施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法.pdf

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1、10申请公布号CN101962953A43申请公布日20110202CN101962953ACN101962953A21申请号201010282550922申请日20100914E02D5/58200601E02D5/4620060171申请人北京建材地质工程公司地址100102北京市朝阳区望京西路甲501号卷石天地大厦A座4层申请人中材地质工程勘查研究院北京城建科技促进会72发明人何世鸣李江田震远周与诚张明中王之军贾城陈辉李长生司呈庆杨敏王建明程金霞黄鑫峰洪伟翟宇翔74专利代理机构北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司11139代理人孙皓晨54发明名称施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法57摘。

2、要一种施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，采用专用钻具下钻提钻，并同时用高压泵压入水泥浆，反复喷旋、定喷至设计标高，形成水泥土桩；然后在形成的该水泥土桩内插入钢筋钢绞线笼到设计标高；所述的水泥土桩凝结后即为水泥砂浆或素混凝土，与钢筋钢绞线笼构成成桩；所述的专用钻具包括大功率搅拌桩机、大功率旋喷桩机或采用长螺旋旋喷、定喷钻机。本发明的有益效果是由于是水泥浆与原地基土搅拌或引孔后的地基土搅拌喷射形成“水泥土”桩体，后插钢筋笼或钢筋钢绞线笼便很容易实施。适用于密实的砂层及砂卵石等常规方法不能适用的地层，解决了长螺旋成孔管内灌注混凝土难后插钢筋或钢筋钢绞线笼更难的难题。51INTCL19中华人民共和。

3、国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图5页CN101962954A1/1页21一种施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，其特征在于，在砂层或砂卵石地层，采用专用钻具下钻提钻，并同时用高压泵压入水泥浆，反复喷旋、定喷至设计标高，形成水泥土桩；然后在形成的该水泥土桩内插入钢筋钢绞线笼到设计标高，之后用锚具将钢筋钢绞线笼的钢绞线锁定在预留位置；所述的水泥土桩凝结后即为水泥砂浆或素混凝土，与钢筋钢绞线笼构成成桩；所述的专用钻具包括大功率搅拌桩机用于搅拌成圆柱形水泥土桩，或大功率旋喷桩机旋喷成圆柱形水泥土桩，或采用长螺旋旋喷、定喷钻机搅拌成带有凸耳的水泥土桩。2根据权利要求1所述的。

4、施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，其特征在于，所述的采用长螺旋旋喷、定喷搅拌成带有凸耳的水泥土桩中，在进行定喷形成凸耳的过程中，钻具不转动，形成的桩体的截面形状在轴线的各处都相同。3根据权利要求1所述的施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，其特征在于，所述的采用长螺旋旋喷、定喷搅拌成带有凸耳的水泥土桩中，在进行定喷形成凸耳的过程中，钻具每间隔一定距离就转动一个角度，形成的桩体的截面形状在轴线上的各段不相同，相差所述的角度。4根据权利要求1所述的施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，其特征在于，所述的大功率搅拌桩机为长螺旋搅拌桩机。5根据权利要求1所述的施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，。

5、其特征在于采用所述的大功率搅拌桩机将合格的水泥浆与地基土或引孔后松动的地基土搅拌成水泥土桩，凝结后即为水泥砂浆或素混凝土。6根据权利要求1所述的施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，其特征在于采用大功率旋喷桩机将合格的水泥浆与地基土或引孔后松动的地基土施工成水泥土旋喷桩，凝结后即为水泥砂浆或素混凝土。7根据权利要求1所述的施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，其特征在于采用大功率长螺旋旋喷搅拌桩机将合格的水泥浆与地基土或引孔后松动的地基土搅喷或定喷成水泥土桩，凝结后即为水泥砂浆或素混凝土。8根据权利要求1所述的施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，其特征在于所述的成桩能实现施工抗拔抗浮桩的目的。

6、，还可实现施工抗压桩及护坡桩的目的。权利要求书CN101962953ACN101962954A1/6页3施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法技术领域0001本发明涉及一种新型抗拔抗浮桩及其成桩方法，具体是一种施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，属于建筑地基基础施工中的成桩方法，可用于抗拔抗浮桩的施工，也可用于抗压桩或护坡桩的施工。尤其应用在密实的砂层及砂卵石地层中更显优势。背景技术0002现有技术的部分粘结预应力抗拔抗浮桩的优点是改变了混凝土受力性状，使混凝土受力更合理，可按一级抗裂缝进行抗拔抗浮桩设计；节省大量钢筋；长螺旋成孔压灌混凝土后插钢筋钢绞线笼实现了快速施工，效率高，比传统反循环钻。

7、机施工快510倍；不用泥浆护壁，没有泥浆污染，实现了干作业，利于安全文明施工，尤其在市内施工，更显其优势。0003由本人申请并已授权的ZL2007100653686“部分粘接预应力抗拔抗浮桩及其施工方法”及ZL2007201042562“部分粘接预应力抗拔抗浮桩的钢绞线笼”专利技术以其明显的优越性正在迅速推广。其施工工艺是采用长螺旋钻机成孔，管内泵压大坍落度细砾混凝土，后插钢筋钢绞线笼成桩。但遇到密实砂卵石地层或厚砂层时，便会出现灌注混凝土困难，甚至后插钢筋钢绞线笼十分困难，某工程抗浮桩设计桩径600MM，桩长20M，其中桩长范围内下部砂层厚1718M，致密，后插笼极其困难，一天只能施工23根。

8、桩，且笼子只能插到1315M，效率低，质量也不能保证。采用了更大重量更大功率的振动锤也不能下到设计深度，施工人员极其困惑。采用了更大坍落度细砾混凝土也无济于事，混凝土供应商也很有意见。建设单位对这样的施工进度和质量也强烈不满。0004据有关文献介绍，搅拌或旋喷水泥土桩与土的界面不明显，从而使得其侧摩阻等于钢筋混凝土桩与土的侧摩阻的5倍这一特点决定了搅拌水泥土桩、旋喷水泥土桩或旋喷搅拌水泥土桩如能将其侧摩阻发挥出来，其承载力将大大提高。桩就可缩短，便于施工，可保证质量和进度。发明内容0005为了解决现有技术存在的上述遇到砂层及砂卵石地层灌注混凝土难，后插钢筋钢绞线笼更难的问题，同时为了发挥搅拌法。

9、、旋喷法或旋喷搅拌法形成的桩巨大侧摩阻力的潜力，本发明运用了“复合组合思维法”，提供一种施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法。0006本发明的技术方案是一种施工部分粘结预应力抗拔抗浮桩的新方法，其特征在于，在砂层或砂卵石地层，采用专用钻具下钻提钻，并同时用高压泵压入水泥浆，反复喷旋、定喷至设计标高，形成水泥土桩；然后在形成的该水泥土桩内插入钢筋钢绞线笼到设计标高，之后用锚具将钢筋钢绞线笼的钢绞线锁定在预留位置；所述的水泥土桩凝结后即为水泥砂浆或素混凝土，与钢筋钢绞线笼构成成桩；所述的专用钻具包括大功率搅拌桩机用于搅拌成圆柱形水泥土桩，或大功率旋喷桩机旋喷成圆柱形水泥土桩，或采用长螺旋旋喷、定说。

10、明书CN101962953ACN101962954A2/6页4喷钻机搅拌成带有凸耳的水泥土桩。0007所述的采用长螺旋旋喷、定喷搅拌成带有凸耳的水泥土桩中，在进行定喷形成凸耳的过程中，钻具不转动，形成的桩体的截面形状在轴线的各处都相同。0008所述的采用长螺旋旋喷、定喷搅拌成带有凸耳的水泥土桩中，在进行定喷形成凸耳的过程中，钻具每间隔一定距离就转动一个角度，形成的桩体的截面形状在轴线上的各段不相同，相差所述的角度。0009所述的大功率搅拌桩机为长螺旋搅拌桩机。0010采用所述的大功率搅拌桩机将合格的水泥浆与地基土或引孔后松动的地基土搅拌成水泥土桩，凝结后即为水泥砂浆或素混凝土。0011采用大功。

11、率旋喷桩机将合格的水泥浆与地基土或引孔后松动的地基土施工成水泥土旋喷桩，凝结后即为水泥砂浆或素混凝土。0012采用大功率长螺旋旋喷搅拌桩机将合格的水泥浆与地基土或引孔后松动的地基土搅喷或定喷成水泥土桩，凝结后即为水泥砂浆或素混凝土。0013所述的成桩能实现施工抗拔抗浮桩的目的，还可实现施工抗压桩及护坡桩的目的。0014本发明的有益效果是由于是水泥浆与原地基土搅拌或引孔后的地基土搅拌喷射形成“水泥土”桩体，后插钢筋笼或钢筋钢绞线笼便很容易实施。能广泛适用于密实的砂层及砂卵石等常规方法不能适用的地层，解决了长螺旋成孔管内灌注混凝土难后插钢筋或钢筋钢绞线笼更难的难题，使施工变得容易，施工速度大大提高。

12、，质量达到保证；且其承载力较传统成桩方法形成的桩将大大提高，成本大大下降。与现有技术相比显示了其极大的优越性。附图说明0015图1是本发明的工艺流程图；0016图2是本发明施工形成的桩体第一实施例的总体结构示意图；0017图3是图2的DD剖面图；0018图4是本发明施工形成的桩体第二实施例的总体结构示意图；0019图5是图4的EE剖面图；0020图6是图4的FF剖面图；0021图7是图4的GG剖面图；0022图8是本发明施工形成的桩体的第三实施例的总体结构示意图；0023图9是图8的AA剖面图；0024图10是图8的BB剖面图；0025图11是图9的CC剖面图。具体实施方式0026参见图2图1。

13、1，采用本发明的工艺方法施工形成的桩体的基本结构是由旋喷形成的圆柱形的桩芯1和由定喷形成的凸耳2，凸耳2一般为两个或四个沿桩芯1的外周面均布。说明书CN101962953ACN101962954A3/6页50027图2和图3所示的第一实施例是整个桩体的四个凸耳2都在各自的直线与轴线平行上，也就是在形成桩体的凸耳2过程中钻头没有转动，始终在一个方向定喷定向喷射水泥浆。0028图4图7所示的第二实施例的桩体四个凸耳2由三段组成，图4图6分别表示了上、中、下三段桩体的截面结构，上下两段的桩体的凸耳2相对应在同一直线上，中段的桩体的凸耳2与上下两段的桩体的凸耳2相差45角，也就是在形成上、中、下三段桩。

14、体的凸耳2过程中，每形成一段桩体钻头就转动45角。0029图8图11所示的第三实施例的桩体两个凸耳2也由三段组成，形成过程与第二实施例相同。0030除了上述的桩体形状外，“水泥土”桩体形状也可不设凸耳，即为圆柱形。0031在施工形成上述的“水泥土”桩体后，插入钢筋笼或钢筋钢绞线笼，凝固后形成成桩桩体。0032下面以云南省某市文化中心科技馆、文化馆、民族大剧院、博物馆、美术馆的施工为例，并结合图1对本发明工艺进行详细说明。施工现场原为菜地、鱼塘，局部地段，已填平。003311场地地层0034拟建场地地表覆盖人工填土层，主要为素填土局部夹有少量杂填土和耕土，厚度为0024米，其下为第四系坡洪积，冲。

15、、湖积和坡残积层的粘性土，厚度变化较大，厚度约为24172米，底部由白垩系曼岗组K1M的泥岩组成。0035在334米钻探深度范围内，根据揭露地层的成因类型、岩土名称、物理力学性质，将地基土分为五个大层，数个亚层及透镜体，自上而下分述如下00361、人工填土层QM100371填土红褐、棕红、黄褐色，稍湿、松散，以粉质粘土为主，孔隙较大，局部夹13CM泥岩、粉砂岩碎石，偶见5CM泥岩、粉砂岩碎石。厚度0024米，变化较大，局部地段夹薄层耕土和少量杂填土。00382耕土棕褐、棕红色，稍湿，孔隙较大，结构松散，夹大量植物根茎，该层分布范围较小，仅鱼塘边缘附近有所分布，厚度也较小，为10CM50CM不等。

16、，在鱼塘内缺失。00392、坡洪积层QD1P100401粘土红褐、黄绿、黄夹红、黄绿夹红、黄夹红灰色，稍湿、硬塑，局部为硬可塑状态，中等压缩性土，无摇振反应，切面较光滑，干强度大，夹薄层状粉质粘土、粉土，偶见夹有强风化泥岩颗粒，平均标贯锤击数90击00412粉土褐红、褐红夹黄、灰色，稍湿，稍密状态，局部为松散状态，中等压缩性，无光泽，稍具摇振反应，干强度、韧性较低，夹同色粉砂和粉质粘土薄层，平均标贯锤击数114击，该层在场地内分布极为不均，局部地段缺失。00423、冲、湖积层QA1100431粉质粘土灰白、浅兰灰、灰、灰黑、黑灰色，湿、软塑可塑，局部为可塑，中压缩性，夹有条带状黑色有机质，该层。

17、分布不均，变化较大，局部夹1015CM厚的流塑状态的泥炭土、淤泥质土透镜体，平均标贯锤击数56击。0044有机质粘土黑色，很湿，流塑状态，高压缩性，孔隙比较大，有机质含量为说明书CN101962953ACN101962954A4/6页660左右，局部地段存在泥炭质土，为1层的透镜体。00452粉质粘土黄夹灰红、褐红夹黄灰，褐红灰色，稍湿湿，可塑，局部为硬塑，中等压缩性，干强度较大，夹少量中密状态的粉土及可塑状态的粘性土，偶见大块腐木及少量炭屑，平均标贯锤击数102击。夹有层透镜体。0046粉土黄红、黄灰、深灰色，湿，稍密状态，无光泽，稍具摇振反应，韧性差，分布极为不均。00473粉土褐红、褐红。

18、夹灰、深灰色，很湿饱和，中密状态，局部为稍密状态，中等压缩性，无光泽，稍具摇振反应，干强度、韧性较低，局部夹少许同色中密密实状态的粉砂及可塑状态的粉质粘土，偶见夹黑灰色有机质和大块腐木，厚度变化较大，平均标贯锤击数142击，层间夹有层透镜体。0048粉质粘土褐红、褐红夹黄，褐红夹灰，可塑硬塑状态，干强度较大，韧性相对较差，厚度变化较大，为0525米，呈透镜体分布。00494粉砂灰、浅灰、浅黄夹灰、黄灰，局部夹白灰色，很湿饱和，中密密实，中等压缩性，130米和180米左右处局部地段夹约51CM圆砾及05CM石英颗粒，局部夹薄层状细砂、中砂，偶夹有大块腐木，该层厚度较大，物理力学性质较好，平均标贯。

19、锤击数295击。夹有层透镜体。0050粉质粘土浅黄夹灰、浅灰夹黄、灰白色，稍湿，可塑，局部为硬塑，中等压缩性，韧性稍差，干强度较大，局部夹薄层同色粘土，呈透镜体分布。0051粘土黄灰、浅灰夹黄色，稍湿，软塑可塑，中高压缩性，韧性较好，干强度大，局部偶夹有薄层软塑状态的泥炭土，呈透镜体分布。0052粉土浅灰、浅黄夹灰色，湿，稍密状态，局部为松散状态，中等压缩性，无光泽，稍具摇振反应，夹薄层同色粉砂、粉质粘土，呈透镜体分布，该层分布不均，物理力学状态差异较大，平均标贯锤击数75击。00534、残积层QE100541粘土灰黄色、灰白，红褐夹黄色，稍湿，硬塑状态，低压缩性，切面光滑有光泽，干强度大。0。

20、0552全风化泥岩红褐色，稍湿，呈粉质粘土状态，低压缩性，切面有光泽，2068号，2074号孔和2094号孔揭露。00565、基岩K1M00571强风化泥岩红褐色，稍湿，结构大部分破坏，岩芯破碎呈碎块状、底部为大块状，节理裂隙较为发育。00582中风化泥岩红褐色，稍湿，岩芯呈短柱状，节理裂隙发育。005930M深度内一典型剖面数据列表如下0060说明书CN101962953ACN101962954A5/6页7006112地下水0062本次勘察期间正值该地区的秋雨季节。据调查在拟建场地内鱼塘遍布，场区东侧紧邻河。地表水主要补给方式为人工灌溉补给、径流补给和大气降水补给。0063勘探深度范围内，均。

21、有稳定地下水存在，初见水位埋深0418米，稳定水位为0814米，场地地下水属潜水，具微承压性，地下水主要赋存于颗粒相对较大的粉土、粉砂层。据水试验结果表明，水化学类型为型水，水的PH值为67，水的侵蚀性CO2为880MG/L，水对砼结构及砼结构中的钢筋不具腐蚀性，但对外露的钢结构具有弱腐蚀性。0064以大剧院为例原设计采用长螺旋成孔压灌混凝土后插钢筋笼工艺，一天只能做23根桩，而且钢筋笼下放很困难，反复调整细砾混凝土坍落度，更换大功率振动锤仍不能奏效。抗压桩修改设计，将钢筋笼长度改为原长的1/2。抗拔桩尤其桩型5施工同样下不到位。所以采用本发明进行施工。0065本发明施工的基本方法是采用“长螺。

22、旋的搅拌与旋喷复合的方法进行施工”，即采用现有的大功率搅拌桩机如长螺旋搅拌桩机搅拌成“水泥土”桩凝结后即为水泥砂浆或素混凝土，或用现有的大功率旋喷桩机施工成“水泥土”旋喷桩同样凝结后即为水泥砂浆或素混凝土，还可采用现有的长螺旋旋定喷搅拌施工成“水泥土”同样凝结后即为水泥砂浆或素混凝土桩。尤其是采用定喷后可形成如图2和图3所示的一个截面形式的桩体即各处的截面形状相同，或采用分段转角度定喷后可形成图4图11所示的多个不同截面的桩体即各段桩体的截面形状转动一定角度。0066具体的施工工艺是首先对现场进行三通一平，然后按照常规工艺依次进行定桩说明书CN101962953ACN101962954A6/6。

23、页8位，钻机安装调试，钻机定位，钻孔钻至桩底标高，对终孔验收；与此同时进行高压泵安装调试，连接水泥浆输送泵管，将钻机软管与泵管连通，采用上述的专用钻具反复喷旋、定喷至设计标高，形成了“水泥土”桩；然后采用输送装置在形成的“水泥土”桩内插入钢筋钢绞线笼到设计标高，构成成桩，对成桩验收，并将钢绞线锁定在预留位置；与上述工艺配合的备料包括水泥、钢筋钢绞线等进场，做浆料配合比及材料复试，搅拌站准备，水泥浆搅拌做水泥试块，钢筋钢绞线笼制作，搅拌好的水泥浆供给水泥浆输送泵。0067使用的主材有钢筋、钢绞线、预应力锁定锚头、水泥、粉煤灰、速凝剂、早强剂等。0068使用的水泥可采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、或粉煤灰水泥等；粉煤灰有低标号水泥作用，同时提高浆料的可泵性；速凝剂作用是促进水泥浆快速凝固，并提高其早期强度。必要时加入早强剂，以提高其早期强度，缩短凝结时间。说明书CN101962953ACN101962954A1/5页9图1说明书附图CN101962953ACN101962954A2/5页10图2图3说明书附图CN101962953ACN101962954A3/5页11图4图5图6说明书附图CN101962953ACN101962954A4/5页12图7图8图9说明书附图CN101962953ACN101962954A5/5页13图10图11说明书附图CN101962953A。