[發明專利]一種現澆X形大直徑空心混凝土樁及其施工方法

有效

• 申請號: 201010215965.4
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101864769A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 孔綱強;丁選明;劉漢龍;張敏霞
• 申請（專利權）人: 河海大學;南京河海科技有限公司
• 主分類號: E02D5/38
• 分類號: E02D5/38;E02D11/00;E02D5/66;E02D5/72
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 陸志斌

技術領域

本發明屬于軟土地基處理及樁基礎技術領域，涉及一種現澆X形大直徑空心混凝土樁及其施工方法。

背景技術

樁基礎豎向承載力由樁側摩阻力和樁端阻力兩部分組成，在深厚軟土地基中樁側摩阻力的發揮顯得尤為重要。在高速公路、高速鐵路等軟土地基處理工程領域中，剛性樁復合地基處理技術得到了廣泛的應用。其中如何提高單位材料強度利用率、在節省建筑材料用量的同時提高樁基承載力，是研究人員長期關注的重要課題之一。

在本發明之前，中國專利“預制X型鋼筋混凝土樁”(專利號：ZL01218447.0)和中國專利“現澆X形鋼筋混凝土樁施工方法”(專利申請號：200710020306.3)公開了采用預制和現澆的方法形成橫截面形狀為類似英文字母X形的橫截面異形樁。該樁型通過改變橫截面形狀來提高樁側比表面積，提高樁側表面與樁周土體之間的側向摩擦力，從而提高單位混凝土材料強度利用率、提高等混凝土用量情況下樁基承載力。但是目前采用的該樁型往往由于橫截面等效樁徑、樁間距相對較小，使得樁基施工時的擠土效應對相鄰樁成樁質量有較大的影響；X形開弧半徑過小、開弧角度過大而導致打樁過程中樁周土擾動和拔管過程中凹弧處樁周土帶出現象嚴重，從而影響其實際應用效果。

中國專利“軟基處治大直徑現澆管樁復合地基施工方法”(專利號：ZL02112538.4)公開了在地基中打入內外套管空腔結構并現澆混凝土，從而在內部土體與外部土體之間的環形域內形成大直徑現澆管樁的方法。該樁型將普通圓形截面改良為環形截面，增加樁-土接觸面積以提高樁側摩擦力，同時通過樁頭部分回灌混凝土等形式，能有效的發揮和利用樁芯土對樁基承載力的作用。但是該樁型尚未考慮樁側異形截面形式對提高樁側摩擦力的作用；且由于壁厚較薄，施工時容易出現壁厚不均、混凝土澆灌困難等現象。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，結合現澆X形混凝土樁和現澆混凝土大直徑管樁的技術優點，同時考慮樁側異形截面形式和樁芯土對提高單位混凝土材料利用率和樁基承載力的作用，提供一種經濟高效的現澆X形大直徑空心混凝土樁新樁型及其施工方法。

一種現澆X形大直徑空心混凝土樁，由以下方法制成：采用振動沉管方式將X形空心混凝土樁樁模打入地基至設計深度，然后在樁模沉管的空腔內澆注混凝土，振動拔管，形成現澆X形大直徑空心混凝土樁；所述X形空心混凝土樁樁模包括外輪廓為X形的樁模沉管，樁模沉管由內外兩層套管組成，外套管截面形狀為X形，內套管截面形狀為圓形。

本發明所使用的振動打樁機上部設有振動頭，通過法蘭盤螺絲鉚接振動頭和X形空心混凝土樁樁模，振動打樁機的振動頭下部與可裝卸的法蘭盤上端連接，法蘭盤下端與X形空心混凝土樁樁模連接。

所述的X形空心混凝土樁樁模由樁模沉管和連接在樁模沉管底端的活瓣樁靴或者預制樁尖組成。

所述的X形空心混凝土樁樁模沉管內外套管之間形成空腔，樁模沉管的內、外套管之間固定連接，如焊接短鋼條連接成整體；樁模沉管的底端連接活瓣樁靴或預制樁尖。

所述的樁模沉管由1.2～1.5cm厚的無縫鋼管焊接而成，滿足剛度和強度要求；外側上部設置混凝土進料口，外側可以設置觀測沉樁深度的標志。

所述的活瓣樁靴或預制樁尖具有與樁模沉管外輪廓形狀相同的X形。活瓣樁靴由鎖軸和活瓣組成。

所述的X形大直徑空心混凝土樁的樁內徑為0.5～0.8m，外包圓直徑1.5～2.0m。整體樁長可以達到25m左右。

所述的X形大直徑空心混凝土樁還可以在樁身頂部澆注混凝土形成0.3～0.5m厚的混凝土蓋板，或在澆注的混凝土樁身內設置鋼筋籠，形成現澆X形大直徑空心鋼筋混凝土樁。

本發明還涉及一種所述的現澆X形大直徑空心混凝土樁的施工方法，其主要技術步驟為：

(1)場地平整，測量放線，樁位確定；

(2)將預制樁尖放到樁位后將樁模和樁機移到此樁位，或者將帶活瓣樁尖的沉管在指定的打樁位置就位，保證起重設備平穩、導向架與地面垂直偏角不大于1.5％，成孔中心與設計樁位偏差不大于60mm；

(3)啟動振動機，把沉管沉入土中3.0～5.0m后，向沉管空腔內注入一定量的混凝土，以利于沉管和防止地下水突入沉管空腔內；

(4)繼續啟動振動機，并將沉管沉至設計深度，且每下沉2.0m留振1min；

(5)通過進料口向沉管空腔內注入一定量的混凝土；

(6)啟動振動拔管，上拔速率為0.6-1.5m/min，且每拔管1m留振1min，拔管時保證樁模內混凝土表面高于樁模底部高度2m；