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1、10申请公布号CN102127910A43申请公布日20110720CN102127910ACN102127910A21申请号201110090697222申请日20100602201010189668720100602E02D5/50200601E02D5/58200601E02D5/46200601E02D27/1420060171申请人山东省建筑科学研究院地址250031山东省济南市天桥区无影山路29号申请人山东鑫国基础工程有限公司山东聊建集团有限公司72发明人宋义仲马凤生赵西久王庆军卜发东朱锋宋来营程海涛米春荣孟炎74专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人曲志波54发明。
2、名称填芯管桩水泥土复合基桩的施工方法57摘要一种填芯管桩水泥土复合基桩的施工方法,其特征是它包括如下步骤外层水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工;芯桩上下两端封闭;外层水泥土初凝之前,在其中心同心静力压入芯桩至设计标高;芯桩上部610倍桩径范围填入C30C80微膨胀混凝土并设置48根锚固钢筋。本发明解决了高强预应力管桩在高层建筑和高烈度地区应用的局限性。62分案原申请数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图3页CN102127916A1/1页21一种填芯管桩水泥土复合基桩的施工方法,其特征是它包括如下步骤A外层水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工,。
3、包括如下步骤以三支点式履带打桩机为桩架,与桩架平行设置的钻杆顶端设置高压旋喷水龙头、动力头,钻杆底端设置搅拌杆、水平向喷嘴、竖向喷嘴及钻头,钻杆通过高压旋喷水龙头与高压喷浆、喷气系统连接后以25M/MIN的速度喷浆、喷气下沉,下沉至设计标高后,按照2025CM/MIN的速度喷浆、喷气提升,并在水泥土桩上部及在水泥土桩位于芯桩底端以下的部分分别设置复喷段,所述复喷段为26M;钻杆转速2030R/MIN,水泥浆压力230MPA、流量35320L/MIN,气压0607MPA、流量36M3/MIN;遇局部硬土层时,通过增大竖向喷嘴喷浆压力保证下沉速度不小于2M/MIN,竖向喷嘴喷浆压力增大幅度为510。
4、MPA;(B)封闭芯桩上下两端;(C)在外层水泥土初凝之前,在水泥土桩中心同心静力压入高强预应力管桩至设计标高;(D)高强预应力管桩上部610倍桩径范围填入C30C80微膨胀混凝土并设置48根锚固钢筋。权利要求书CN102127910ACN102127916A1/8页3填芯管桩水泥土复合基桩的施工方法技术领域0001本发明涉及一种在软土地区使用的高承载力基桩,即一种大直径水泥土桩中插入填芯高强预应力管桩复合而成的基桩。背景技术0002目前公开及使用的外层为水泥土、内芯为管桩的复合桩根据成桩尺寸可分为两种,一种是中等直径桩型,一种是大直径桩型。0003中等直径桩型为外层水泥土桩由深层搅拌法或高压。
5、旋喷法形成,中心插入中小直径管桩而形成。中等直径桩型由于受成桩方法及桩工设备限制,桩径集中在500700MM之间,桩长相对较短,所提供承载力仍相对较低,且一般作为复合地基中增强体使用。0004中国专利申请2007101134910公开了一种复合桩,包括桩芯和包裹在桩芯外的外层桩,外层桩为水泥土桩,其特征是所述的桩芯为截面为圆环形的预应力混凝土管桩。所述水泥土桩的直径为8001500MM,长度为2030M,所述桩芯由多节长度为715M,直径为300MM,400MM或500MM预应力混凝土管桩接成,预应力混凝土管桩的强度等级为C60或C80。这种新型复合桩集中水泥土桩和钢筋混凝土桩二者的优点,由预。
6、应力混凝土管桩作为桩芯承担竖向荷载,用较大截面的水泥土桩来传递桩侧摩阻力,可最大程度地发挥出预应力混凝土管桩的极限承载力,其受力机理明确,单桩承载力高,质量可靠;插入管桩时,对水泥土桩有挤密效应,可提高桩土间的结合力。与其他的基桩相比在摩擦桩条件下,可大大节省钢筋用量,降低工程造价。新型复合桩能实现低噪音、无振动施工,对环境无影响。单桩竖向承载力特征值940KN2700KN。0005中国专利申请2007101134959公开了一种大载荷复合桩,与上述复合桩的主要区别是外层桩为素混凝土桩,单桩竖向承载力特征值1000KN3000KN,由高强度预应力混凝土管桩和素混凝土桩共同承担竖向载荷,大截面的。
7、低标号素混凝土桩增大了桩侧摩阻力,能最大程度地发挥出高强度预应力混凝土管桩的极限承载力;插入管桩时,对素混凝土桩有一种挤密效应,可提高素混凝土的密度,有扩径和增强桩土结合力的作用。在地质和桩长、桩径等相同条件下,与其他基桩相比,其单桩竖向承载力大,可大大减少钢筋用量,造价低。能实现低噪音、无振动施工,对环境影响小,应用范围广。0006单桩竖向极限承载力标准值指单桩在竖向荷载作用下达到破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时多对应的最大荷载,取决于土对桩的支承阻力和桩身承载力,即土对桩的支承阻力和桩身承载力应同时充分发挥。但目前公开的大直径复合桩存在如此缺陷(1)未提供芯桩与外层桩的几何尺寸及强度。
8、的经济匹配关系,导致芯桩材料强度和桩周土对外层水泥土提供的桩侧摩阻力不能同时充分发挥,进而增加了单位承载力造价;(2)单桩承载力由作为芯桩的预应力混凝土管桩桩身结构承载力所决定,单桩承载力提高有限制,往往会导致芯桩承载力达到了极限而外层水泥土桩侧摩阻力还未完全发挥出来,即芯桩与外层水泥土桩未达到经济匹配关系,存在外层水泥土桩侧摩阻力浪费现象;即使芯桩材料强度和桩周土对外层水泥土提供的桩侧摩阻力同时达到极限,由于单桩承载力由说明书CN102127910ACN102127916A2/8页4芯桩桩身结构承载力所决定,也限制了外层水泥土桩直径最大为1500MM;(3)未解决与承台的连接问题,无法直接作。
9、为基桩使用,而作为复合地基增强体使用时,容易出现外层水泥土先破坏进而导致管桩压爆破坏现象;(4)施工方法简单,未提供达到设计要求的详细技术参数及保证措施,难以指导具体实施。发明内容0007本发明要解决的技术问题是(1)提出作为芯桩使用的预应力混凝土管桩与包裹在芯桩周围的外层水泥土桩两者间的几何尺寸(包括外径与桩长)及强度的经济匹配关系,降低单位承载力造价;(2)解决单桩承载力受芯桩桩身材料强度限制的问题,大幅提高单桩承载力、增大外层水泥土桩经济直径;(3)提出复合桩作为基桩使用时与承台的连接方法,避免复合桩作为增强体使用时的破坏问题;(4)提出外层水泥土成桩及与高强预应力管桩结合过程中技术参数。
10、及保证措施,提高施工效率;(5)在解决上述问题的基础上提出一种填芯高强预应力混凝土管桩与大直径水泥土桩复合而成的基桩。0008本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种填芯管桩水泥土复合基桩,包括芯桩和包裹在芯桩周围的水泥土桩,其特征在于所述水泥土桩的直径为8002000MM、长度为1240M;所述芯桩为高强预应力管桩,所述高强预应力管桩的直径为3001000MM,长度为630M;所述高强预应力管桩与水泥土桩的直径比值为0375050、长度比值为050076;高强预应力管桩上下端封闭后,在外层水泥土初凝之前,自外层水泥土桩中心同心静力压入至设计标高;在所述水泥土桩上部及水泥土桩位于高强预应力管。
11、桩底端以下的部分分别设置复喷段,所述复喷段长度为26M;在高强预应力管桩上部空心中填入强度等级C30C80的微膨胀混凝土,填芯混凝土长度为高强预应力管桩桩径的610倍。0009为了突破单桩承载力受芯桩桩身结构承载力限制及提高水平承载力,在高强预应力管桩上部空心中填入强度等级C30C80的微膨胀混凝土,填芯混凝土长度为芯桩桩径的610倍,在外层水泥土桩上部及芯桩底端以下各26M范围进行复喷形成复喷段;为了增加芯桩插入时对周围水泥土的挤密效应、提高竖向承载力及便于填芯,插入前,高强预应力管桩上下端分别用薄铁皮封闭。0010为了作为基桩使用,在高强预应力管桩填芯混凝土中设置48根锚固钢筋,把高强预应。
12、力管桩桩顶及锚固筋锚入上部承台形成桩基础。0011所述水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工,包括如下步骤以三支点式履带打桩机为桩架,与桩架平行设置的钻杆顶端设置高压旋喷水龙头、动力头,钻杆底端设置搅拌杆、水平向喷嘴、竖向喷嘴及钻头,钻杆通过高压旋喷水龙头与高压喷浆、喷气系统连接后以25M/MIN的速度喷浆、喷气下沉,下沉至设计标高后,按照2025CM/MIN的速度喷浆、喷气提升,并在水泥土桩上部及在水泥土桩位于芯桩底端以下的部分分别设置复喷段,所述复喷段为26M;钻杆转速2030R/MIN,水泥浆压力230MPA、流量35320L/MIN,气压0607MPA、流量36M3/MIN;遇局部硬土层时,。
13、通过增大竖向喷嘴喷浆压力保证下沉速度不小于2M/MIN,竖向喷嘴喷浆压力增大幅度为510MPA。0012为了增大局部硬土层中钻具下沉速度,提高成桩效率,在钻杆底部设置竖向喷嘴说明书CN102127910ACN102127916A3/8页5并通过增大竖向喷嘴喷浆压力保证下沉速度不小于2M/MIN,竖向喷嘴喷浆压力增大幅度为510MPA。0013一种填芯管桩水泥土复合基桩的施工方法,其特征是它包括如下步骤A外层水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工;(B)封闭芯桩上下两端;(C)在外层水泥土初凝之前,在水泥土桩中心同心静力压入高强预应力管桩至设计标高;(D)高强预应力管桩上部610倍桩径范围填入C30C。
14、80微膨胀混凝土并设置48根锚固钢筋。0014因为本发明复合基桩由呈特定数量匹配关系的作为芯桩的高强预应力管桩和包裹在芯桩周围的水泥土桩、桩顶及芯桩底端下部水泥土桩特定长度的复喷段、高强预应力管桩顶部特定长度的填芯混凝土、与承台连接的锚固钢筋组成,并采用上述方法施工,所以产生了以下有益效果(1)解决了水泥土桩、高强预应力管桩各自应用的局限性,可同时充分发挥桩周土对外层水泥土桩提供的侧摩阻力及高强预应力管桩桩身结构承载力,大幅度提高本发明填芯管桩水泥土复合基桩竖向承载能力、降低工程造价,单桩承载力特征值可达到10000KN(图3、4),相比已经公开资料中单桩承载力提高2倍左右,单位承载力造价相比。
15、简单复合情况降低3060(图5、6);(2)突破了单桩承载力受芯桩桩身结构承载力控制的缺陷,相比芯桩桩身结构承载力提高40100,为外层水泥土桩侧摩阻力充分发挥提供了保障,使得外层水泥土桩最大经济直径可以扩大到2000MM;消除了水平荷载较大时芯桩易产生抗剪脆性破坏的问题,能承担较大水平荷载,与现有技术中复合桩水平承载力或相同规格管桩相比提高80150,解决了高强预应力管桩在高层建筑和高烈度地区应用的局限性;(3)解决了复合桩作为基桩使用时与承台的连接方法,避免了作为复合地基增强体使用时外层水泥土先破坏进而导致管桩被压爆的问题;(4)增加了芯桩插入时对周围及底端水泥土的挤密效应,提高了外层水泥。
16、土与芯桩界面的粘结力,能把芯桩承担荷载最大程度地扩散到周围地基水泥土及土中,受力机理明确;(5)有效缩短局部硬土层中钻具下沉时间,大幅提高施工效率,减小水泥用量,与现有技术相比施工效率提高约90120。附图说明0015图1为大直径填芯管桩水泥土复合基桩剖面示意图;图2为大直径填芯管桩水泥土复合基桩截面示意图;图3为不同直径比条件下单桩承载力特征值随长度比变化图;图4为不同长度比条件下单桩承载力特征值随直径比变化图;图5为不同直径比条件下单位承载力造价随长度比变化图;图6为不同长度比条件下单位承载力造价随直径比变化图;图中1高强预应力管桩、2水泥土桩、3复喷段、4填芯混凝土、5锚固钢筋。具体实施。
17、方式0016下面结合附图对本发明作进一步详细地描述。说明书CN102127910ACN102127916A4/8页60017如图12所示,由作为芯桩的高强预应力管桩1、包裹在芯桩周围的高压喷射搅拌水泥土桩2、桩顶及芯桩底端下部水泥土桩复喷段3、高强预应力管桩顶部填芯混凝土4、与承台连接的锚固钢筋5组成。0018一种填芯管桩水泥土复合基桩的施工方法,其特征是它包括如下步骤A外层水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工;(B)封闭芯桩上下两端;(C)在外层水泥土初凝之前,在水泥土桩中心同心静力压入高强预应力管桩至设计标高;(D)高强预应力管桩上部610倍桩径范围填入C30C80微膨胀混凝土并设置48根锚固。
18、钢筋。0019所述水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工,包括如下步骤以三支点式履带打桩机为桩架,与桩架平行设置的钻杆顶端设置高压旋喷水龙头、动力头,钻杆底端设置搅拌杆、水平向喷嘴、竖向喷嘴及钻头,钻杆通过高压旋喷水龙头与高压喷浆、喷气系统连接后以25M/MIN的速度喷浆、喷气下沉,钻杆转速2030R/MIN,水泥浆压力230MPA、流量35320L/MIN,气压0607MPA、流量36M3/MIN,遇局部硬土层时,通过增大竖向喷嘴喷浆压力保证下沉速度不小于2M/MIN,竖向喷嘴喷浆压力增大幅度为510MPA。下沉至设计标高后,按照2025CM/MIN的速度喷浆、喷气提升,并在桩上部及芯桩底端以下各。
19、26M范围内进行复喷,形成直径为8002000MM、长度为1240M的外层水泥土桩2。按照桩径比值0375050、桩长比值050076的原则选择高强预应力管桩1,相应直径为3001000MM、长度为630M,上下端封闭后,在外层水泥土初凝之前同心插入水泥土桩2中至设计标高;高强预应力管桩1上部610倍桩径范围内填入C30C80微膨胀混凝土作为填芯混凝土4,并设置与上部承台连接的锚固钢筋5。0020实施例1一种填芯管桩水泥土复合基桩的施工方法,其特征是它包括如下步骤A外层水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工;(B)封闭芯桩上下两端;(C)在外层水泥土初凝之前,在水泥土桩中心同心静力压入高强预应力管桩。
20、至设计标高;(D)高强预应力管桩上部610倍桩径范围填入C30C80微膨胀混凝土并设置48根锚固钢筋。所述水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工,包括如下步骤以三支点式履带打桩机为桩架,与桩架平行设置的钻杆顶端设置高压旋喷水龙头、动力头,钻杆底端设置搅拌杆、水平向喷嘴、竖向喷嘴及钻头,钻杆通过高压旋喷水龙头与高压喷浆、喷气系统连接后以25M/MIN的速度喷浆、喷气下沉,钻头转速23R/MIN,水灰比10,水泥浆压力2MPA、流量350L/MIN,气压0607MPA、流量36M3/MIN,遇局部硬土层时,竖向喷嘴喷浆压力增大510MPA以保证下沉速度不小于2M/MIN。钻头下沉至设计标高后,按照202。
21、1CM/MIN的速度喷浆、喷气提升,在桩上部2M、芯桩底端以下2M范围内进行复喷,形成直径800MM、长度12M的外层水泥土桩2。选用直径300MM、长度6M的高强预应力管桩1上下端用薄铁皮封闭后,在外层水泥土初凝之前同心插入水泥土桩2中至设计标高;高强预应力管桩1上部20M范围内填筑C50微膨胀混凝土作为填芯混凝土4,并设置与上部承台连接的四根直径16MM的HRB335锚固钢筋5。高强预应力管桩1与外层水泥土桩2直径比值为0375、长度比值为050。0021试验表明单桩承载力特征值为1360KN,呈复合桩整体刺入破坏模式,相比芯桩桩身结构承载力900KN提高51,突破了单桩承载力受芯桩桩身结。
22、构承载力控制的缺陷;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为85KPA,相比实施例2中侧摩阻力54KPA提高57,能较充分发挥外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为125元/10KN,比实施例2中单位承载力造说明书CN102127910ACN102127916A5/8页7价187元/10KN降低33;单桩水平承载力特征值为49KN,相比实施例2中水平承载力特征值23KN提高113;外层水泥土桩施工效率为80M/H,相比实施例2中采用未设置竖向喷嘴钻具的施工效率41M/H提高95。0022实施例2(对比例)采用目前公开资料中未设置竖向喷嘴的钻具,未设置复喷段3、填芯混凝土4及锚固钢筋5,芯桩上下端不封闭,其。
23、余参数及施工方法同实施例1。0023试验表明单桩承载力特征值为910KN,与芯桩桩身结构承载力900KN非常接近,即单桩承载力受芯桩桩身结构承载力控制;由于无复喷加强段,破坏模式为外层水泥土首先被压碎进而导致芯桩在管顶以下40CM处被压爆断裂;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为54KPA,相比实施例1中侧摩阻力85KPA降低36,未能充分发挥出外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为187元/10KN,比按照本专利技术方案实施的实施例1中单位承载力造价125元/10KN增加50;单桩水平承载力特征值为23KN,相比实施例1中单桩水平承载力特征值49KN降低53;由于局部硬土层中钻具下沉较慢,外层水泥土。
24、桩施工效率为41M/H,相比实施例1中采用设置竖向喷嘴钻具的施工效率80M/H降低49;由于芯桩两端无封闭,插芯过程中水泥土基本充满芯桩中心部位,妨碍填芯施工。0024实施例3本实施例与实施例1相同之处不再赘述,不同之处在于水泥浆压力7MPA、流量660L/MIN,在桩上部3M、芯桩底端以下4M范围内进行复喷,形成直径1000MM、长度16M的外层水泥土桩2。选用直径400MM、长度10M的高强预应力管桩1上下端用薄铁皮封闭后,在外层水泥土初凝之前同心插入水泥土桩2中至设计标高;高强预应力管桩1上部35M范围内填筑C60微膨胀混凝土作为填芯混凝土4,并设置与上部承台连接的四根直径16MM的HR。
25、B335锚固钢筋5。高强预应力管桩1与外层水泥土桩2直径比值为040、长度比值为0625。0025试验表明单桩承载力特征值为2520KN,呈复合桩整体刺入破坏模式,相比芯桩桩身结构承载力1650KN提高53,突破了单桩承载力受芯桩桩身结构承载力控制的缺陷;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为100KPA,相比实施例4中侧摩阻力64KPA提高56,能较充分发挥外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为126元/10KN,比实施例4中单位承载力造价198元/10KN降低36;单桩水平承载力特征值为65KN,相比实施例4中水平承载力特征值35KN提高86;外层水泥土桩施工效率为84M/H,相比实施例4中采用未设。
26、置竖向喷嘴钻具的施工效率39M/H提高115。0026实施例4(对比例)采用目前公开资料中未设置竖向喷嘴的钻具,未设置复喷段3、填芯混凝土4及锚固钢筋5,芯桩上下端不封闭,其余参数及施工方法同实施例3。0027试验表明单桩承载力特征值为1600KN,相比芯桩桩身结构承载力1650KN略小,单桩承载力受芯桩桩身结构承载力控制;由于无复喷加强段,破坏模式为外层水泥土首先被压碎进而导致芯桩在管顶以下38CM处被压爆断裂;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为64KPA,相比实施例3中侧摩阻力100KPA降低36,未能充分发挥出外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为198元/10KN,比按照本专利技术方案实施的。
27、实施例3中单位承载力造价126元/10KN增加57;单桩水平承载力特征值为35KN,相比实施例3中单桩水平承载力特征值65KN降低49;由于局部硬土层中钻具下沉较慢,外层水泥土桩施工效率为39M/说明书CN102127910ACN102127916A6/8页8H,相比实施例3中采用设置竖向喷嘴钻具的施工效率84M/H降低54;由于芯桩两端无封闭,插芯过程中水泥土基本充满芯桩中心部位,妨碍填芯施工。0028实施例5本实施例与实施例1相同之处不再赘述,不同之处在于水泥浆压力9MPA、流量800L/MIN,在桩上部4M、芯桩底端以下5M范围内进行复喷,形成直径1200MM、长度21M的外层水泥土桩2。
28、。选用直径500MM、长度16M的高强预应力管桩1上下端用薄铁皮封闭后,在外层水泥土初凝之前同心插入水泥土桩2;高强预应力管桩1上部40M范围内填筑C80微膨胀混凝土芯作为填芯混凝土4,并设置与上部承台连接的4根直径18MM的HRB335锚固钢筋5。高强预应力管桩1与外层水泥土桩2直径比值为042、长度比值为076。0029试验表明单桩承载力特征值为3840KN,相比芯桩桩身结构承载力2700KN提高42,突破了单桩承载力受芯桩桩身结构承载力控制的缺陷;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为97KPA,相比实施例6中侧摩阻力35KPA提高177,能较充分发挥外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为124元。
29、/10KN,比实施例6中单位承载力造价251元/10KN降低51;单桩水平承载力特征值为89KN,比相同规格管桩水平承载力特征值43KN提高107;外层水泥土桩施工效率为84M/H,相比实施例6中采用未设置竖向喷嘴钻具的施工效率43M/H提高95。0030实施例6(对比例)采用目前公开资料中未设置竖向喷嘴的钻具施工外层水泥土桩2,直径1200MM、长度21M,芯桩采用直径300MM、长度8M的高强预应力管桩1。高强预应力管桩1与外层水泥土桩2直径比值为025、长度比值为038。其余参数及施工方法同实施例5。0031试验表明单桩承载力特征值为1400KN,相比芯桩桩身材料承载力900KN提高56。
30、,突破了单桩承载力受芯桩材料强度控制的缺陷;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为35KPA,相比实施例5中侧摩阻力97KPA降低64,未能充分发挥出外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为251元/10KN,比按照本专利技术方案实施的实施例5中单位承载力造价元124/10KN增加102;由于局部硬土层中钻具下沉较慢,外层水泥土桩施工效率为43M/H,相比实施例5中采用设置竖向喷嘴钻具的施工效率84M/H降低49。0032实施例7本实施例与实施例1相同之处不再赘述,不同之处在于水泥浆压力23MPA、流量1600L/MIN,在桩上部35M、芯桩底端以下4M范围内进行复喷,形成直径1600MM、长度25M的外。
31、层水泥土桩2。选用直径600MM、长度18M的高强预应力管桩1上下端用薄铁皮封闭后,在外层水泥土初凝之前同心插入水泥土桩2;高强预应力管桩1上部60M范围内填筑C70微膨胀混凝土作为填芯混凝土4,并设置与上部承台连接的6根直径18MM的HRB335锚固钢筋5。高强预应力管桩1与外层水泥土桩2直径比值为040、长度比值为072。0033试验表明单桩承载力特征值为6000KN,相比目前公开资料中的最大单桩承载力特征值提高1倍;相比芯桩桩身结构承载力3550KN提高69,突破了单桩承载力受芯桩桩身结构承载力控制的缺陷;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为95KPA,相比实施例8中侧摩阻力25KPA提高280。
32、,能较充分发挥外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为128元/10KN,相比实施例8中单位承载力造价266元/10KN降低52;单桩水平承载力特征值达到105KN,比相同规格管桩水平承载力特征值50KN提高110;外层水泥土桩施工效率为说明书CN102127910ACN102127916A7/8页986M/H,相比实施例8中采用未设置竖向喷嘴钻具的施工效率44M/H提高95。0034实施例8(对比例)采用目前公开资料中未设置竖向喷嘴的钻具施工外层水泥土桩2,直径1600MM、长度25M,芯桩采用直径300MM、长度10M的高强预应力管桩1。高强预应力管桩1与外层水泥土桩2直径比值为01875、。
33、长度比值为040。其余参数及施工方法同实施例7。0035试验表明单桩承载力特征值为1600KN,相比芯桩桩身材料承载力900KN提高78,突破了单桩承载力受芯桩材料强度控制的缺陷;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为25KPA,相比实施例7中侧摩阻力95KPA降低74,未能充分发挥出外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为266元/10KN,比按照本专利技术方案实施的实施例7中单位承载力造价元128元/10KN增加108;外层水泥土桩施工效率为44M/H,相比实施例7中采用设置竖向喷嘴钻具的施工效率86M/H降低49。0036实施例9本实施例与实施例1相同之处不再赘述,不同之处在于水泥浆压力30MPA、。
34、流量3200L/MIN,在桩上部6M、芯桩底端以下6M范围内进行复喷,形成直径2000MM、长度40M的外层水泥土桩2。选用直径1000MM、长度30M的高强预应力管桩1上下端用薄铁皮封闭后,在外层水泥土初凝之前同心插入水泥土桩2;高强预应力管桩1上部60M范围内填筑C30微膨胀混凝土作为填芯混凝土4,并设置与上部承台连接的8根直径20MM的HRB335锚固钢筋5。高强预应力管桩1与水泥土桩2直径比值为050、长度比值为075。0037试验表明单桩承载力特征值为10000KN,相比目前公开资料中的最大单桩承载力特征值提高23倍;相比芯桩桩身结构承载力6600KN提高52,突破了单桩承载力受芯桩。
35、桩身结构承载力控制的缺陷;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为80KPA,相比实施例10中侧摩阻力47KPA提高70,能较充分发挥外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为123元/10KN,相比实施例10中单位承载力造价196元/10KN降低37;单桩水平承载力特征值为270KN,比相同规格管桩水平承载力特征值120KN提高125;外层水泥土桩施工效率为98M/H,相比实施例10中采用未设置竖向喷嘴钻具的施工效率51M/H提高92。0038实施例10(对比例)采用目前公开资料中未设置竖向喷嘴的钻具施工外层水泥土桩2,直径2000MM、长度40M,芯桩采用直径600MM、长度18M的高强预应力管桩1。高强。
36、预应力管桩1与水泥土桩2直径比值为030、长度比值为045。其余参数及施工方法同实施例9。0039试验表明单桩承载力特征值为5900KN,相比芯桩桩身材料承载力3550KN提高66,突破了单桩承载力受芯桩材料强度控制的缺陷;外层水泥土桩侧摩阻力平均值为47KPA,相比实施例9中侧摩阻力80KPA降低41,未能充分发挥出外层水泥土桩侧摩阻力;单位承载力造价为196元/10KN,比按照本专利技术方案实施的实施例9中单位承载力造价元123元/10KN增加59;外层水泥土桩施工效率为51M/H,相比实施例9中采用设置竖向喷嘴钻具的施工效率98M/H降低48。0040小结为了说明复喷及芯桩插入时两端封闭。
37、效果,按照实施例1、3、5、7、9中相关参数分别实施了无复喷段、芯桩插入时两端不封闭两种工况下共10棵复合桩,对比效果如表1所示。按照本专利技术方案实施的复合桩单桩竖向承载力特征值、水平承载力特征值、外层水泥说明书CN102127910ACN102127916A8/8页10土桩侧摩阻力分别比无复喷段工况提高198295、167350、194288,相应单位承载力造价降低106126;比芯桩两端不封闭工况分别提高200239、50102、203244,相应单位承载力造价降低169195。0041表1复喷段及芯桩两端封闭效果对比说明书CN102127910ACN102127916A1/3页11图1图2图3说明书附图CN102127910ACN102127916A2/3页12图4图5说明书附图CN102127910ACN102127916A3/3页13图6说明书附图CN102127910A。