[发明专利]一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工桩管及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管及工艺，主要用于形成公路、铁路、水利等基础设施软土地基加固的变截面加筋碎石桩施工。

背景技术

通过振动的方式将桩管挤入软弱地基中，成孔后，再将碎石从进料口投入桩管内，边振动击密、边向上拔管，最后形成密实的碎石桩。所形成的桩体通过对地基软土的置换作用和挤密效应来提高地基的承载力，减小地基沉降。同时，碎石桩也会在软土地基中也形成一个良好的排水通道，用来加速软土地基的排水固结。因此，碎石桩是常被用于软弱地基加固的方法之一。

对于粘粒含量较大的软弱地基，桩间土的挤密效果较差，桩间土对碎石桩的侧向约束作用减弱，使得竖向荷载作用下桩顶的沉降变大，靠近桩顶附近的桩体易发生鼓胀破坏，从而导致地基的加固效果大大减弱。研究结果表明，碎石桩的内力从桩顶至桩尖逐渐减小，这一事实常常使得传统等截面碎石桩的桩顶端的强度不足或者桩底端的强度没有充分发挥。对于传统的桩管，当成孔深度浅而桩管较长时，若采用加筋碎石桩，须人工爬到进料口处放入土工织物袋，给工程的施工带了危险和不便。

发明内容

为了克服上述存在的技术缺陷，本发明提出了一种易于操作、安全可靠、经济合理的加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管及工艺。

本发明的技术方案为：一种加固软弱地基的变截面加筋碎石桩施工桩管包括法兰盘、上桩管、锁定套筒、下桩管、预制混凝土桩尖；法兰盘在上桩管的顶面，进料口在上桩管的上部，上桩管与下桩管通过锁定套筒连接固定，预制混凝土桩尖在下桩管底部，上桩管与下桩管为不同截面桩管。

所述的锁定套筒为变截面套筒上端横截面半径大于下端，锁定套筒两端分别连接上桩管和下桩管。

所述的锁定套筒为两半筒片合成，两半筒片由合页和螺杆连接而成，螺杆插入锁定套筒上的卡槽和螺帽内。

所述的上桩管下端和下桩管上端的外壁均设有凹槽，锁定套筒的内壁设有凸槽，凹槽与凸槽之间相互卡紧。

加固软弱地基的变截面加筋碎石桩的施工工艺按以下进行：

施工机械就位合格后，预制混凝土桩尖按桩位标记就位，上下桩管在自由状态下对正桩尖上部；开机振动使下桩管带桩尖下沉直至设计深度，旋出螺杆，将锁定套筒从桩管上取下，开机振动使上桩管下沉至一定的深度；向进料口中放入设计深度的40%左右长度的碎石量，然后向准备好的土工织物袋中放入3~5kg碎石，并采用钢丝网封口，从进料口将装有碎石的土工织物袋放入桩管中；土工织物袋置底后，在进料口处将土工织物袋剪断，并外翻固定在进料口的钢板上，再向土工织物袋中填装符合要求的碎石，轻振上桩管以利于碎石顺利下沉，直至接近进料口的高度；边振动上桩管边提拔，直至上桩管拔出；将锁定套筒内壁上的凸槽与上下桩管身外壁上的凹槽卡紧，旋进螺杆，将上下桩管紧密连接在一起，边振动上桩管边提拔下桩管，直至将下桩管拔出，最终形成了变截面加筋碎石桩。

本发明的施工桩管与现有技术相比，具有如下优点和效果：通过上下桩管分别成孔可以形成变截面碎石桩，通过上桩管的下沉以便于投放土工织物袋，形成变截面加筋碎石桩，避免人工爬管的危险，可高效地发挥桩体的强度，有效地限制桩顶附近的鼓胀变形，进而提高桩身的承载力，减小桩顶的沉降。相对碎石桩全段加筋相比，土工织物袋得到了有效地利用，节约了成本。本发明的土工织物袋可在工厂或现场批量生产，施工方便，效果好，而工程投资仅增加了土工织物袋的费用，性价比显著提高，施工质量能得到有效的保证。

附图说明

图1 是本发明的碎石桩机整套配置示意图。

图2 是本发明的施工桩管的结构示意图。

图3 是图2的下桩管局部放大示意图。

图4 是本发明的施工桩管的锁定套筒结构示意图。

图5 是本发明的施工桩管的螺杆结构示意图。

图6是图4的俯视示意图。

图7是本发明的施工桩管的锁定套筒土工织物袋结构示意图。

图8是采用本发明施工桩管施工形成的变截面加筋碎石桩示意图。

图中：1-振动打桩机；2-振动头；3-法兰盘；4-进料口；5-上桩管；6-锁定套筒；7-下桩管；8-预制混凝土桩尖；9-凹槽；10-凸槽；11-合页；12-卡槽；13-螺帽；14-螺杆；15-土工织物袋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细地说明。