáng)度較低時(shí)，經(jīng)過工程的實(shí)測發(fā)現(xiàn)這種錨桿常常出現(xiàn)位移大的現(xiàn)象，特別是在淤泥質(zhì)土中，變形大的狀況更加明顯。土層錨桿的荷載傳遞機(jī)理是全粘結(jié)錨桿內(nèi)部荷載傳遞機(jī)理主要分兩部分鋼絞線受力通過與漿體的接觸面?zhèn)鬟f給漿體，漿體通過與巖土的接觸面?zhèn)鬟f給巖土，這兩個(gè)傳遞過程形式都是剪力形式，所以同時(shí)伴隨兩種破壞形式。一種即由于錨桿滑面處的粘結(jié)力不足，當(dāng)滑面處的剪切力達(dá)到最大值時(shí)錨桿桿體與灌漿體之間就會(huì)發(fā)生相對滑動(dòng)，剪切力以漸進(jìn)的方式向錨固段遠(yuǎn)端傳遞，隨著錨桿承受荷載值的增加，沿錨固長度以類似于摩擦樁的方式轉(zhuǎn)移結(jié)合應(yīng)力最終由于錨桿不能承受其值而導(dǎo)致破壞，稱為注漿體與桿體界面失效。另外一種由于錨固段地層對于砂漿的摩擦力不能承受極限拉力，錨桿將會(huì)發(fā)生和注漿體一同被拔出的現(xiàn)象，稱為注漿體與土體的界面失效。地基加固中使用的水泥漿液一般都為純水泥漿，經(jīng)過多年實(shí)踐，采用這種純水泥漿的攪拌樁，在粘土地層中成樁強(qiáng)度較低。綜合當(dāng)今的理論研究與工程實(shí)測成果，針對錨桿的常見兩種破壞形式，我們發(fā)現(xiàn)提高錨桿抗拔力的切入點(diǎn)為如何提高錨筋體和注漿體接觸面的面積和強(qiáng)度，以及如何改善加筋體與錨固體之間的粘結(jié)力及作用力方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有抗拔樁存在的技術(shù)問題和結(jié)構(gòu)缺陷， 提供一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁及其該樁的施工方法。為了解決上述問題本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的
一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，包括一個(gè)樁體，樁體內(nèi)帶有筋體，其特征是，樁體由水泥砂漿混合而成。所述筋體連接有應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體，所述加筋體與應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體組成錨固件與樁體粘結(jié)在一起。所述筋體中心與樁體中心偏移彡20cm。所述筋體外側(cè)設(shè)置有防腐蝕金屬管。在防腐蝕金屬管與管內(nèi)筋體的間隙中填充水泥漿或水泥砂漿。所述水泥砂漿漿液的重量配比為水水泥砂=100 (20 200) (20 100)，其中砂的粒徑小于等于5mm。所述應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體為錨定板，錨錠板由金屬或高強(qiáng)非金屬材料制成。筋體的錨固段內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)以上的錨錠板，其中一個(gè)錨定板設(shè)置在加筋體的錨固段前端。錨錠板與加筋體采用擠壓套連接、鎖具連接、焊接或螺栓連接。所述的錨錠板呈圓盤形或多邊形。所述的錨錠板圍繞中心孔分布有多個(gè)加筋體的連接孔。所述的錨錠板與一根或多根加筋體同時(shí)相連。所述筋體為無粘結(jié)鋼絞線、粘結(jié)鋼絞線、部分粘結(jié)鋼絞線、鋼絲繩、鋼筋、鋼管、型材等材料。一種高抗拔力的節(jié)能型應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，包括以下步驟，a)首先鉆桿下沉鉆進(jìn)，后拔出鉆桿，通過噴漿管噴射水泥砂漿，形成水泥砂土樁體；b)在后續(xù)鉆桿下沉過程中，在水泥砂土樁體內(nèi)插入抗拔筋至指定位置；c)最后拔出鉆桿，將抗拔筋留在水泥砂土樁體內(nèi)。在a)步驟鉆桿下沉鉆進(jìn)過程中，邊鉆進(jìn)邊噴水泥砂漿。在a)步驟，鉆桿拔出過程中，同時(shí)進(jìn)行噴水泥砂漿。在a)步驟，形成水泥土樁體后，將鉆桿拔出，同時(shí)將抗拔筋連接在卷揚(yáng)機(jī)上進(jìn)行起吊，再進(jìn)行b)步驟。所述噴漿管的注漿壓力< 35MPa。在固定抗拔筋時(shí)，將鉆桿或?qū)驐U下端的固定裝置卡在抗拔筋上，使得下沉鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿或?qū)驐U帶著抗拔筋一起進(jìn)入樁體內(nèi)，鉆桿或?qū)驐U拔出時(shí)，固定裝置可以從抗拔筋體上脫開。在進(jìn)行b)步驟前，調(diào)整鉆桿上的葉片尺寸，使得葉片攪拌范圍減小，或拆除鉆桿上全部或部分葉片，移動(dòng)機(jī)架帶動(dòng)鉆桿或?qū)驐U使得抗拔筋體對準(zhǔn)樁體中心。所述鉆桿上部動(dòng)力頭功率為3-300KW。所述鉆桿外徑20mm以上，葉片直徑20_1500mm。進(jìn)一步，所述樁長3m以上。對于硬質(zhì)土層可以用動(dòng)力更大的動(dòng)力頭或鉆掘能力更強(qiáng)的鉆頭引孔。筋體高出樁體IOcm以上。進(jìn)一步，步驟a)、b)、c)在地面或基坑內(nèi)施工。
本發(fā)明所述的高抗拔力的加砂抗浮樁，在常規(guī)抗浮樁體基礎(chǔ)上，采用水泥砂漿進(jìn)行注漿，提高了樁身的強(qiáng)度，節(jié)省了水泥的用量，且成樁后水泥土強(qiáng)度比常規(guī)的純水泥漿旋噴樁提高30%的強(qiáng)度。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來詳細(xì)說明本發(fā)明；圖1為本發(fā)明所述的高抗拔力的加砂抗浮樁的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參看圖1，該高抗拔力的樁體結(jié)構(gòu)為，樁體5由水泥砂漿均勻混合而成，樁體為旋噴攪拌樁體或水泥砂漿灌漿形成的樁體5，樁體5內(nèi)埋設(shè)加筋體4，加筋體4與多個(gè)錨錠板 2和錨錠板3連接，錨定板3通過擠壓套1連接在一起。所述錨定板為應(yīng)力分散的錨定板， 通常也叫應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體，錨錠板由金屬或高強(qiáng)非金屬材料制成。另外錨定板3也可以采用錐形鎖片的結(jié)構(gòu)與加筋體連接。具體為錨定板3上設(shè)有鎖定孔，鎖定孔為圓錐形孔，圓錐形孔的底端直徑大于頂端直徑，鎖定孔內(nèi)設(shè)有與其對應(yīng)的圓錐形鎖片，圓錐形鎖片包在加筋體外側(cè)穿入鎖定孔，在外力的作用下加筋體與錨定板固定連接該高抗拔力的樁體中的多根加筋體4分別與多個(gè)錨錠板2和錨定板3連接在一起。其中一塊錨定板設(shè)置在加筋體4的最底部，而錨定板2為多個(gè)小的錨定板，分別布置在各根加筋體4的中間部位。所述筋體4中心與樁體中心偏移< 20cm。通常情況下是筋體4中心與樁體中心為同一中心，如果筋體4采用與鉆桿不同的導(dǎo)桿帶入的話，則筋體4往往會(huì)有偏移。所述筋體4外側(cè)設(shè)置有防腐蝕金屬管6。在防腐蝕金屬管6與管內(nèi)筋體4的間隙中填充水泥漿或水泥砂漿。所述水泥砂漿漿液的重量配比為水水泥砂=100 (20 200) (20 100)，其中砂的粒徑小于等于5mm。筋體4的錨固段內(nèi)設(shè)置有一個(gè)以上的錨錠板，多個(gè)錨定板的其中一個(gè)錨定板設(shè)置在加筋體的錨固段前端。錨錠板2或3與加筋體采用擠壓套連接、鎖具連接、焊接或螺栓連接。所述的錨錠板呈圓盤形或多邊形。所述的錨錠板圍繞中心孔分布有多個(gè)加筋體的連接孔。所述的錨錠板與一根或多根加筋體同時(shí)相連。所述筋體為無粘結(jié)鋼絞線、粘結(jié)鋼絞線、部分粘結(jié)鋼絞線、鋼絲繩、鋼筋、鋼管、型材等材料。水泥漿樁體5是用鉆孔灌漿形成的，旋噴攪拌的樁體5是利用旋噴攪拌鉆具施作的。形成該樁體5后，將加筋體4與錨錠板2和錨錠板3，采用專門鉆具，沿該樁體的中心送入到樁體中去，插入到位后，一邊回抽鉆具，一邊向樁體內(nèi)旋噴注漿。加筋體4為一根或多根鋼絞線、鋼筋、鋼管、鋼筋。錨錠板2和錨錠板3是由鋼板經(jīng)加工而成。高抗拔力的加砂抗浮樁的施工方法，包括以下步驟，一種高抗拔力的節(jié)能型應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，包括以下步驟，a)首先鉆桿下沉鉆進(jìn)，后拔出鉆桿，通過噴漿管噴射水泥砂漿，形成水泥砂土樁體；b)在后續(xù)鉆桿下沉過程中，在水泥砂土樁體內(nèi)插入抗拔筋至指定位置；c)最后拔出鉆桿，將抗拔筋留在水泥砂土樁體內(nèi)。在a)步驟鉆桿下沉鉆進(jìn)過程中，邊鉆進(jìn)邊噴水泥砂漿。在a)步驟，鉆桿拔出過程中，同時(shí)進(jìn)行噴水泥砂漿。在a)步驟，形成水泥土樁體后，將鉆桿拔出，同時(shí)將抗拔筋連接在卷揚(yáng)機(jī)上進(jìn)行起吊，再進(jìn)行b)步驟。所述噴漿管的注漿壓力< 35MPa。在固定抗拔筋時(shí)，將鉆桿或?qū)驐U下端的固定裝置卡在抗拔筋上，使得下沉鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿或?qū)驐U帶著抗拔筋一起進(jìn)入樁體內(nèi)，鉆桿或?qū)驐U拔出時(shí)，固定裝置可以從抗拔筋體上脫開。在進(jìn)行b)步驟前，調(diào)整鉆桿上的葉片尺寸，使得葉片攪拌范圍減小，或者拆除全部或部分葉片，移動(dòng)機(jī)架帶動(dòng)鉆桿或?qū)驐U使得抗拔筋體對準(zhǔn)樁體中心。所述鉆桿上部動(dòng)力頭功率為3-300KW。所述鉆桿外徑20mm以上，葉片直徑20-1500mm。進(jìn)一步，所述樁長: 以上。對于硬質(zhì)土層可以用動(dòng)力更大的動(dòng)力頭或鉆掘能力更強(qiáng)的鉆頭引孔。筋體高出樁體IOcm以上。進(jìn)一步，步驟a)、b)、c)在地面或基坑內(nèi)施工。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，包括一個(gè)樁體，樁體內(nèi)帶有筋體，其特征是，樁體由水泥砂漿混合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述筋體連接有應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體，所述加筋體與應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體組成錨固件與樁體粘結(jié)在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述筋體中心與樁體中心偏移< 20cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述筋體外側(cè)設(shè)置有防腐蝕金屬管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，在防腐蝕金屬管與管內(nèi)筋體的間隙中填充水泥漿或水泥砂漿。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述水泥砂漿漿液的重量配比為水水泥砂=100 (20 200) (20 100)，其中砂的粒徑小于等于5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體為錨定板，錨錠板由金屬或高強(qiáng)非金屬材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，筋體的錨固段內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)以上的錨錠板，其中一個(gè)錨定板設(shè)置在加筋體的錨固段前端。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，錨錠板與加筋體采用擠壓套連接、鎖具連接、焊接或螺栓連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述的錨錠板呈圓盤形或多邊形。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述的錨錠板圍繞中心孔分布有多個(gè)加筋體的連接孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述的錨錠板與一根或多根加筋體同時(shí)相連。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，其特征在于，所述筋體為無粘結(jié)鋼絞線、粘結(jié)鋼絞線、部分粘結(jié)鋼絞線、鋼絲繩、鋼筋、鋼管、型材等材料。
14.一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，包括以下步驟，a)首先鉆桿下沉鉆進(jìn)，后拔出鉆桿，通過噴漿管噴射水泥砂漿，形成水泥砂土樁體；b)在后續(xù)鉆桿下沉過程中，在水泥砂土樁體內(nèi)插入抗拔筋至指定位置；c)最后拔出鉆桿，將抗拔筋留在水泥砂土樁體內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，在a)步驟鉆桿下沉鉆進(jìn)過程中，邊鉆進(jìn)邊噴水泥砂漿。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，在a)步驟，鉆桿拔出過程中，同時(shí)進(jìn)行噴水泥砂漿。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，在a)步驟，形成水泥土樁體后，將鉆桿拔出，同時(shí)將抗拔筋連接在卷揚(yáng)機(jī)上進(jìn)行起吊，再進(jìn)行b)步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，噴漿管的注漿壓力< 35MPa。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，固定抗拔筋時(shí)，將鉆桿或?qū)驐U下端的固定裝置卡在抗拔筋上，使得下沉鉆進(jìn)時(shí)， 鉆桿或?qū)驐U帶著抗拔筋一起進(jìn)入樁體內(nèi)，鉆桿或?qū)驐U拔出時(shí)，固定裝置可以從抗拔筋體上脫開。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，在進(jìn)行b)步驟前，調(diào)整鉆桿上的葉片尺寸，使得葉片攪拌范圍減小，或者拆除全部或部分葉片，移動(dòng)機(jī)架帶動(dòng)鉆桿或?qū)驐U使得抗拔筋體對準(zhǔn)樁體中心。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于鉆桿上部動(dòng)力頭功率為3-300KW。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于鉆桿外徑20mm以上，葉片直徑20-1500mm。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于樁長:3m以上。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，對于硬質(zhì)土層可以先用動(dòng)力更大的動(dòng)力頭或鉆掘能力更強(qiáng)的鉆頭引孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，筋體高出樁體IOcm以上。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁的施工方法，其特征在于，步驟a)、b)、c)在地面或基坑內(nèi)施工。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高抗拔力的應(yīng)力分散式加砂抗浮樁，包括一個(gè)樁體，樁體內(nèi)帶有筋體，其特征是，樁體由水泥砂漿均勻混合而成，所述筋體連接有應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體，所述加筋體與應(yīng)力分散結(jié)構(gòu)體組成錨固件與樁體粘結(jié)在一起。同時(shí)也提供該加砂抗浮樁的施工方法。本發(fā)明所述的高抗拔力的加砂抗浮樁，在常規(guī)抗浮樁體基礎(chǔ)上，采用水泥砂漿進(jìn)行注漿，提高了樁身的強(qiáng)度，節(jié)省了水泥的用量，且成樁后水泥土強(qiáng)度比常規(guī)的純水泥漿旋噴樁提高20％以上的強(qiáng)度。
文檔編號E02D5/54GK102493441SQ20111042755
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉全林, 宋偉民 申請人:上海強(qiáng)勁地基工程股份有限公司