一種深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構的制作方法

一種深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構，地基內設計位置設有高壓旋噴形成的連續大厚度深層水泥土板，在其上還設有大直徑旋噴樁和小直徑旋噴樁，在大直徑旋噴樁中插設預應力管樁的組合樁作為豎向承載樁，預應力管樁頂部封口并設置與基礎筏板連接的抗浮螺桿及抗浮端板，小直徑旋噴樁中植入抗浮錨桿，抗浮錨桿底部設置后擴大端板，后擴大端板設置于深層水泥土板底部。本實用新型的有益效果是：充分利用了周圍土體的能力來抗浮，并給于錨桿一個可靠的錨固點，可以有效縮短錨桿距離，節約成本。地基中組合采用的預應力管樁、大小直徑高壓旋噴樁及短抗浮錨桿的組合，取得了良好豎向承載力，抗浮等性能。
【專利說明】一種深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗淳粧筏結構

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種樁筏結構，更具體說，它涉及一種深層旋噴水泥土板與錨桿 組合抗浮樁筏結構，屬于地基處理領域。

【背景技術】
[0002] 隨著城市建設的高速發展，大量高層建筑物、地下車庫、下沉式廣場以及地鐵、地 下商場等建筑物對地下空間的利用提出了更高層次的要求。然而，在地下土層含水豐富土 層性質為大厚度軟土的的沿海城市如深圳、大連以及青島等，由地下水水浮力所造成的建 筑物、構筑物等上部結構發生傾斜、倒塌的事故屢屢出現，使得地下室抗浮問題顯得日益突 出。
[0003] 樁筏基礎是樁基礎和筏板基礎的有機結合，它兼具樁基礎和筏板基礎的特點，具 有整體剛度大、承載力高、抗變形能力強、抗震性能好等優點，并可有效調整和避免結構發 生不均勻沉降問題，已被廣泛應用于高層或超高層建筑中，亦可用于機場港口、大型物流堆 場的地基處理項目。在地下水位較高地區，隨著地下室深度的增加，對樁基及筏板的抗浮提 出了更高的要求。
[0004] 抗浮錨桿是現有最常見的應用量最大的抗浮技術，大型樁筏結構也常常通過設置 抗浮錨桿來解決抗浮問題。傳統的抗浮錨桿工作原理是采用高壓注漿工藝使漿液滲透到 巖土體的孔隙之中，利用錨桿與注漿加工過的土體的相互作用產生的摩阻力來平衡上浮力 的。抗浮錨桿的特點有：（1)錨桿的側摩阻力較一般抗浮樁較大，可以提供更大的抗拉力； (2)錨桿設置得比較密集，因此基礎底板所需要平衡的彎矩和剪力也隨之減小并且即使一 兩根錨桿失效仍能保證整體結構的抗浮性能；（3)抗浮錨桿能起到一定加固地基的作用， 但是對承載性的貢獻比較有限。由于以上所述的抗浮錨桿的特點，固與其他抗浮方法相比， 有著錨桿施工的設備簡單，工藝明確，施工速度快，固其在使用性能、施工、造價以及工期方 面具有較大的優勢。
[0005] 雖然傳統的抗浮錨桿具有以上種種優點，但是也存在著其不足和缺點：首先錨桿 的長度越長錨桿的錨固效果就越好，但是在深厚的軟土地區為了取得良好的錨固效果，錨 桿的長度勢必要增長，這顯然增加了施工難度和成本；其次較長的錨桿必然會加大注漿的 難度和質量，影響錨固效果；然后傳統錨桿是采用先成孔然后再埋設錨桿，會造成塌孔等問 題，特別是對于存在深厚軟土層的地區，會影響錨桿的錨固效果；最后錨桿對基礎堅向承載 力的貢獻非常有限，一般需要設置其他結構來承擔堅向承載力。
[0006] 針對上述問題，人們已經提出了一些解決方案，例如中國專利CN101608449B公開 了一種大頭錨桿的施工方法，其工作原理為在錨桿前段設置了圓柱形凸臺，加強了與土體 的摩擦面，讓錨桿尾部在土體中增加了摩擦面，增強其錨固性能，縮短了錨桿的長度。擴大 頭錨桿在粘性土層的地址條件下取得了較好的效果，但是軟土層較厚地區抗浮錨桿底部難 以錨固及無法提供抗浮力的問題仍然存在同時錨桿與凸臺的連接并不是十分可靠，有可能 發生錨桿從凸臺中滑動松脫的情況。同時錨桿只能提供抗浮力，對基礎結構的承載性能并 沒有提供有效的作用，因此一般采用此類樁筏基礎在設置了抗浮錨桿的同時仍然需要另外 設置樁基礎來提供整個基礎結構的承載力，施工過程比較繁瑣，周期較長，成本相對較高。 另外中國實用新型專利CN101736760B公開了一種預應力抗浮錨桿施工方法，該實用新型 在抗浮錨桿上設置了倒刺，增加了錨桿與土體的摩阻力，于是能采用較短的錨桿來滿足錨 固要求。但是倒刺設置增加了錨桿的加工難度，增加制作成本，同時倒刺可能會引起向外的 徑向力，可能會使注漿體開裂影響錨固效果，同時可能另錨桿腐蝕。而且，同樣的設置此類 錨桿仍需另外設置能提供基礎承載性能的樁基礎。
[0007] 鑒于此，為了提高樁筏基礎的抗浮性能，充分利用筏板下土體承載力，目前亟待實 用新型一種結構具有良好的堅向承載、抗浮等性能，具有較好的技術經濟效益，并且施工方 便的抗浮樁筏結構。 實用新型內容
[0008] 本實用新型的目的是克服現有技術中的不足，提供一種結構具有良好的堅向承 載、抗浮等性能，具有較好的技術經濟效益，并且施工方便的深層旋噴水泥土板與錨桿組合 抗浮樁筏結構及施工方法。
[0009] 這種深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構，地基內設計位置設有高壓旋噴 形成的連續大厚度深層水泥土板，在其上還設有大直徑旋噴樁和小直徑旋噴樁，在大直徑 旋噴樁中插設預應力管樁的組合樁作為堅向承載樁，預應力管樁頂部封口并設置與基礎筏 板連接的抗浮螺桿及抗浮端板，小直徑旋噴樁中植入抗浮錨桿，抗浮錨桿底部設置后擴大 端板，后擴大端板設置于深層水泥土板底部。
[0010] 作為優選：大直徑旋噴樁、小直徑旋噴樁和深層水泥土板形成一個整體。
[0011] 作為優選：預應力管樁的底端伸入到深層水泥土板之下，并打入相對持力層一定 深度。
[0012] 作為優選：所述小直徑旋噴樁中植入的帶后擴大端板的錨桿，其上端伸出地面一 定長度。
[0013] 作為優選：所述鋪桿的后擴大端板由后擴大端板葉片連接桿和后擴大端板葉片組 成，在錨桿的底端由三個后擴大端板葉片連接桿與錨桿固定連接，三個后擴大端板葉片連 接桿成Y形，后擴大端板葉片連接桿的另一端與后擴大端板葉片絞接，后擴大端板葉片可 轉動；插入初凝混凝土時后擴大端板葉片與后擴大端板葉片連接桿的軸線成銳角放置，此 時后擴大端板為閉合狀態，達到指定位置時可以旋轉錨桿，后擴大端板葉片與后擴大端板 葉片連接桿的軸線成180°，擴大后擴大端板范圍。
[0014] 作為優選：所述錨桿的后擴大端板采用耐腐蝕及耐久性好的硬質塑料。
[0015] 本實用新型的有益效果是：
[0016] (1)在地基指定設計位置，高壓旋噴形成連續大厚度水泥土抗浮板。在土層內形成 一個體積較大的端板，充分利用周圍土體來抵抗地下水產生的浮力。
[0017] (2)在軟土中施打大直徑旋噴樁，并在其中插入預應力管樁，管樁底部伸入持力 層，作為堅向承載樁。
[0018] (3)預應力管樁頂部設置了與基礎筏板連接的抗浮螺桿及端板。能有效的連接樁 與筏板，提高了樁筏結構的整體性。
[0019] (4)在軟土中施打小直徑旋噴樁，并在其中插入帶有后擴大端板的錨桿，端板設置 與大厚度水泥土抗浮板的底部，更好的將錨桿與水泥土板錨固，有效的縮短了錨桿長度的 同時解決了在深厚軟土中錨桿難以錨固及提供足夠抗浮力的問題。
[0020] (5)擴大端板采用防腐蝕及耐久性好的硬質塑料制成。避免了后擴大端板腐蝕，造 成錨桿松脫造成抗浮能力減弱的問題。
[0021] (6)擴大端板采用旋轉葉片模式，錨桿插入時葉片閉合以方便插入。當錨桿到達指 定深度時候，旋轉錨桿，利用土體主被動壓力差展開錨桿。
[0022] 綜上所述，本實用新型利用高壓旋噴在地基設計位置內形成了大厚度水泥土抗浮 板和錨桿組合的樁筏結構，充分利用了周圍土體的能力來抗浮，并給于錨桿一個可靠的錨 固點，可以有效縮短錨桿距離，節約成本。地基中組合采用的預應力管樁、大（小）直徑高 壓旋噴樁及短抗浮錨桿的組合，取得了良好堅向承載力，抗浮等性能。具有較好的技術經濟 效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本實用新型結構示意圖；
[0024] 圖2是本實用新型高壓旋噴形成深層水泥土板施工示意圖；
[0025] 圖3是本實用新型高壓旋噴形成大、小直徑高壓旋噴樁施工示意圖；
[0026] 圖4是本實用新型預應力管樁及錨桿沉入初凝旋噴樁內示意圖；
[0027] 圖5是本實用新型筏板澆筑施工示意圖；
[0028] 圖6是后擴大端板收縮示意圖；
[0029] 圖7是后擴大端板張開示意圖；
[0030] 附圖標記說明：深層水泥土板1、小直徑旋噴樁2、大直徑旋噴樁3、錨桿4、后擴大 端板5、錨桿上端抗浮板6、預應力管樁7、樁尖8、托板9、抗浮螺桿10、抗浮端板11、封口 12、 筏板13、相對持力層14、軟土層15、大直徑旋噴樁樁位16、大直徑旋噴樁噴頭17、小直徑旋 嗔粧粧位18、小直徑旋嗔粧嗔頭19、后擴大端板葉片連接桿20、后擴大端板葉片21。

【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述。雖然本實用新型將結合較 佳實施例進行描述，但應知道，并不表示本實用新型限制在所述實施例中。相反，本實用新 型將涵蓋可包含在有附后權利要求書限定的本實用新型的范圍內的替換物、改進型和等同 物。
[0032] 本實施方式中軟土鉆孔設計及施工技術要求，水泥土的配合比及施工技術要求， 高壓旋噴技術及施工技術要求，鋼筋綁扎、鋼板焊接、筏板混凝土澆筑施工技術要求，本實 施方案中不再累述，重點闡述本實用新型涉及結構的實施方式。
[0033] 參照圖1所示，本實施例的深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構主要包括 深層水泥土板1、大直徑旋噴樁2,小直徑旋噴樁3,錨桿4,預應力管樁7、筏板13組成。
[0034] 深層水泥土板1是在地面下6?8m處，厚度為1?2m左右的大面積連續水泥土 抗浮板。
[0035] 大直徑旋噴樁3的直徑為1000mm，小直徑旋噴2樁的直徑為400mm，強度等級為 C25 ；
[0036] 錨桿4采用直徑為25mm的HRB335鋼筋，鋼筋強度等級為砂漿強度不低于M30。
[0037] 后擴大端板5由后擴大端板葉片連接桿20和后擴大端板葉片21組成，后擴大端 板葉片連接桿20和后擴大端板葉片21用硬質塑料制成，有著良好的防腐性和耐久性，后擴 大端板葉片連接桿20為寬度為30mm,長度為150mm的長條形，在錨桿4的底端由三個后擴 大端板葉片連接桿20與錨桿4固定連接，三者成Y形布置，后擴大端板葉片連接桿20的另 一端與后擴大端板葉片21鉸接，后擴大端板葉片21形狀與一般的風扇葉片一致由幾段圓 弧組成，葉片端部圓弧半徑約為400mm，總體長度約為200mm，后擴大端板葉片21可轉動；插 入初凝混凝土時后擴大端板葉片21與后擴大端板葉片連接桿20的軸線成銳角放置，此時 后擴大端板5為閉合狀態，其外包圓半徑只有150_，達到指定位置時可以旋轉錨桿4,后擴 大端板葉片21與后擴大端板葉片連接桿20的軸線成180°，此時后擴大端板5為張開狀 態，其外包圓半徑達到約350_，擴大后擴大端板5范圍。
[0038] 預制預應力管樁7外徑為600_，壁厚為110_，強度等級為C80,預應力鋼筋直徑 為14_，預應力管樁底端至少打入相對持力層200mm ;
[0039] 筏板13鋼筋采用直徑為16mm，強度等級為HRB335的螺紋鋼筋；鋼筋的縱向、橫向 間隔均為200_，全斷面通長布設；後板13的厚度為600_，混凝土強度等級為C30 ;
[0040] 如圖2?5所示，深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構的主要施工過程如 下：
[0041] 步驟一：施工前準備：根據設計圖紙，清理施工場地，測繪樁體位置，并組織施工 材料、機械、人員就位；
[0042] 步驟二：準備高壓旋噴所用的水泥漿液：水泥漿液是采用水和水泥按照1:0. 8? 1. 5的比例配置；在放料順序中，應先在攪拌桶內放入清水，再根據水灰比倒入水泥及外加 齊[J，攪拌時間至少為3分鐘。
[0043] 步驟三：形成深層水泥土板1 :把兩個相距3m的帶鉆頭的大直徑旋噴樁噴頭17和 小直徑旋噴樁噴頭19同時沿著樁位鉆送到地下6?7m處同時進行高壓旋噴作業，兩個高 壓噴頭保持相同的壓力40?60Mpa，轉速2?3轉/分，提升速度3?5cm/分形成厚度1? 2m左右的水泥土板。
[0044] 步驟四：形成高壓旋噴樁樁體：同時進行小直徑旋噴樁2和大直徑旋噴樁3施工。 大直徑旋噴樁噴頭17壓力為20?40Mpa，轉速2?5轉/分，提升速度5?10cm/分，形成 直徑800mm的樁體；小直徑旋噴樁噴頭19壓力20?40Mpa，轉速5?10轉/分，提升速度 10?20cm/分，形成直徑400mm的樁體。
[0045] 步驟五：在大直徑旋噴樁3中插入預應力管樁7。用沖振法將預應力管樁7插入 大直徑旋噴樁3中，振沖頻率為20HZ?40HZ。預應力管樁7的底端伸入到深層水泥土板1 之下，并至少伸入相對持力層14內200mm?400mm ;
[0046] 步驟六：與步驟五同時在小直徑旋噴樁2中插入帶底部擴大端板5的錨桿4。同樣 采用沖振法將帶后擴大端板5的錨桿4插入小直徑旋噴樁2中，振沖頻率為20HZ?40HZ。 直到后擴大端板5置于深層水泥土板1底部，錨桿4頂部伸出地面200mm?400mm左右；
[0047] 步驟七：逆時針旋轉錨桿4,就可以利用主被動土體壓力差，就可以張開后擴大端 板5 了。
[0048] 步驟八：將預應力管樁7上部封口 12并埋設螺桿10及抗浮端板11，同時在錨 桿4頂部焊接錨桿上端抗浮板6,然后支設模板，布設筏板鋼筋網鋼筋籠橫筋縱筋都相隔 200_，隨后燒筑混凝土，混凝土後板后達到600?800_，形成鋼筋混凝土後板13。
【權利要求】
1. 一種深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構，其特征在于：地基內設計位置設 有高壓旋噴形成的連續大厚度深層水泥土板（1)，在其上還設有大直徑旋噴樁（3)和小直 徑旋噴樁（2)，在大直徑旋噴樁（3)中插設預應力管樁（7)的組合樁作為堅向承載樁，預應 力管樁（7)頂部封口（12)并設置與基礎筏板（13)連接的抗浮螺桿（10)及抗浮端板（11)， 小直徑旋噴樁（2)中植入抗浮錨桿（4)，抗浮錨桿（4)底部設置后擴大端板（5)，后擴大端 板（5)設置于深層水泥土板（1)底部。
2. 根據權利要求1所述的深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構，其特征在于： 大直徑旋噴樁（3)、小直徑旋噴樁（2)和深層水泥土板（1)形成一個整體。
3. 根據權利要求1所述的深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構，其特征在于： 預應力管樁（7)的底端伸入到深層水泥土板（1)之下，并打入相對持力層（14) 一定深度。
4. 根據權利要求1所述的深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構，其特征在于： 所述小直徑旋噴樁（2)中植入的帶后擴大端板（5)的錨桿（4)，其上端伸出地面一定長度。
5. 根據權利要求4所述的深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構，其特征在于： 所述錨桿（4)的后擴大端板（5)由后擴大端板葉片連接桿（20)和后擴大端板葉片（21) 組成，在錨桿（4)的底端由三個后擴大端板葉片連接桿（20)與錨桿（4)固定連接，三個后 擴大端板葉片連接桿（20)成Y形，后擴大端板葉片連接桿（20)的另一端與后擴大端板葉 片（21)鉸接，后擴大端板葉片（21)可轉動；插入初凝混凝土時后擴大端板葉片（21)與后 擴大端板葉片連接桿（20)的軸線成銳角放置，此時后擴大端板（5)為閉合狀態，達到指定 位置時可以旋轉錨桿（4)，后擴大端板葉片（21)與后擴大端板葉片連接桿（20)的軸線成 180°，擴大后擴大端板（5)沮圍。
6. 根據權利要求4所述的深層旋噴水泥土板與錨桿組合抗浮樁筏結構，其特征在于： 所述錨桿（4)的后擴大端板（5)采用耐腐蝕及耐久性好的硬質塑料。
【文檔編號】E02D5/46GK203866852SQ201420258594
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】王新泉 申請人:杭州江潤科技有限公司