一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法技术

本发明专利技术公开了一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，是引孔穿越硬地层并进入持力层，在形成的流态固化岩土体中插入的预制桩；地层原位加固是将固化剂浆液与岩土颗粒搅拌混合形成园柱形桩体，其外径大于插入的预制桩的外径；预制桩的桩间连接为机械连接；送桩杆的接头为机械连接；送桩杆与预制桩的连接端为筒状，套住预制桩的桩端；预制桩和送桩杆长度按标准化设计，最大不超过15米；长距送桩是将预制桩的桩顶送至地面以下15米～50米的深度；在送桩深度一定范围内预埋有钢护筒导向，钢护筒内的土体被部分预先取出。该专利具有绿色、环保和安全可靠的社会效益，同时能降低造价和缩短工期，具有重大的经济价值。

A method of reducing resistance planting pile and long distance driving pile for in-situ consolidation of stratum

【技术实现步骤摘要】
一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法
本专利技术涉及土木工程
，具体来说是建筑工程桩基沉桩方法及在深基坑内从地面送桩到坑底的方法。
技术介绍
在建筑工程中中，桩基作为主要的基础型式，被普遍使用。目前常用的桩基主要有钻孔灌注桩和预制桩二类。钻孔灌注桩是通过地层内成孔，使用泥浆护壁或护筒护壁的方法，在已成孔位中现场浇灌混凝土形成桩基，这类桩基的质量受成孔的质量、护壁泥浆的质量、水下灌注混凝土的质量等因素影响，常常由于管理不到位或施工者缺少经验，出现了大量的工程质量事故。此外，护壁泥浆的处理也给环境带来较大的损害。护筒护壁法成孔，虽然能达到较好的成孔质量，但混凝土的浇筑质量仍然难以克服，同时，护筒的拔出，桩底沉渣的清理也存在很多问题。可以这类桩基的工程成本较高，施工周期较长，对环境也不友好。预制桩的问题主要出现在沉桩和接桩环节，锤击或静压沉桩，均会导致预制桩身的受损；预制桩桩身沉入过程，会导致周边的挤土效应明显，引起周边的管线、建筑物和道路受损。当沉桩过程遇到较硬的地层或桩端需嵌入硬地层时，沉桩阻力很大将导致无法穿越和嵌入到该类硬地层，或者即使穿越了也会引起桩身严重损伤。此外，通过焊接法接桩对质量和冷却时间的限制都对沉桩质量有较大影响。因此，现行的桩基及其施工方法具有较多的缺陷。随着地下空间的开发强度加大和高层建筑的大量建设，许多工程桩基的桩顶均位于地面15米以下的深度，不论是钻孔灌注桩或预制桩，均存在长距离送桩到位的问题。钻孔灌注桩需要大量超灌才能保证桩身质量，然后破挖出桩头，对连接钢筋产生较大伤害。需长距离送桩时，送桩阻力过大，送桩杆与预制桩只有轴向加压没有侧向限制，从而使预制桩的垂直度很难保证，送桩到位的概率很低，基坑开挖后需要将高于基板底面以上部分的预制桩截除，产生较大的浪费。因此，工程界亟需寻找一种能减少沉桩阻力，并能提高软土强度的桩基施工方法及提高桩基工程质量和安全性的技术，既能克服传统钻孔灌注桩和预制桩的质量和施工存在的缺陷，又能降低造价，加快施工速度，保护我们的环境，实现文明施工，提高安全的安全性和建筑装配化的目标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，克服现有桩基质量和施工周期长、造价高、施工困难及对周边环境影响大等不足，提供一种新型的桩基及其施工方法。为达到上述目的，本专利采用的技术方案是：所述的一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，是在深部地层中引孔拌合的流态固化岩土体中插入的预制桩的施工工法；将预制桩沉入地基中的阻力由桩位地层产生的摩阻力降低为插入流态固化土的阻力；所述的流态固化岩土体呈园柱形桩体，其外径大于插入的预制桩的直径；预制桩的桩间连接为机械连接；所述的送桩杆的接头为机械连接；送桩杆与预制桩的连接端为筒状，套住预制桩的桩端；进一步，预制桩和送桩杆长度按标准化设计，最大不超过15米；预制桩的桩顶被送至地面以下15～50米的深度；进一步，在送桩深度一定范围内预埋有钢护筒导向，钢护筒内的土体被部分取出。所述的预制桩截面为圆环形，外表面呈凹凸形；桩端不设端板，桩接头为受力主筋一一对接的螺锁式机械连接，混凝土接触面为高强树脂粘结。所述的预制桩截面为方形，外表面呈凹凸形；桩端不设端板，桩接头为受力主筋一一对接的螺锁式机械连接，混凝土接触面为高强树脂粘结。所述的流态固化岩土体是通过单轴搅拌桩机引孔，并喷入水泥基固化剂浆液，利用搅拌叶片将深部岩土体破碎、与固化剂浆液混合均和形成的流态固化土。单轴搅拌桩机上的喷浆口分布在搅拌叶片的上部和下部；向下引孔搅拌时，下喷浆口喷浆；向上提升搅拌时，上喷浆孔喷浆。所述的流态固化岩土体是通过长螺旋钻机引孔，利用螺旋叶片的输送功能取出钻孔中的岩土，同时利用混凝土泵机从中空的钻杆中压入预拌的流态固化土充填钻孔。所述的流态固化岩土体是通过旋挖钻机引孔，利用筒式钻头取出孔中的岩土体，并喷入水泥基固化剂浆液，利用钻具上的叶片将深部破碎的岩土体与固化剂浆液混合均和形成流态固化土。所述的送桩杆的截面为圆形，送桩杆的外径不大于预制桩的外径；送桩杆的截面为矩形，送桩杆的边长不大于预制桩的边长。所述的植桩机上设有自动定位装置和垂直导向装置，并在夹桩器上连接有大吨位的上拔千斤顶。所述的在桩位的孔口处设有钢护筒导向架，对钻机的钻头定位和导向，同时也对植入的预制桩及送桩杆进行定位和导向。所述的一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，是按以下步骤进行：第一步：植桩中心定位；第二步：按与植桩中心相同定位，预埋入导向钢护筒；第三步：在钢护筒导向下，向下引孔，并取出护筒内的土体；或者采用螺旋式叶片、筒式钻头将钢护筒内的土体取出；在送桩深度以下，对桩位的岩土体进行破碎和喷入固化剂浆液，拌合后形成流态固化土体；引孔拌合固化土的深度可以小于等于预制桩的长度，也可以大于预制桩的长度。第四步：引孔钻机移出让位，将植桩机移进上位。第五步：在钢护筒内向同心的流态固化土桩体内植入预制桩；第六步：将送桩杆装配到植桩机上，把送桩头套入到预制桩端部，静力送桩；第七步：将预制桩送达到设计送桩深度后，启动植桩机上的上拔千斤顶，拔出送桩杆。第八步：启动植桩机上的夹具，拔出导向钢护筒。本专利技术的预制桩产品具有工厂化制造，桩基的质量可靠，现场施工的自动化水平高、产品装配化程度高和降低工程造价等优势。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。图1引孔穿越硬地层减阻并使桩端进入持力层的植桩示意图。图2引孔嵌入坚硬持力层减阻并加固软地层的植桩示意图。图3预加固持力层的植桩示意图。图4地层原位加固的减阻式植桩并长距送桩的效果图。图5桩位预埋钢护筒。图6在钢护筒内取土并引孔下钻喷浆加固原位地层。图7在钢护筒内提升钻杆并喷浆搅拌加固原位地层。图8在流态固化岩土桩体中同心静力植入预制桩。图9安装送桩杆并将预制桩送入设计位置。图10拔出送桩杆后拔除钢护筒。图11开挖到基坑底后将预制桩顶锚固钢筋并与底板钢筋相连。图中：11---填土和淤泥土，12---坚硬地层，13---粉土层，14----持力层，15---含砾卵石地层，16—硬粘土层，17---充积层，2---预制桩，3---固化土，4---底板或承台，41---底板或承台钢筋，42---预制桩端锚固钢筋，43---深基坑，5---钻机，51---钻杆，52---搅拌叶片，53---钻头，54---上喷浆口，55---下喷浆口，6---钢护筒，61---导向架，7---送桩杆，71---送桩杆端部。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。实例一、引孔穿越坚硬地层将预制桩植入到持力层参看图1，根据桩基设计要求，需要将预制桩2植入到具有持力层要求的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，其特征是，地层减阻是通过钻穿硬地层和进入持力层，将预制桩沉入地基中的阻力由原始地层对预制桩产生的摩阻力降低为插入流态固化土的阻力；减阻式植桩是在原位形成流态固化岩土体，然后插入预制桩；地层原位加固是将固化剂浆液与岩土颗粒搅拌混合形成园柱形桩体，其外径大于插入的预制桩的外径；预制桩的桩间连接为机械连接；送桩杆的接头为机械连接；送桩杆与预制桩的连接端为筒状，套住预制桩的桩端；预制桩和送桩杆长度按标准化设计，最大不超过15米；长距送桩是将预制桩的桩顶送至地面以下15米～50米的深度；在送桩深度一定范围内预埋有钢护筒导向，钢护筒内的土体被部分预先取出。/n

【技术特征摘要】
1.一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，其特征是，地层减阻是通过钻穿硬地层和进入持力层，将预制桩沉入地基中的阻力由原始地层对预制桩产生的摩阻力降低为插入流态固化土的阻力；减阻式植桩是在原位形成流态固化岩土体，然后插入预制桩；地层原位加固是将固化剂浆液与岩土颗粒搅拌混合形成园柱形桩体，其外径大于插入的预制桩的外径；预制桩的桩间连接为机械连接；送桩杆的接头为机械连接；送桩杆与预制桩的连接端为筒状，套住预制桩的桩端；预制桩和送桩杆长度按标准化设计，最大不超过15米；长距送桩是将预制桩的桩顶送至地面以下15米～50米的深度；在送桩深度一定范围内预埋有钢护筒导向，钢护筒内的土体被部分预先取出。


2.根据权利要求1所述的一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，其特征是，预制桩截面为圆环形，外表面呈凹凸形；桩端不设端板，桩接头为受力主筋一一对接的螺锁式机械连接，混凝土接触面为高强树脂粘结。


3.根据权利要求1所述的一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，其特征是，预制桩截面为方形，外表面呈凹凸形；桩端不设端板，桩接头为受力主筋一一对接的螺锁式机械连接，混凝土接触面为高强树脂粘结。


4.根据权利要求1所述的一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，其特征是，流态固化岩土体是通过单轴搅拌桩机引孔，并喷入水泥基固化剂浆液，利用搅拌叶片将深部岩土体破碎、与固化剂浆液混合均和形成的流态固化土。单轴搅拌桩机上的喷浆口分布在搅拌叶片的上部和下部；向下引孔搅拌时，下喷浆口喷浆；向上提升搅拌时，上喷浆口喷浆。


5.根据权利要求1所述的一种地层原位加固的减阻式植桩与长距送桩方法，其特征是，流态固化岩土体是通过长螺旋钻机引孔，通过螺旋叶片的输送功能取出钻孔中的岩土，同时利用混凝土泵机从中空的钻杆中压入预拌的流态固化土充填钻孔。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张越，
申请(专利权)人：王琪，
类型：发明
国别省市：上海;31