[发明专利]一种双层塑料套管反拱曲面空心异形桩及施工方法

说明书

 

技术领域

 本发明涉及一种新型桩体结构及施工方法，特别涉及一种桩体横断面为Y形或X形、桩体中心和外侧设有带螺纹塑料套管、桩体内设异形钢筋笼的双层塑料套管的反拱曲面空心异形桩，属于地基工程领域，适用于房屋建筑、公路、市政、机场、堤坝等工程中的地基处理。

背景技术

随着我国现代化建设事业的发展，基本建设的规模和建筑物的荷载越来越大，对地基的要求也越来越高。地基处理的目的是借助一系列工程措施、技术措施、结构措施，增加地基的强度和稳定性、减少地基变形。目前，常见的地基处理方法包括复合地基处理法、排水固结法、换填法、强夯法等，各种处理方法均有相应的适用范围和优缺点。

考虑到复合地基具有加固效果好、工期短、工后沉降小等优点，在地基加固工程中得到了广泛应用，常用的复合地基加固方法有沉管灌注桩、预制方桩、预应力管桩、塑料套管混凝土桩等，桩体的横断面形状通常为圆形或方形。在上述复合地基处理方法中管桩是应用较为普遍的一种，常分为预应力管桩和非预应力管桩两类，它具有单桩承载力能高、适用范围广、成桩质量可靠、节省建筑材料等优点。但由于管桩的桩身截面积较小，抵抗侧向变形和外界环境侵蚀的能力较差。沉管灌注桩是利用沉桩设备，将带有钢筋混凝土桩靴 (活瓣式桩靴)的钢管沉入土中，形成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。沉管灌注桩避免了一般钻孔灌注桩桩尖浮土造成的桩身下沉，持力不足的问题，同时也有效改善了桩身表面浮浆现象，另外，该工艺也更节省材料。但是施工质量不易控制，拔管过快容易造成桩身缩颈，而且由于是挤土桩，先期浇注好的桩易受到挤土效应而产生倾斜断裂甚至错位。

近年来异形桩也逐步在工程中应用，如Y形桩、X形桩、H形桩等，其中反拱曲面Y、X形桩为目前工程中应用较为广泛的异形桩，两种桩型均为具有我国自主知识产权的新颖技术，Y、X形桩桩周所具有向里凹的曲面，可定义为反拱曲面，普通圆形桩所具有向外凸的曲面，可定义为正拱曲面。Y、X形桩其共同特征为改变了桩“非圆即方”的传统理念，具有向里凹的反拱曲面，根据等截面异形周边扩大原理，派生于传统圆形桩，如Y形桩与常用直径377mm的同面积圆形桩相比，周长为其1.46倍，可采用预制成桩或普通沉管灌注桩设备现场浇注成桩。该异形桩虽具有良好的力学特性，但由于桩壁较薄其抗腐蚀性能较差、桩侧抗剪强度偏低。现有异形桩的施工质量较难控制，主要体现在成桩的均匀性不够、断桩现象突出等。

目前已有在桩体外侧设塑料套管的新型桩体结构，如塑料套管混凝土桩，由预制隔水桩尖、螺纹塑料套管、混凝土、桩帽（盖板）等组成，在适宜的工程背景和地质条件下也取得了相对较好的工程效果，但其桩身横截面为圆形，与本次申请的双层塑料套管反拱曲面空心异形桩在施工过程、连接方式、受力性能等方面存在较大差异。

综上所述，虽然现有各地基处理方法在适宜的工程条件下取得了良好的加固效果和经济效益，但一些桩型在抵御外界环境侵蚀、抵抗横向变形、提高材料利用率、改善桩体受力性能等方面尚存一定欠缺。鉴于此，根据目前的实际情况和技术条件，目前亟需发明一种防腐性能好、承载能力高、建筑材料用量省的新型桩体结构及施工方法，以满足地基加固工程的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受力性能好、承载能力高、耐腐蚀性能强，并能节省建筑材料的双层塑料套管反拱曲面空心异形桩结构及施工方法，以丰富地基处理方法、提高地基加固质量。

为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种双层塑料套管反拱曲面空心异形桩，其特征在于包括反拱曲面空心异形桩和预制钢筋混凝土桩尖；反拱曲面空心异形桩的横断面呈Y形或X形，桩体中心沿轴向设贯通性的圆孔，桩体中心和桩体外侧分别设有带螺纹的套管；

桩体内设与桩体同形状但比桩体小100～200mm的钢筋笼，钢筋笼内设置横向拉结筋；

    预制钢筋混凝土桩尖的底部呈圆锥形，在预制钢筋混凝土桩尖的顶面设与套管、钢筋笼、沉管的外形、尺寸相对应的固定件，该固定件具体为凸隼、连接管或凹槽。

所述内外套管为带螺纹塑料套管，外侧套管呈Y形或X形，内侧套管呈圆形，各节套管与套管接头之间采用粘合剂或铆接的方式固定连接。所述内外套管为单壁螺纹PVC管、PE管或HDPE管。

所述预制钢筋笼的相邻箍筋之间设置横向拉结筋，该横向拉结筋与箍筋、竖向受力钢筋之间通过绑扎或焊接连接，并且横向拉结筋的一端固定于箍筋的中间部位，另一端与邻近箍筋垂直固定。