復(fù)合樁的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合樁的施工方法，包括作為外圍樁的第一樁和作為芯樁的第二樁，第一樁為現(xiàn)澆樁，第二樁為現(xiàn)澆樁或預(yù)制樁，第一樁與第二樁的中心距d=0，第二樁與第一樁的面積比S比=S2/S1，第二樁與第一樁的長度比L比=L2/L1，其中S比∈（0,1），L比>0.5。本發(fā)明施工方便，合理，可根據(jù)地層情況、場地條件、周圍環(huán)境以及工程量的大小，選擇合適的施工設(shè)備及施工工藝，沉管、拔管系統(tǒng)既可以是一套裝置，也可以為不同的獨立裝置，既可一臺設(shè)備一體化施工一根樁，也可多臺設(shè)備施工一根樁，還可多臺設(shè)備流水作業(yè)。
【專利說明】復(fù)合粧的施工方法
[0001]本申請是申請?zhí)?201210229106.x，名稱“復(fù)合樁及其施工方法”、申請日:2012.7.2的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種復(fù)合樁的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的沉管灌注樁、夯擴樁、預(yù)制樁的施工工藝一般碰到硬土區(qū)難以施工、難以穿越，一般采用取土引孔，損失部分承載力，往往吃力不討好；一般碰到軟土地區(qū)拼命加大加長樁獲得承載力，往往費錢不討好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種施工環(huán)保性好、性價比好，質(zhì)量可靠的復(fù)合樁及其施工方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種復(fù)合樁，其特征是:包括作為外圍樁的第一樁和作為芯樁的第二樁，其特征是:第一樁為現(xiàn)澆樁，第二樁為現(xiàn)澆樁或預(yù)制樁，第一樁截面積為S1、總樁長為LI，第二樁截面積為S2、總樁長為L2，第一樁與第二樁的中心距d=0，第二樁與第一樁的面積比Stt=S2/Sl，第二樁與第一樁的長度比L比=L2/L1，其中S比e (O, I), L比>0.5 ;當S比e (0,0.25)時，第二樁作為第一樁的加勁體；當Stte (0.25，0.75)時，第一樁與第二樁相互作用形成復(fù)合樁；當Stte (0.75，I)時，第一樁作為第二樁的薄壁環(huán)形樁；第二樁與第一樁之間的復(fù)合工作系數(shù)(摩擦力提高系數(shù))f:-2 e (1.5，3.0)。
[0006]第一樁為現(xiàn)澆樁，樁身具有沿樁身擴頸、擴徑、擴底、全螺紋、全直線、間互螺紋、直線中的一種或多種形式；所述現(xiàn)澆樁為實心樁或空心樁，其中空心樁為底部封底的筆筒型筒樁或底部不封底的空心型筒樁。
[0007]第二樁為現(xiàn)澆樁或預(yù)制樁；所述現(xiàn)澆樁具有沿樁身擴頸、擴徑、擴底、全螺紋、全直線、間互螺紋、直線中的一種或多種形式；所述預(yù)制樁為實心樁或空心樁，其中空心樁內(nèi)腔為全段或分段灌注鋼筋混凝土的形式。
[0008]一種復(fù)合樁的施工方法，其特征是:包括下列步驟:
(一)施工第一樁:包括下列方法之一:
方法A:
(1)移機就位:移動設(shè)備，將外管就位于設(shè)定樁位上；
(2)沉管:將外管下沉至設(shè)定的深度；
(3)澆筑成型:上提內(nèi)夯系統(tǒng)，澆筑樁身；
(4)拔管成型:拔出外管，樁成型；
方法B: (1)移機就位:移動設(shè)備，將鉆桿就位于設(shè)定樁位上；
(2)旋壓下沉:將鉆桿旋壓下沉至設(shè)定的深度；
(3)旋拉上提:
將鉆桿旋拉，同時將固化劑壓灌至樁孔內(nèi)，旋拉上提至設(shè)定高度，完成實心樁；
或:將鉆桿旋拉，同時將固化劑注入土體，旋拉上提至設(shè)定高度，并重復(fù)旋壓下沉和鉆桿旋拉步驟，將固化劑與土體強制機械切削和攪拌旋壓，完成實心樁；
(4)當?shù)谝粯对O(shè)定為空心樁時，則在步驟(3)完成實心樁施工后f10小時時，進行下列方法之一的施工:
(a)移機就位，螺旋鉆桿同心旋壓下沉至設(shè)定深度，旋拉上提，形成空心樁，且本次螺旋鉆孔的成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑；本次螺旋鉆孔的成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或本次螺旋鉆孔的成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁；
(b)移機就位，自落錘同心提起做自由落體運動，內(nèi)夯沖剪樁體,形成剪切口，自落錘反復(fù)做上下運動，形成空心樁；本次自落錘內(nèi)夯樁體成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑，本次自落錘內(nèi)夯樁體成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或自落錘內(nèi)夯樁體成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁；
(c)移機就位，采用靜壓、反壓、錘擊振動或其他外力同心沉管沉樁至設(shè)定深度，拔管拔樁至設(shè)定高度，形成空心樁，且本次沉管沉樁的成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑；本次沉管沉樁的成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或本次沉管沉樁的成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁；
(二)施工第二樁:包括下列方法之一:
方法A:
(O就位:將外管同心就位于設(shè)定第一樁樁位上；
(2)沉管:將外管下沉至設(shè)定的深度；
(3)澆筑成型:上提內(nèi)夯系統(tǒng)，澆筑樁身或下放預(yù)制樁身，下放預(yù)制樁身時，將預(yù)制樁身外周圍間隙用固化劑充填注滿；
(4)拔管成型:拔出外管，樁成型；
方法B:
采用靜壓、反壓、錘擊、振動或其他外力與第一樁同心沉樁至設(shè)定深度，第二樁為空心預(yù)制樁時，沉樁時將空心樁上下封口，封底采用樁靴或鐵板，封頂采用塞子或鐵板，開挖土方后，取出封頂?shù)娜踊蜩F板，然后按設(shè)計要求分段或全段澆筑鋼筋混凝土。
[0009]樁身為直線、螺紋、間互直線螺紋型中的一種或幾種復(fù)合形式，采用擴孔方法對樁身進行擴頸、擴徑、擴底。
[0010]施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中，外管為單管鋼管護筒；內(nèi)夯系統(tǒng)為單管內(nèi)夯管形式，單管內(nèi)夯管的外徑比外管內(nèi)徑小，內(nèi)夯管的頂部設(shè)有直徑大于外管外徑、與錘頭匹配的夯擊盤，內(nèi)夯管的底部采用鋼板封底，且鋼板的直徑介于內(nèi)夯管外徑與外管內(nèi)徑之間，夯擊盤下端至內(nèi)夯管底部的長度不大于外管的長度；或內(nèi)夯系統(tǒng)為單管內(nèi)夯管錘，單管內(nèi)夯管錘的直徑小于外管內(nèi)徑，單管內(nèi)夯管錘內(nèi)腔充填鋼渣、鑄鐵水、粗細骨料中的一種或幾種，單管內(nèi)夯管錘的上下端用鋼板封口，單管內(nèi)夯管錘的上段呈空心管狀，下段呈實心錘狀；或內(nèi)夯系統(tǒng)為直徑小于外管內(nèi)徑的內(nèi)夯自落錘；或內(nèi)夯系統(tǒng)為直徑小于外管內(nèi)徑的內(nèi)夯管，內(nèi)夯管的底部用鋼板封底，鋼板上方充填粗細骨料、鋼板、麻布或膠墊，內(nèi)夯管內(nèi)置內(nèi)夯自落錘或內(nèi)夯電動錘。
[0011]施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中，沉管方法均包括下列方式中的一種或幾種:
(1)勢能直接作用于外管，直接將外管沉入設(shè)定深度；
(2)勢能直接作用于內(nèi)外管，直接將內(nèi)外管系統(tǒng)同步沉入設(shè)定深度；
(3)勢能直接作用于內(nèi)夯系統(tǒng):外管內(nèi)的內(nèi)夯管錘或內(nèi)夯管內(nèi)的內(nèi)夯錘通過人工操作、機械操作或自動化操作，自由落體或連續(xù)錘擊做上下運動，由內(nèi)夯管上設(shè)置的夯擊盤帶動外管同步沉入設(shè)定深度；當成孔不塌孔時，不設(shè)外管，內(nèi)夯系統(tǒng)直接沉入設(shè)定深度；
(4)勢能分別作用于內(nèi)夯系統(tǒng)和外管:
a)勢能直接作用于內(nèi)夯系統(tǒng):外管內(nèi)的內(nèi)夯錘或外管內(nèi)的內(nèi)夯管錘或內(nèi)夯管內(nèi)的內(nèi)夯錘通過人工操作、機械操作或自動化操作，自由落體或連續(xù)錘擊做上下運動，沖剪外管下的土體或樁體，形成剪切土體或剪切口 ；
b)勢能直接作用于外管，外管至少采用下列方法之一下沉:①在外管自重下，外管沿剪切土體或剪切口自重力下沉啟動外管上的反壓或靜壓加壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口加壓下沉；③啟動外管上的振動裝置，外管沿剪切土體或剪切口振動下沉；④同時啟動外管上的振動和加壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口振壓下沉；⑤啟動外管上的旋壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口旋壓下沉；⑥啟動外管上的搓管裝置，使外管沿剪切土體或剪切口搓壓下沉；`
c)交互步驟a)、b)，直到內(nèi)外管下沉至設(shè)定深度。
[0012]施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中，在沉管步驟后先進行夯擴成型再澆筑成型，夯擴成型的方法是:上提外管內(nèi)的內(nèi)夯系統(tǒng)，按設(shè)定投料量將填充料投入外管內(nèi)，上拔外管一定高度h > O ;內(nèi)夯系統(tǒng)反復(fù)夯擊填充料形成擴大頭，通過調(diào)整下列系數(shù)來調(diào)整土體的擠密程度及夯擴頭的大小、形狀:投料高度H、外管上拔高度h、夯擴完成時外管底距樁底的距離C、夯擴完成時內(nèi)夯系統(tǒng)底距外管底的距離E、夯擊填充料時在設(shè)定沖擊能量下的貫入度D及填充料的體積V ;具體調(diào)整形式為:
A)通過調(diào)整夯實系數(shù)De (D1，D2，一Dn, V)來調(diào)整土體的擠密程度，夯擊填充料時，在設(shè)定沖擊能量下連續(xù)η次錘擊的下沉量D1、D2…Dn及其總和nD ；
B)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H, h, c, E, D, V)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀:
a)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H, h, E)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成紡錘狀夯擴頭；
Dn= a nd0 [ (Σ Hi+hn) /hn]1/2 E=O
b)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H，h，c，Ε)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成柱狀夯擴頭；
Dn= a nd0 [ (Σ Hi+hn-Cn) /hn]1/2 E=O
c)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae(E，D，V)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成球狀夯擴頭；
Dn= a n2 (3V/4 兀)1/3 E=O ； 其中Dn為夯擴η次的夯擴頭計算直徑，Hi為夯擴i次時外管中灌注混凝土高度，hn為夯擴η次時外管上拔高度，Cn為夯擴η次時外管下沉底端至樁底的距離；Ε值:內(nèi)夯系統(tǒng)底出外管為正值，內(nèi)夯系統(tǒng)底在外管內(nèi)為負值，內(nèi)夯系統(tǒng)底與外管平齊為零，計量單位為m ；αη為擴大頭直徑修正系數(shù)，a e(0.8，L2)。
[0013]夯擴成型時，自上而下或自下而上形成零級、一級、二級或多級擴大頭；填充料是碎磚、石、砂、粗細骨料、礦渣、水泥拌合物、干濕混凝土中的一種或幾種；固化劑是指水泥、石灰、砂、石、粉煤灰、水泥拌合物中的一種或幾種組成的液態(tài)或粉狀加固材料。
[0014]上述所謂的勢能是通過柴油錘、振動錘、自落錘、電動錘、液壓錘、靜壓、反壓、螺旋鉆、搓搖管做功形成的勢能。
[0015]當?shù)谝粯对O(shè)定為空心樁時，在形成空心樁后，還進行下列方法之一的施工:
(a)在空心樁內(nèi)沉管沉樁，沉管沉樁樁徑均不大于空心樁內(nèi)徑，沉管沉樁深度均超過空心樁底部，沉管沉樁至設(shè)定深度；
(b)在空心樁內(nèi)直接燒筑鋼筋混凝土至設(shè)定高度成樁,形成基坑支護的止水擋土墻； (C)在空心樁內(nèi)沉入管樁，管樁與周圍空隙用固化劑或減磨劑注滿成樁，形成基坑支護
的止水擋土墻。
[0016]所述管樁可以是鋼護筒、水泥管樁、PVC管等多種材質(zhì)，強度匹配，內(nèi)可設(shè)支撐系統(tǒng)，外可包隔膜的護筒。管樁與四周空隙用減磨劑注滿，可拔出管樁重復(fù)使用。
[0017]本發(fā)明施工方便，合理，可根據(jù)地層情況、場地條件、周圍環(huán)境以及工程量的大小，選擇合適的施工設(shè)備及施工工藝，沉管、拔管系統(tǒng)既可以是一套裝置，也可以為不同的獨立裝置，既可一臺設(shè)備一體化施工一根樁，也可多臺設(shè)備施工一根樁，還可多臺設(shè)備流水作業(yè)。
[0018]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0019]一種復(fù)合樁的施工方法，包括下列步驟:
一種復(fù)合樁的施工方法，其特征是:包括下列步驟:
(一)施工第一樁:包括下列方法之一:
方法A:
(1)移機就位:移動設(shè)備，將外管就位于設(shè)定樁位上；
(2)沉管:將外管下沉至設(shè)定的深度；
(3)澆筑成型:上提內(nèi)夯系統(tǒng)，澆筑樁身；
(4)拔管成型:拔出外管，樁成型；根據(jù)設(shè)計要求，內(nèi)夯系統(tǒng)可以壓置混凝土面后再拔出外管，樁成型。
[0020]方法B:
(1)移機就位:移動設(shè)備，將鉆桿就位于設(shè)定樁位上；
(2)旋壓下沉:將鉆桿旋壓下沉至設(shè)定的深度；
(3)旋拉上提:
將鉆桿旋拉，同時將固化劑壓灌至樁孔內(nèi)，旋拉上提至設(shè)定高度，完成實心樁；
或:將鉆桿旋拉，同時將固化劑注入土體，旋拉上提至設(shè)定高度，并重復(fù)旋壓下沉和鉆桿旋拉步驟，將固化劑與土體強制機械切削和攪拌旋壓，完成實心樁；
(4)當?shù)谝粯对O(shè)定為空心樁時，則在步驟(3)完成實心樁施工后f 10小時時，進行下列方法之一的施工:
Ca)移機就位，螺旋鉆桿同心旋壓下沉至設(shè)定深度，旋拉上提，形成空心樁，且本次螺旋鉆孔的成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑；本次螺旋鉆孔的成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或本次螺旋鉆孔的成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁；
(b)移機就位，自落錘同心提起做自由落體運動，內(nèi)夯沖剪樁體,形成剪切口，自落錘反復(fù)做上下運動，形成空心樁；本次自落錘內(nèi)夯樁體成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑，本次自落錘內(nèi)夯樁體成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或自落錘內(nèi)夯樁體成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁；
(c)移機就位，采用靜壓、反壓、錘擊振動或其他外力同心沉管沉樁至設(shè)定深度，拔管拔樁至設(shè)定高度，形成空心樁，且本次沉管沉樁的成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑；本次沉管沉樁的成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或本次沉管沉樁的成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁；
(二)施工第二樁:包括下列方法之一:
方法A:
(1)就位:將外管同心就位于設(shè)定第一樁樁位上；
(2)沉管:將外管下沉至設(shè)定的深度；
(3)澆筑成型:上提內(nèi)夯系統(tǒng)，澆筑樁身或下放預(yù)制樁身，下放預(yù)制樁身時，將預(yù)制樁身外周圍間隙用固化劑充填注滿；
(4)拔管成型:拔出外管，樁成型；
方法B:
采用靜壓、反壓、錘擊、振動或其他外力同心沉樁至設(shè)定深度，第二樁為空心預(yù)制樁時，沉樁時將空心樁上下封口，封底采用樁靴或鐵板，封頂采用塞子或鐵板，開挖土方后，取出封頂?shù)娜踊蜩F板，然后按設(shè)計要求分段或全段澆筑鋼筋混凝土。
[0021]樁身為直線、螺紋、間互直線螺紋型中的一種或幾種復(fù)合形式，采用擴孔方法對樁身進行擴頸、擴徑、擴底。
[0022]固化劑是水泥、石灰、水、土、砂、粗細骨料、水泥拌合物中的一種或幾種。
[0023]施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A相同。
[0024]施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中，外管為單管鋼管護筒；內(nèi)夯系統(tǒng)為單管內(nèi)夯管形式，單管內(nèi)夯管的外徑比外管內(nèi)徑小，內(nèi)夯管的頂部設(shè)有直徑大于外管外徑、與錘頭匹配的夯擊盤，內(nèi)夯管的底部采用鋼板封底，且鋼板的直徑介于內(nèi)夯管外徑與外管內(nèi)徑之間，夯擊盤下端至內(nèi)夯管底部的長度不大于外管的長度；或內(nèi)夯系統(tǒng)為單管內(nèi)夯管錘，單管內(nèi)夯管錘的直徑小于外管內(nèi)徑，單管內(nèi)夯管錘內(nèi)腔充填鋼渣、鑄鐵水、粗細骨料中的一種或幾種，單管內(nèi)夯管錘的上下端用鋼板封口，單管內(nèi)夯管錘的上段呈空心管狀，下段呈實心錘狀，根據(jù)設(shè)計要求，上部可設(shè)尺寸大于外管的夯擊盤，夯擊盤下端至內(nèi)夯管錘底的長度不小于外管長度；或內(nèi)夯系統(tǒng)為直徑小于外管內(nèi)徑的內(nèi)夯自落錘；或內(nèi)夯系統(tǒng)為直徑小于外管內(nèi)徑的內(nèi)夯管，內(nèi)夯管的底部用鋼板封底，鋼板上方充填粗細骨料、鋼板、麻布或膠墊，內(nèi)夯管內(nèi)置內(nèi)夯自落錘或內(nèi)夯電動錘，根據(jù)設(shè)計要求，上部可設(shè)尺寸大于外管的夯擊盤，夯擊盤下端至內(nèi)夯管底的長度不小于外管長度。
[0025]根據(jù)設(shè)計要求，內(nèi)夯管底部可加設(shè)便于靈活拆裝的取土倉裝置或尖型沖鉆土裝置。
[0026]施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中，沉管方法均包括下列方式中的一種或幾種:
(O勢能直接作用于 外管，直接將外管沉入設(shè)定深度；
(2)勢能直接作用于內(nèi)外管，直接將內(nèi)外管系統(tǒng)同步沉入設(shè)定深度；
(3)勢能直接作用于內(nèi)夯系統(tǒng):外管內(nèi)的內(nèi)夯管錘或內(nèi)夯管內(nèi)的內(nèi)夯錘通過人工操作、機械操作或自動化操作，自由落體或連續(xù)錘擊做上下運動，由內(nèi)夯管上設(shè)置的夯擊盤帶動外管同步沉入設(shè)定深度；當成孔不塌孔時，不設(shè)外管，內(nèi)夯系統(tǒng)直接沉入設(shè)定深度；
(4)勢能分別作用于內(nèi)夯系統(tǒng)和外管:
a)勢能直接作用于內(nèi)夯系統(tǒng):外管內(nèi)的內(nèi)夯錘或外管內(nèi)的內(nèi)夯管錘或內(nèi)夯管內(nèi)的內(nèi)夯錘通過人工操作、機械操作或自動化操作，自由落體或連續(xù)錘擊做上下運動，沖剪外管下的土體或樁體，形成剪切土體或剪切口 ；
b)勢能直接作用于外管，外管至少采用下列方法之一下沉:①在外管自重下，外管沿剪切土體或剪切口自重力下沉啟動外管上的反壓或靜壓加壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口加壓下沉；③啟動外管上的振動裝置，外管沿剪切土體或剪切口振動下沉；④同時啟動外管上的振動和加壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口振壓下沉；⑤啟動外管上的旋壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口旋壓下沉；⑥啟動外管上的搓管裝置，使外管沿剪切土體或剪切口搓壓下沉；
c)交互步驟a)、b)，直到內(nèi)外管下沉至設(shè)定深度。
[0027]施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中，在沉管步驟后先進行夯擴成型再澆筑成型，夯擴成型的方法是:上提外管內(nèi)的內(nèi)夯系統(tǒng)，按設(shè)定投料量將填充料投入外管內(nèi)，上拔外管一定高度h > O ;內(nèi)夯系統(tǒng)反復(fù)夯擊填充料形成擴大頭，通過調(diào)整下列系數(shù)來調(diào)整土體的擠密程度及夯擴頭的大小、形狀:投料高度H、外管上拔高度h、夯擴完成時外管底距樁底的距離C、夯擴完成時內(nèi)夯系統(tǒng)底距外管底的距離E、夯擊填充料時在設(shè)定沖擊能量下的貫入度D及填充料的體積V ;具體調(diào)整形式為:
A)通過調(diào)整夯實系數(shù)De (D1，D2，一Dn, V)來調(diào)整土體的擠密程度，夯擊填充料時，在設(shè)定沖擊能量下連續(xù)η次錘擊的下沉量D1、D2…Dn及其總和nD ；
B)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H, h, c, E, D, V)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀:
a)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H, h, E)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成紡錘狀夯擴頭； Dn= a nd0 [ (Σ Hi+hn) /hn]1/2 E=O
b)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H，h，c，Ε)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成柱狀夯擴頭； Dn= a nd0 [ (Σ Hi+hn-Cn) /hn]1/2 E=O
c)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae(E，D，V)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成球狀夯擴頭；Dn= α η2 (3V/4 兀)1/3 E=O ；
其中Dn為夯擴η次的夯擴頭計算直徑，Hi為夯擴i次時外管中灌注混凝土高度，hn為夯擴η次時外管上拔高度，Cn為夯擴η次時外管下沉底端至樁底的距離；Ε值:內(nèi)夯系統(tǒng)底出外管為正值，內(nèi)夯系統(tǒng)底在外管內(nèi)為負值，內(nèi)夯系統(tǒng)底與外管平齊為零，計量單位為m ；αη為擴大頭直徑修正系數(shù)，a e(0.8，L2)。
[0028]夯擴成型時，自上而下或自下而上形成零級、一級、二級或多級擴大頭；填充料是碎磚、石、砂、粗細骨料、礦渣、水泥拌合物、干濕混凝土中的一種或幾種；固化劑是指水泥、石灰、砂、石、粉煤灰、水泥拌合物中的一種或幾種組成的液態(tài)或粉狀加固材料。
[0029]上述所謂的勢能是通過柴油錘、振動錘、自落錘、電動錘、液壓錘、靜壓、反壓、螺旋鉆、搓搖管做功形成的勢能。
[0030]通過調(diào)整夯實系數(shù)D、形態(tài)系數(shù)α，自上而下形成填充料擴大頭，擠密土體、影響土體，大幅提高端承力，減少沉降，夯實提高系數(shù)β (夯實后與夯實前的端承力之比)e(1.5，3.0)
夯擴成型時，自上而下或自下而上形成零級、一級、二級或多級擴大頭；填充料是碎磚、石、砂、粗細骨料、礦渣、水泥拌合物、干濕混凝土中的一種或幾種；固化劑是指水泥、石灰、砂石、粉煤灰中的一種或幾種組成的液態(tài)或粉狀加固材料。
[0031]形成的勁芯復(fù)合樁，包括作為外圍樁的第一樁和作為芯樁的第二樁，其特征是:第一樁為現(xiàn)澆樁，第二樁為現(xiàn)澆樁或預(yù)制樁，第一樁截面積為S1、總樁長為LI，第二樁截面積為S2、總樁長為L2，第一樁與第二樁的中心距d=0，第二樁與第一樁的面積比Stt=S2/Sl，第二樁與第一樁的長度比L比=L2/L1，其中S比e (O, I), L比>0.5 ;當S比e (0,0.25)時，第二樁作為第一樁的加勁體；當Stte (0.25，0.75)時，第一樁與第二樁相互作用形成復(fù)合樁；當Stte (0.75，I)時，第一樁作為第二樁的薄壁環(huán)形樁；第二樁與第一樁之間的復(fù)合工作系數(shù)f!_2 ε (1.5, 3.0)ο
[0032]第一樁為現(xiàn)澆樁，樁身具有沿樁身擴頸、擴徑、擴底、全螺紋、全直線、間互螺旋、直線中的一種或多種形式，所述現(xiàn)澆樁為實心樁或空心樁，其中空心樁為底部封底的筆筒型筒樁或底部不封底的空心型筒樁。
[0033]第二樁為現(xiàn)澆樁或預(yù)制樁；所述現(xiàn)澆樁具有沿樁身擴頸、擴徑、擴底、全螺紋、全直線、間互螺旋、直線中的一種或多種形式，所述預(yù)制樁為實心樁或空心樁，其中空心樁內(nèi)腔為全段或分段灌注鋼筋混凝土的形式。
[0034]施工設(shè)備可以包括內(nèi)夯式沉管樁機、錘擊沉管樁機、靜壓沉管樁機、螺旋攪拌樁機、振動沉管樁機、搓管樁機、拔管樁機，并可配有自落錘、柴油錘、振動錘、電動錘、液壓錘
坐寸O
[0035]當?shù)谝粯对O(shè)定為空心樁時，在形成空心樁后，還可進行下列方法之一的施工:
(a)采用空心樁內(nèi)沉管沉樁，沉管沉樁樁徑均不大于空心樁內(nèi)徑，沉管沉樁深度均超過空心樁底部，沉管沉樁至設(shè)定深度，解決了沉管沉樁深度與拔管問題，形成了上下兩節(jié)現(xiàn)澆樁或現(xiàn)澆樁與預(yù)制樁的復(fù)合樁。
[0036](b)可采用空心樁內(nèi)直接澆筑鋼筋混凝土至設(shè)定高度成樁，形成基坑支護的止水擋土墻。 [0037](C)可采用空心樁內(nèi)沉入管樁，管樁與周圍空隙用固化劑或減磨劑注滿成樁，形成基坑支護的止水擋土墻，內(nèi)可設(shè)支撐系統(tǒng)、外包隔膜的護筒，強度匹配，管樁與周圍空隙用減磨劑注滿，工程完工時，拔出管樁重復(fù)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合樁的施工方法，其特征是:包括下列步驟: (一)施工第一樁:包括下列方法之一: 方法A: (1)移機就位:移動設(shè)備，將外管就位于設(shè)定樁位上； (2)沉管:將外管下沉至設(shè)定的深度； (3)澆筑成型:上提內(nèi)夯系統(tǒng)，澆筑樁身； (4)拔管成型:拔出外管，樁成型； 方法B: (1)移機就位:移動設(shè)備，將鉆桿就位于設(shè)定樁位上； (2)旋壓下沉:將鉆桿旋壓下沉至設(shè)定的深度； (3)旋拉上提: 將鉆桿旋拉，同時將固化劑壓灌至樁孔內(nèi)，旋拉上提至設(shè)定高度，完成實心樁； 或:將鉆桿旋拉，同時將固化劑注入土體，旋拉上提至設(shè)定高度，并重復(fù)旋壓下沉和鉆桿旋拉步驟，將固化劑與土體強制機械切削和攪拌旋壓，完成實心樁； (4)當?shù)谝粯对O(shè)定為空心樁時，則在步驟(3)完成實心樁施工后f10小時時，進行下列方法之一的施工: (a)移機就位，螺旋鉆桿同心旋壓下沉至設(shè)定深度，旋拉上提，形成空心樁，且本次螺旋鉆孔的成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑；本次螺旋鉆孔的成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或本次螺旋鉆孔的成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁； (b)移機就位，自落錘同心提起做自由落體運動，內(nèi)夯沖剪樁體,形成剪切口，自落錘反復(fù)做上下運動，形成空心樁；本次自落錘內(nèi)夯樁體成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑，本次自落錘內(nèi)夯樁體成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或自落錘內(nèi)夯樁體成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁； (c )移機就位，采用靜壓、反壓、錘擊振動或其他外力同心沉管沉樁至設(shè)定深度，拔管拔樁至設(shè)定高度，形成空心樁，且本次沉管沉樁的成孔直徑小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔直徑；本次沉管沉樁的成孔深度小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部封底的筆筒型筒樁；或本次沉管沉樁的成孔深度不小于步驟(2)鉆桿旋壓下沉形成的樁孔深度，形成底部不封底的空心型筒樁； (二)施工第二樁:包括下列方法之一: 方法A: (O就位:將外管同心就位于設(shè)定第一樁樁位上； (2)沉管:將外管下沉至設(shè)定的深度； (3)澆筑成型:上提內(nèi)夯系統(tǒng)，澆筑樁身或下放預(yù)制樁身，下放預(yù)制樁身時，將預(yù)制樁身外周圍間隙用固化劑充填注滿； (4)拔管成型:拔出外管，樁成型； 方法B:采用靜壓、反壓、錘擊、振動或其他外力與第一樁同心沉樁至設(shè)定深度，第二樁為空心預(yù)制樁時，沉樁時將空心樁上下封口，封底采用樁靴或鐵板，封頂采用塞子或鐵板，開挖土方后，取出封頂?shù)娜踊蜩F板，然后按設(shè)計要求分段或全段澆筑鋼筋混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合樁的施工方法，其特征是:施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中，外管為單管鋼管護筒；內(nèi)夯系統(tǒng)為單管內(nèi)夯管形式，單管內(nèi)夯管的外徑比外管內(nèi)徑小，內(nèi)夯管的頂部設(shè)有直徑大于外管外徑、與錘頭匹配的夯擊盤，內(nèi)夯管的底部采用鋼板封底，且鋼板的直徑介于內(nèi)夯管外徑與外管內(nèi)徑之間，夯擊盤下端至內(nèi)夯管底部的長度不大于外管的長度；或內(nèi)夯系統(tǒng)為單管內(nèi)夯管錘，單管內(nèi)夯管錘的直徑小于外管內(nèi)徑，單管內(nèi)夯管錘內(nèi)腔充填鋼渣、鑄鐵水、粗細骨料中的一種或幾種，單管內(nèi)夯管錘的上下端用鋼板封口，單管內(nèi)夯管錘的上段呈空心管狀，下段呈實心錘狀；或內(nèi)夯系統(tǒng)為直徑小于外管內(nèi)徑的內(nèi)夯自落錘；或內(nèi)夯系統(tǒng)為直徑小于外管內(nèi)徑的內(nèi)夯管，內(nèi)夯管的底部用鋼板封底，鋼板上方充填粗細骨料、鋼板、麻布或膠墊，內(nèi)夯管內(nèi)置內(nèi)夯自落錘或內(nèi)夯電動錘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合樁的施工方法，其特征是:內(nèi)夯系統(tǒng)為單管內(nèi)夯管錘，單管內(nèi)夯管錘的直徑小于外管內(nèi)徑，單管內(nèi)夯管錘內(nèi)腔充填鋼渣、鑄鐵水、粗細骨料中的一種或幾種，單管內(nèi)夯管錘的上下端用鋼板封口，單管內(nèi)夯管錘的上段呈空心管狀，下段呈實心錘狀，內(nèi)夯管錘上部設(shè)尺寸大于外管的夯擊盤，夯擊盤下端至內(nèi)夯管錘底的長度不小于外管長度；內(nèi)夯系統(tǒng)為直徑小于外管內(nèi)徑的內(nèi)夯管，內(nèi)夯管的底部用鋼板封底，鋼板上方充填粗細骨料、鋼板、麻布或膠墊，內(nèi)夯管內(nèi)置內(nèi)夯自落錘或內(nèi)夯電動錘，內(nèi)夯管上部設(shè)尺寸大于外管的夯擊盤，夯擊盤下端至內(nèi)夯管底的長度不小于外管長度；內(nèi)夯管底部加設(shè)便于靈活拆裝的取土倉裝置或尖型沖鉆土裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合樁的施工方法，其特征是:施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中， 沉管方法均包括下列方式中的一種或幾種: (O勢能直接作用于外管，直接將外管沉入設(shè)定深度； (2)勢能直接作用于內(nèi)外管，直接將內(nèi)外管系統(tǒng)同步沉入設(shè)定深度； (3)勢能直接作用于內(nèi)夯系統(tǒng):外管內(nèi)的內(nèi)夯管錘或內(nèi)夯管內(nèi)的內(nèi)夯錘通過人工操作、機械操作或自動化操作，自由落體或連續(xù)錘擊做上下運動，由內(nèi)夯管上設(shè)置的夯擊盤帶動外管同步沉入設(shè)定深度；當成孔不塌孔時，不設(shè)外管，內(nèi)夯系統(tǒng)直接沉入設(shè)定深度； (4)勢能分別作用于內(nèi)夯系統(tǒng)和外管: a)勢能直接作用于內(nèi)夯系統(tǒng):外管內(nèi)的內(nèi)夯錘或外管內(nèi)的內(nèi)夯管錘或內(nèi)夯管內(nèi)的內(nèi)夯錘通過人工操作、機械操作或自動化操作，自由落體或連續(xù)錘擊做上下運動，沖剪外管下的土體或樁體，形成剪切土體或剪切口 ； b)勢能直接作用于外管，外管至少采用下列方法之一下沉:①在外管自重下，外管沿剪切土體或剪切口自重力下沉啟動外管上的反壓或靜壓加壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口加壓下沉；③啟動外管上的振動裝置，外管沿剪切土體或剪切口振動下沉；④同時啟動外管上的振動和加壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口振壓下沉；⑤啟動外管上的旋壓裝置，外管沿剪切土體或剪切口旋壓下沉；⑥啟動外管上的搓管裝置，使外管沿剪切土體或剪切口搓壓下沉； c)交互步驟a)、b)，直到內(nèi)外管下沉至設(shè)定深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合樁的施工方法，其特征是:施工第一樁的方法A與施工第二樁的方法A中，在沉管步驟后先進行夯擴成型再澆筑成型，夯擴成型的方法是:上提外管內(nèi)的內(nèi)夯系統(tǒng)，按設(shè)定投料量將填充料投入外管內(nèi)，上拔外管一定高度h > O ;內(nèi)夯系統(tǒng)反復(fù)夯擊填充料形成擴大頭，通過調(diào)整下列系數(shù)來調(diào)整土體的擠密程度及夯擴頭的大小、形狀:投料高度H、外管上拔高度h、夯擴完成時外管底距樁底的距離c、夯擴完成時內(nèi)夯系統(tǒng)底距外管底的距離E、夯擊填充料時在設(shè)定沖擊能量下的貫入度D及填充料的體積V ；具體調(diào)整形式為: A)通過調(diào)整夯實系數(shù)De (D1，D2，一Dn, V)來調(diào)整土體的擠密程度，夯擊填充料時，在設(shè)定沖擊能量下連續(xù)η次錘擊的下沉量Dl、D2?"Dn及其總和nD ； B)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H, h, c, E, D, V)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀: a)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H, h, E)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成紡錘狀夯擴頭；
Dn= a nd0 [ (Σ Hi+hn) /hn]1/2 E=O b)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae (H，h，c，Ε)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成柱狀夯擴頭；
Dn= a nd0 [ (Σ Hi+hn-Cn) /hn]1/2 E=O c)通過調(diào)整形態(tài)系數(shù)ae(E，D，V)來調(diào)整夯擴頭的大小、形狀，形成球狀夯擴頭；
Dn= a n2 (3V/4 兀)1/3 E=O ； 其中Dn為夯擴η次的夯擴頭計算直徑，Hi為夯擴i次時外管中灌注混凝土高度，hn為夯擴η次時外管上拔高度，Cn為夯擴η次時外管下沉底端至樁底的距離；Ε值:內(nèi)夯系統(tǒng)底出外管為正值，內(nèi)夯系統(tǒng)底`在外管內(nèi)為負值，內(nèi)夯系統(tǒng)底與外管平齊為零，計量單位為m ；αη為擴大頭直徑修正系數(shù)，a e(0.8，L2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合樁的施工方法，其特征是:夯擴成型時，自上而下或自下而上形成零級、一級、二級或多級擴大頭；填充料是碎磚、石、砂、粗細骨料、礦渣、水泥拌合物、干濕混凝土中的一種或幾種；固化劑是指水泥、石灰、砂、石、粉煤灰、水泥拌合物中的一種或幾種組成的液態(tài)或粉狀加固材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合樁的施工方法，其特征是:當?shù)谝粯对O(shè)定為空心樁時，在形成空心樁后，還進行下列方法之一的施工: (a)在空心樁內(nèi)沉管沉樁，沉管沉樁樁徑均不大于空心樁內(nèi)徑，沉管沉樁深度均超過空心樁底部，沉管沉樁至設(shè)定深度； (b)在空心樁內(nèi)直接燒筑鋼筋混凝土至設(shè)定高度成樁,形成基坑支護的止水擋土墻； (C)在空心樁內(nèi)沉入管樁，管樁與周圍空隙用固化劑或減磨劑注滿成樁，形成基坑支護的止水擋土墻。
【文檔編號】E02D5/50GK103821138SQ201410088076
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月2日
【發(fā)明者】朱建新 申請人:朱建新