[發明專利]一種適于季節性凍土區的上直桿下螺桿抗拔樁及其施工方法

有效

• 申請號: 201710593776.2
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107386281B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 王俊杰;付泓銳;趙迪;楊洋;汪魁;阿比爾的
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: E02D5/56
• 分類號: E02D5/56;E02D5/60;E02D31/14
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

本發明公開了一種適于季節性凍土區的上直桿下螺桿抗拔樁及其施工方法，其特征在于，包括：抗拔鋼筋、砂漿和套管。所述抗拔鋼筋位于抗拔樁的中心位置，所述抗拔鋼筋被砂漿包裹，形成柱形結構。所述抗拔鋼筋的數量為若干根，所述抗拔鋼筋的頂部留有超出抗拔樁頂部的接頭。所述柱形結構的下方外壁上設有螺紋，形成抗拔樁的螺桿部分。所述柱形結構的上方外壁上無螺紋，形成抗拔樁的直桿部分。所述抗拔樁的直桿部分外壁上套有套管，所述套管包括內層套管和外層套管。所述外層套管能夠與內層套管產生沿抗拔樁軸向方向的相對位移。所述內層套管的內壁與砂漿相接觸。所述外層套管的外壁與可凍脹?融沉的地基接觸。

技術領域

本發明涉及抗拔樁，具體是一種適于季節性凍土區的上直桿下螺桿抗拔樁及其施工方法。

背景技術

抗拔樁是一種承受上拔荷載的樁基類型，其承載力是指其所能承受的最大上拔荷載，變形是指在上拔荷載作用下樁頂向上的位移值。在季節性凍土地區，抗拔樁的樁周地基土因季節性變化可能發生凍脹-融沉循環作用，此作用必然對抗拔樁的承載特性產生影響，主要體現在兩個方面：

一是在樁周地基土發生凍脹時，由于凍脹過程中地基土與抗拔樁之間存在相對位移趨勢，因此會產生新的樁側摩擦力。該樁側摩擦力的方向與地基土凍脹位移趨勢方向相同，也是向上的。這相當于給抗拔樁施加了新的上拔荷載，樁頂也相應地發生向上的位移。由于地基土體的凍脹效應隨凍脹過程發展或土體溫度降低呈增強變化，使得該上拔荷載隨凍脹過程發展或溫度降低也呈增大變化，上拔荷載作用下的樁頂位移也呈增大變化。可見，樁周地基土發生凍脹時，凍脹作用會降低抗拔樁的承載力，增大抗拔樁的樁頂位移量；在凍脹過程中，樁頂位移隨凍脹過程發展呈逐漸增大變化。

二是在樁周地基土發生融沉時，由于融沉過程中土體中的固態冰逐漸轉化為液態水，土體的抗剪強度會顯著降低，甚至可能低于凍脹前的值，使得樁-土界面的抗剪強度降低，抗拔樁承載力隨之降低，相同荷載作用下的樁頂位移量有所增大；另外，由于融沉過程是從地表向下逐漸發展的，樁-土界面抗剪強度的降低也是從地表向下逐漸發展的。可見，樁周地基土發生融沉時，融沉作用會降低抗拔樁的承載力，影響抗拔樁的荷載-位移關系特征。

為了防止樁周地基土的凍脹-融沉作用對抗拔樁承載特性的影響，通常的做法有兩類：一類是對凍深范圍內的樁周地基土進行置換或處理，減少或消除其凍脹-融沉性；二是增大抗拔樁的樁徑或樁長，提高承載力設計值。

第一類做法雖然可以消除或部分消除凍脹-融沉作用對抗拔樁承載特性的影響，但顯然是不經濟的；第二類做法可以提高抗拔樁的安全性和適當降低凍脹-融沉作用的影響程度，但并不能消除凍脹-融沉作用對抗拔樁承載特性的影響，自然也是不經濟的。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中的不足，提供一種適于季節性凍土區的上直桿下螺桿抗拔樁及其施工方法。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種適于季節性凍土區的上直桿下螺桿抗拔樁，其特征在于，包括：抗拔鋼筋、砂漿和套管。

抗拔樁包括相連的直桿部分和螺桿部分，所述直桿部分位于抗拔樁的上方、螺桿部分位于抗拔樁的下方。

所述抗拔鋼筋位于抗拔樁的中心位置，所述抗拔鋼筋被砂漿包裹，形成柱形結構。

所述砂漿的厚度同時滿足樁徑和抗拔鋼筋或鋼絞線保護層厚度的要求；

所述抗拔鋼筋的數量為若干根，所述抗拔鋼筋的數量大于一根時，使用支架將每一根抗拔鋼筋分隔。

所述抗拔鋼筋沿長度方向每隔2～3m設有一個環形支撐。

所述抗拔鋼筋的頂部留有超出抗拔樁頂部的接頭，所述接頭與承臺或上部結構相連接。

所述柱形結構的下方外壁上設有螺紋，形成抗拔樁的螺桿部分。所述柱形結構的上方外壁上無螺紋，形成抗拔樁的直桿部分。所述抗拔樁的直桿部分長度與工程區的最大凍深一致。