超长旋喷劲芯组合桩的施工方法.pdf

本发明公开了一种超长旋喷劲芯组合桩施工方法，包括以下步骤：（1）根据地质状况判定高承压水段和非高承压水段的纵横向分布情况等确定超长旋喷桩桩身中旋喷桩扩大段的数量、旋喷桩扩大段的直径；（2）采用高压旋喷钻头进行多组超长旋喷桩施工，根据旋喷桩扩大段的直径设置好多组超长旋喷桩的间距；（3）制作桩接头的各个零部件，在横向上利用翼板连接螺栓和翼板连接板将各单位长度的工字钢的翼板拼装连接，形成单位长度的型钢桩；（4）插设型钢桩，根据型钢桩的设计长度，将各单位长度的型钢桩通过腹板连接螺栓和腹板连接板拼装，边拼装边插设，完成超长旋喷劲芯组合桩的施工工作；（5）完成旋喷桩扩大段和超长旋喷桩的施工。

权利要求书
1.  一种超长旋喷劲芯组合桩施工方法，其特征在于，所述超长旋喷劲芯组合桩包括多个超长旋喷桩和型钢桩，三个超长旋喷桩通过一个型钢桩连接为一个整体；型钢桩由工字钢通过桩接头拼接形成，桩接头包括翼板连接螺栓、翼板连接板、腹板连接螺栓和腹板连接板；三个工字钢的翼板两两相接，通过翼板连接螺栓和翼板连接板围合固定，截面呈三角形；上、下工字钢之间采用腹板连接螺栓和腹板连接板固定拼接；在超长旋喷桩上对应地下高承压水段和型钢桩的桩接头处设有旋喷桩扩大段；
所述施工方法包括以下步骤：
（1）根据地质状况判定高承压水段和非高承压水段的纵横向分布情况，并根据型钢桩的桩接头数，确定超长旋喷桩桩身中旋喷桩扩大段的数量、旋喷桩扩大段的直径；
（2）采用高压旋喷钻头进行多组超长旋喷桩施工，根据旋喷桩扩大段的直径设置好多组超长旋喷桩的间距，保持相邻超长旋喷桩的旋喷桩扩大段能够完全重叠，并在高承压水段上下范围内形成旋喷桩扩大段，同时在型钢桩的桩接头上下范围内形成旋喷桩扩大段；
（3）制作桩接头的各个零部件，即翼板连接螺栓、翼板连接板、腹板连接螺栓和腹板连接板，在横向上利用翼板连接螺栓和翼板连接板将各单位长度的工字钢的翼板拼装连接，形成单位长度的型钢桩；
（4）插设型钢桩，根据型钢桩的设计长度，将各单位长度的型钢桩通过腹板连接螺栓和腹板连接板拼装，边拼装边插设，完成超长旋喷劲芯组合桩的施工工作；
（5）在高承压水段和桩接头横向范围内完成旋喷桩扩大段的施工，在非高承压水段横向范围内完成超长旋喷桩桩身的施工。

2.  根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，旋喷桩扩大段的长度至少为高承压水段或桩接头长度的两倍。

说明书超长旋喷劲芯组合桩的施工方法
技术领域
本发明涉及一种刚柔性组合桩的施工方法，特别涉一种适用于高承压水地基中多个超长旋喷桩和一个型钢桩组合桩的施工方法。
背景技术
高压旋喷注浆法是在静压注浆的理论与实践基础上引入高压水流技术而发展起来的新技术，主要是用来加固地基、提高地基的抗剪强度，常用于基础的防渗、改善地基土的水流性质和稳定边坡等工程。根据喷射方法的不同，可分为单管法、二重管法和三重管法。高压旋喷注浆法具有适用范围比较广，施工方便，并且高压喷射流形成的固结体性状可以控制等优点。三重管高压旋喷桩施工技术是用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，冲蚀切割地基土体, 再借空气和水的上升力把已破碎的余土浆托举到地表排出；与此同时, 另一个喷嘴将水泥浆以较低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中, 使水泥浆与土混合固结成桩,达到加固的目的。适用于砂类土、粘土、人工填土、淤泥等软基加固。具有设备简单、操作方便、质量可靠、速度快、成本低以及应用范围广等优点。然而，对于一些工程由于高承压水或高压旋喷桩深度较深时，地下水压力较大，普通注浆设备很难将较低压力的浆液注射到周围的土体中，就形成不了设计直径的桩体。
然而，在高承压水地基中就要求桩体的强度需要达到一定的要求，纯柔性桩虽能适用于高承压水地基，但在强度上偏弱，传统的刚柔组合桩采用一柔一刚的组合模式，在深基坑支护中，此类组合桩之间连接较弱，易造成高承压水渗漏、基坑坑底管涌流土等现象。
因此，目前亟需寻求一种可同时满足在高承压水地基中成桩质量好、桩身强度便于控制、防渗效果显著的刚柔性组合桩施工方法。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种超长旋喷劲芯组合桩的施工方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种超长旋喷劲芯组合桩施工方法，其特征在于，所述超长旋喷劲芯组合桩包括多个超长旋喷桩和型钢桩，三个超长旋喷桩通过一个型钢桩连接为一个整体；型钢桩由工字钢通过桩接头拼接形成，桩接头包括翼板连接螺栓、翼板连接板、腹板连接螺栓和腹板连接板；三个工字钢的翼板两两相接，通过翼板连接螺栓和翼板连接板围合固定，截面呈三角形；上、下工字钢之间采用腹板连接螺栓和腹板连接板固定拼接；在超长旋喷桩上对应地下高承压水段和型钢桩的桩接头处设有旋喷桩扩大段；
所述施工方法包括以下步骤：
（1）根据地质状况判定高承压水段和非高承压水段的纵横向分布情况，并根据型钢桩的桩接头数，确定超长旋喷桩桩身中旋喷桩扩大段的数量、旋喷桩扩大段的直径；
（2）采用高压旋喷钻头进行多组超长旋喷桩施工，根据旋喷桩扩大段的直径设置好多组超长旋喷桩的间距，保持相邻超长旋喷桩的旋喷桩扩大段能够完全重叠，并在高承压水段上下范围内形成旋喷桩扩大段，同时在型钢桩的桩接头上下范围内形成旋喷桩扩大段；
（3）制作桩接头的各个零部件，即翼板连接螺栓、翼板连接板、腹板连接螺栓和腹板连接板，在横向上利用翼板连接螺栓和翼板连接板将各单位长度的工字钢的翼板拼装连接，形成单位长度的型钢桩；
（4）插设型钢桩，根据型钢桩的设计长度，将各单位长度的型钢桩通过腹板连接螺栓和腹板连接板拼装，边拼装边插设，完成超长旋喷劲芯组合桩的施工工作；
（5）在高承压水段和桩接头横向范围内完成旋喷桩扩大段的施工，在非高承压水段横向范围内完成超长旋喷桩桩身的施工。
进一步地，旋喷桩扩大段的长度至少为高承压水段或桩接头长度的两倍。
本发明克服了传统的刚柔组合桩采用一柔一刚的组合模式连接强度偏弱的缺点，通过采用采用多柔一刚的模式增强了组合桩体间的连接强度。
本发明的组合型钢可组合压入、分离拔出，并能够重新回收再利用，节约施工成本，提高型材使用率。
本发明通过旋喷桩扩大段的设置，增强了一柔多刚组合桩的整体粘合力，从而增强了超长旋喷劲芯组合桩的纵横向承载能力和挡水能力。
本发明针对高承压水地区采用多柔一刚、双排互嵌的组合模式来应对高承压水区域对基坑造成的影响，杜绝施工事故，对于非高承压水区，采用普通的柔性桩支护模式。
附图说明
图1是本发明超长旋喷劲芯组合桩现场施工布置图。
图2是三个超长旋喷桩通过一个型钢桩连接为整体的示意图。
图3是图2中A-A剖面示意图。
图4是图2中B-B剖面示意图。
图5是型钢桩的连接制作示意图。
图6是图5中上、下工字钢的腹板连接示意图。
图中：1-旋喷桩扩大段；2-超长旋喷桩；3-型钢桩；4-桩接头；5-高承压水段；6-非高承压水段；7-翼板；8-腹板；9-腹板连接螺栓；10-腹板连接板；11-翼板连接螺栓；12-翼板连接板。
具体实施方式
图1是本发明超长旋喷劲芯组合桩现场施工布置图。图2是三个超长旋喷桩通过一个型钢桩连接为整体的示意图。图3是图2中A-A剖面示意图。图4是图2中B-B剖面示意图。图5是型钢桩的连接制作示意图。图6是图5中上、下工字钢的腹板连接示意图。
如图1-4所示的超长旋喷劲芯组合桩，包括多个超长旋喷桩2和型钢桩3，三个超长旋喷桩2通过一个型钢桩3连接为一个整体。在超长旋喷桩上对应地下高承压水段5和型钢桩的桩接头4处设有旋喷桩扩大段1。
参照图5，型钢3由工字钢通过桩接头4拼接形成，桩接头4由翼板连接螺栓11、翼板连接板12、腹板连接螺栓9和腹板连接板10组成。三个工字钢的翼板7两两相接，通过翼板连接螺栓11和翼板连接板12围合固定，截面呈三角形；上、下工字钢之间采用腹板连接螺栓9和腹板连接板10固定拼接。
超长旋喷劲芯组合桩施工方法，具体包括以下施工步骤：
根据现场地质调查结果，判定高承压水段5和非高承压水段6的纵横向分布情况，高承压水段5的纵向分布范围在地面以下14~16m之间，高承压水段5的横向分布面积为6m×6m，其它区域的则为非高承压水段6，型钢桩3的采用的单位长度为6m，桩长30m，共有四个桩接头4，因此，单根超长旋喷劲芯组合桩的旋喷桩扩大段1的数量为五个，旋喷桩扩大段1的直径采用1m，超长旋喷桩2的直径采用0.75m。
按照图2所示的超长旋喷劲芯组合桩布置形式，即一个超长旋喷劲芯组合桩中采用三个超长旋喷桩2和一个型钢桩3的组合模式，采用高压旋喷钻头先进行三根超长旋喷桩的施工，超长旋喷劲芯组合桩的桩体的中心间距设置为0.875m，保持相邻超长旋喷桩的旋喷桩扩大段1能够完全重叠，并在高承压水段5上下范围内形成旋喷桩扩大段1，同时在型钢桩3的桩接头4上下范围内形成旋喷桩扩大段1，即在旋喷桩身13~17m之间设置的旋喷桩扩大段1，直径为100cm、长度为4m，在6m、12m、18m、24m处也设置旋喷桩扩大段1，直径为100cm、长度为0.5m，其它部位为旋喷桩桩身2，直径为75cm。
制作桩接头4的各个零部件，即翼板连接螺栓9、翼板连接板10、腹板连接螺栓11和腹板连接板12，翼板连接板12两扇面的夹角为60°、每一扇面板的长×宽×厚为200mm×100mm×5mm，设置在翼板连接板12顶部两个梯形状的尺寸为：上底×下底×高为6.5mm×11.5mm×5.7mm，将各部件焊接形成翼板连接板12。将制成的翼板连接板12按照图5进行斜向开孔，孔的直径为15mm。选用长度为240mm、直径为14mm的双头翼板连接螺栓11，配置有斜向连接螺帽，螺帽的倾斜角度设为60°。在翼板连接板12上等间距（50mm的间距）设置四个双头翼板连接螺栓11，在与翼板连接板12相对应的工字钢翼板7上开设直径为15mm的斜孔。参照图5，选择长×宽×厚为200mm×100mm×7.5mm的钢板作为腹板连接板10，并等间距四排两列开孔，相邻孔的间距为50mm，开孔直径为15mm，相对应地，在各工字钢两端腹板8上开孔，开孔直径为15mm，通过长32mm、直径14mm的腹板连接螺栓9将上、下相邻的工字钢连接。通过腹板连接螺栓9和腹板连接板10的纵向连接以及翼板连接螺栓11和翼板连接板12的横向连接形成了型钢桩3，一个型钢桩3的单元长度设为6m，通过桩接头4可延长型钢桩3的长度直至设计要求的长度。
采用吊车将组装好的单元长度的型钢桩3进行就位，采用压机进行静压，每压完一个单元长度的型钢桩3时，采用桩接头4进行现场连接拼装，直至形成30m长的型钢桩3压设结束，最终形成超长旋喷劲芯组合桩。
最后，按照图1所示的桩体施工平面分布形式，按照上述实施方式，在高承压水段5横向范围内逐步完成超长旋喷劲芯组合桩的施工，在非高承压水段6横向范围内完成旋喷桩桩身2的施工。
上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。