一种单孔复合锚固桩.pdf

一种单孔复合锚固桩，属于建筑工程领域，用于公路路基、大桥地基、建筑物地基基础加固。复合锚固桩包括钻孔(1)、注浆管(2)、袖阀管(3)、锚杆体(4)、注浆体(5)；其中袖阀管(3)由袖阀管止浆活塞(6)，袖阀管射浆孔(7)，袖阀管花管(8)，橡皮套(9)组成；实施过程中首先利用成孔机械形成钻孔至单孔复合锚固桩设计深度，插入注浆管、袖阀管以及锚杆体，注浆管和袖阀管长度同钻孔深度，先利用注浆管实施一次注浆，在浆液初凝后，利用袖阀管实施二次中高压注浆，二次中高压注浆压力为1～5MPa，注浆流量为10～60l/min。优点是：场地条件要求低，机械简单经济；桩孔孔径小，能方便地布置斜桩，有效抵抗水平和竖向载荷，承载力高，适用于各种不同的土质。

1.  一种单孔复合锚固桩，其特征是复合锚固桩包括钻孔(1)、注浆管(2)、袖阀管(3)、锚杆体(4)、注浆体(5)；其中袖阀管(3)由袖阀管止浆活塞(6)，袖阀管射浆孔(7)，袖阀管花管(8)，橡皮套(9)组成；实施过程中首先利用成孔机械形成钻孔(1)至单孔复合锚固桩设计深度，插入注浆管(2)、袖阀管(3)以及锚杆体(4)，注浆管(2)和袖阀管(3)长度同钻孔(1)深度，锚杆体长度和数量根据地基承载力要求设计，其中最长杆体同钻孔(1)深度；先利用注浆管(2)实施一次注浆，一次注浆以钻孔(1)孔口出浆为准，在浆液初凝后，利用袖阀管(3)实施二次中高压注浆，二次中高压注浆压力为1～5MPa，注浆流量为10～60L/min；二次注浆过程中，设置袖阀管止浆活塞(6)于不同位置，从袖阀管射浆孔(7)出浆，由于浆液压力顶开橡皮套(9)，最终在桩体各个不同部位实施二次高压注浆，形成注浆体(5)。

2.  如权利要求1所述一种单孔复合锚固桩，其特征是在二次高压注浆过程中，在注浆压力为3～5MPa时，流量控制在10～30L/min。

一种单孔复合锚固桩
技术领域：
本发明属于建筑工程领域，特别涉及适用于公路路基、大桥地基、建筑物地基基础加固的单孔复合锚固桩。
背景技术：
随着基本建设规模的扩大，土建工程特别是高等级交通工程日益增多，建设难度不断增加，而城市发展的空间越来越小，不得不在不良地基上修建构筑物，因此对地基的要求不断提高。因此工程建设过程中不可避免地出现大量的天然地基不能满足地基承载力或结构变形要求的问题。桩土复合地基以其工艺简单、施工方便、造价低廉等优势得到了广泛的应用。普通锚固桩通过在钻孔内安装杆体并实施注浆或浇灌混凝土，利用浆体与周边岩土体的摩擦力将上部荷载传递到深层岩土体中，从而达到加固地基、提高地基承载力的目的。然而，由于桩体与岩土体的弹性特征难以协调一致，因此在此类桩承受载荷时，多数情况下，随着桩体承受荷载的增大，在荷载传至固定长度最远端之前，杆体与注浆体或注浆体与岩土接触面上会发生粘结效应逐步弱化或脱开的现象。对于本发明涉及的复合锚固桩而言，通过各个单桩不同的固定段分别承载，能使粘结应力比较均匀地分布在整个桩体长度上，最大限度地调用整个复合锚固桩长度范围内的地层强度，从而达到减少或根除桩侧摩阻力失效或局部失效的目的。
发明内容：
本发明目的在于解决普通锚固桩容易出现应力集中，不能将荷载均匀分布于桩体整个长度上的问题，提供一种可以通过不同的固定段分别承载，使粘结应力比较均匀地分布在整个桩体长度上，最大限度地调用整个复合锚固桩长度范围内的地层强度，从而达到减少或根除桩侧摩阻力失效或局部失效的单孔复合锚固桩。
一种单孔复合锚固桩，包括钻孔1、注浆管2、袖阀管3、锚杆体4、注浆体5；其中袖阀管3由袖阀管止浆活塞6，袖阀管射浆孔7，袖阀管花管8，橡皮套9组成。
实施过程中首先利用成孔机械形成钻孔1至单孔复合锚固桩设计深度，插入注浆管2、袖阀管3以及锚杆体4，注浆管2和袖阀管3长度同钻孔1深度，锚杆体长度和数量根据地基承载力要求设计，其中最长杆体同钻孔1深度。先利用注浆管2实施一次注浆，一次注浆以1孔口出浆为准，在浆液初凝后，利用袖阀管3实施二次高压注浆，二次高压注浆与原状土条件、桩孔深度、位置及注浆顺序等有关。二次中高压注浆压力为1～5MPa，注浆流量为10～60L/min。二次注浆过程中，设置袖阀管止浆活塞6于不同位置，从袖阀管射浆孔7出浆，由于浆液压力顶开橡皮套9，最终在桩体各个不同部位实施二次高压注浆，形成注浆体5。在二次高压注浆过程中，控制注浆流量极为重要，在注浆压力大于3MPa时，流量越小越好，一般控制在10～30L/min。也可采用间断的注浆方式，使高压浆体能够有效扩散、释压，从而达到设计注浆量。
单孔复合锚固桩通过不同的固定段分别承载，使粘结应力比较均匀地分布在整个桩体长度上，最大限度地调用整个复合锚固桩长度范围内的地层强度。此外，注浆体通过在单孔复合锚固桩中预埋注浆管或袖阀管进行压力注浆，使桩侧及桩端阻力和土层的承载力与变形模量均有相当幅度的提高，决定了其形成较高的复合地基承载力和较强的控制变形能力。
单孔复合锚固桩的优点是：(1)施工场地条件要求低，在平面尺寸1.1m×2.5m和净空高度2.5m～3.5m条件下即可施工，施工机械简单经济，普通地质钻机即可。(2)桩孔孔径小，几乎不产生附加应力，施工时对原有基础影响小，不干扰建筑物的正常使用。(3)能够非常方便地布置斜桩，有效抵抗水平和竖向载荷。(4)由于复合锚固桩施工过程中，先成孔，后成桩，可以穿透障碍物，适用于各种不同的土质条件。(5)承载力高，复合锚固桩单桩承载力要超过同等桩径桩长的微型桩40％～50％。
本发明应用于实际工程中经检测符合中华人民共和国行业标准和国家标准《建筑桩基技术规范》(JGJ79-2002)、《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)、《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)和《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)。
附图说明
图1单孔复合锚固桩结构示意图。
图2单孔复合锚固桩结构截面示意图。
图3袖阀管结构示意图。
图4袖阀管截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明详细说明。
实施例1
图中所示的单孔复合锚固桩，1为钻孔，2为注浆管，3为袖阀管，4为锚杆体，5为注浆体，6为袖阀管止浆活塞，7为袖阀管射浆孔，8为袖阀管花管，9为橡皮套。实施过程中首先利用成孔机械形成钻孔1，钻孔直径130mm，钻孔深度为12.5m，插入注浆管2、袖阀管3以及锚杆体4，注浆管2和袖阀管3长度同钻孔1深度，每个锚杆体安装2根直径为32mm二级热轧螺纹钢，长度分别为12m和6m，自由段长度分别为7m和0m。先利用注浆管2实施一次注浆，注浆材料采用普硅32.5级水泥，浆液水灰比0.5∶1，一次注浆以1孔口出浆为准，在浆液初凝后，利用袖阀管3实施二次注浆，二次高压注浆与原状土条件、桩孔深度、位置及注浆顺序等有关，根据本实施例洛三高速公路王庄桥现场条件，设计二次中高压注浆压力为3MPa，流量控制在10～30L/min。二次注浆过程中，设置为袖阀管止浆活塞6于不同位置，从袖阀管射浆孔7出浆，由于浆液压力顶开橡皮套9，最终在桩体各个不同部位实施二次高压注浆，形成注浆体5。
实施例2
实施过程中首先利用成孔机械形成钻孔1，钻孔直径150mm，钻孔深度为15m，插入注浆管2、袖阀管3以及锚杆体4，注浆管2和袖阀管3长度同钻孔1深度，每个锚杆体安装3根直径为22mm二级热轧螺纹钢，长度分别为15m、9m和5m，自由段长度分别为8m、5m和0m。先利用注浆管2实施一次注浆，注浆材料采用普硅32.5级水泥，浆液水灰比0.5∶1，一次注浆以1孔口出浆为准，在浆液初凝后，利用袖阀管3实施二次注浆，二次高压注浆与原状土条件、桩孔深度、位置及注浆顺序等有关，根据本实施例某会员商店现场条件，设计二次中高压注浆压力为2MPa，流量控制在20～40L/min。二次注浆过程中，设置为袖阀管止浆活塞6于不同位置，从袖阀管射浆孔7出浆，由于浆液压力顶开橡皮套9，最终在桩体各个不同部位实施二次高压注浆，形成注浆体5。
实施例3
实施过程中首先利用成孔机械形成钻孔1，钻孔直径150mm，钻孔深度为16m，插入注浆管2、袖阀管3以及锚杆体4，注浆管2和袖阀管3长度同钻孔1深度，每个锚杆体安装3根直径为25mm二级热轧螺纹钢，长度分别为11m、8m和5m，自由段长度分别为6m、4m和0m。先利用注浆管2实施一次注浆，注浆材料采用普硅32.5级水泥，浆液水灰比0.5∶1，一次注浆以1孔口出浆为准，在浆液初凝后，利用袖阀管3实施二次注浆，二次高压注浆与原状土条件、桩孔深度、位置及注浆顺序等有关，根据本实施例某会员商店现场条件，设计二次中高压注浆压力为1.5～2MPa，流量控制在30～40L/min。二次注浆过程中，设置为袖阀管止浆活塞6于不同位置，从袖阀管射浆孔7出浆，由于浆液压力顶开橡皮套9，最终在桩体各个不同部位实施二次高压注浆，形成注浆体5。