一种工程桩浅层断桩加固结构施工方法及其加固结构

摘要

本发明公开了一种工程桩浅层断桩加固结构施工方法及其加固结构，包括如下步骤，在工程桩箍筋围成的区域内钻孔，并钻至工程桩断缝位置以下；将预制的工程桩浅层断桩加固结构放置在开挖孔内；工程桩浅层断桩加固结构底部处于断缝以下，顶部处于断缝以上；灌注强度高于原断桩强度的混凝土至桩顶标高，完成断桩加固；本发明的工程桩浅层断桩加固的施工方法是在工程桩桩芯内设置开挖孔，并在内部放置工程桩浅层断桩加固结构，保证其底部处于断缝以下，顶部处于断缝以上，实现了对断缝上下处桩基混凝土的连接补强，并利用工程桩浅层断桩加固结构的高强度特性以及本身的抗剪能力，使得整体修补后的桩基具有更良好的桩基抗压以及抗剪能力。

说明书

技术领域

本发明涉及桩基工程技术领域，特别是涉及一种工程桩浅层断桩加固结构施工方法及其加固结构。

背景技术

随着城市建设的快速发展，桩基础在地基处理工程中应用越来越多，在复杂地层中施工灌注混凝土桩基础，往往由于相邻地层力学参数相差太大，导致在土层界面产生剪切力，使尚未养护至设计强度的桩基础混凝土开裂，甚至形成贯通裂缝。在高水位地层中采用沉管法成孔施工灌注桩时，水下灌注混凝土过程中，可能因上拔导管过快导致地下水夹存在混凝土中，形成交界面，混凝土硬化后形成裂缝。桩基础中桩身裂缝的存在，会显著降低工程桩的抗剪承载力及抗弯承载力，给工程带来严重的安全隐患。

工程桩断桩的处理是一个技术难题，对于浅层断桩形成的裂缝处理，往往采取简单的开挖桩周土，破除裂缝上的桩身混凝土，重新浇筑桩身混凝土。对于桩间距相对较密集的桩基础，往往不具备开挖桩周土空间，即便具备开挖桩周土的条件，桩周土开挖及回填会严重扰动地基土，对地基土的承载力造成不可恢复的影响。如公开号为CN111877329A的一种桩中桩断桩接桩施工方法以及公开号为CN110438986A的一种钻孔灌注桩断桩接桩结构及方法中均是采用断筋连接重新浇筑，以及植筋注浆的方法，往往导致处理之后的断桩承载力降低，抗剪能力变差的问题，因此，为寻求研发一种既施工简便，又能有效处理浅层断桩裂缝，提高工程桩抗剪承载力及抗弯承载力的处理方法，遂有本方案的产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种工程桩浅层断桩加固结构施工方法及其加固结构，达到提高工程桩抗剪承载力及抗弯承载力的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种工程桩浅层断桩加固的施工方法，包括如下步骤：

在工程桩箍筋围成的区域内钻孔，并钻至工程桩断缝位置以下；

将预制的工程桩浅层断桩加固结构放置在开挖孔内；

所述工程桩浅层断桩加固结构底部处于断缝以下，顶部处于断缝以上；

灌注强度高于原断桩强度的混凝土至桩顶标高，即完成断桩加固。

优选的，在所述开挖孔开挖完毕后，利用空气压缩机将开挖孔清洗干净。

优选的，采用机械钻机凿除的方式清除开挖孔内的混凝土。

优选的，所述工程桩浅层断桩加固结构的顶部和底部距离断缝的高度相同。

优选的，所述工程桩浅层断桩加固结构的中轴线与开挖孔的中轴线重合。

优选的，灌注所述开挖孔内的混凝土时，采用振捣棒进行振捣。

本发明还提供了一种工程桩浅层断桩加固结构，包括加强部、第一纵筋和第一箍筋，所述加强部为多块纵向交叉的支撑板，所述第一箍筋依次横向穿过多个所述支撑板并形成闭合，所述第一纵筋纵向布置在所述第一箍筋内侧，并与所述第一箍筋连接。

优选的，多个所述支撑板共同交叉于所述支撑板的纵向中轴线。

优选的，多个所述支撑板的纵向端部安装有补强板，所述补强板的纵向长度与所述支撑板的长度相同。

优选的，所述第一箍筋闭合的形状为圆形或者正方形。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1.本发明的工程桩浅层断桩加固的施工方法是在工程桩桩芯内设置开挖孔，并在内部放置工程桩浅层断桩加固结构，保证其底部处于断缝以下，顶部处于断缝以上，实现了在开挖孔内部对断缝上下处桩基混凝土的连接补强，并利用工程桩浅层断桩加固结构的高强度特性以及本身的抗剪能力，使得整体修补后的桩基具有更良好的桩基抗压能力以及抗剪能力。

2.本发明中工程桩浅层断桩加固结构的顶部和底部距离断缝的高度相同，即断缝截面处于工程桩浅层断桩加固结构的中间位置，当断缝处承受弯矩或者剪力时，会传递到开挖孔中的工程桩浅层断桩加固结构的中间位置，不论是弯矩还是剪力都会使工程桩浅层断桩加固结构以其自身的中间位置有弯曲或者扭转的趋势，且工程桩浅层断桩加固结构的两端扭转或者弯曲的趋势对称，从而避免对位于中间位置断缝的再次扰动，起到了对断缝结构处的保护作用，变相的增加了工程桩整体结构的稳定性。

3.本发明中工程桩浅层断桩加固结构的中轴线与开挖孔的中轴线重合，即工程桩浅层断桩加固结构处于开挖孔的中部，即相当于待浇筑开挖孔所形成的内部小桩基的钢筋结构布置的均匀性，使得该小桩基的保护层均匀稳定，进而保证待浇筑开挖孔所形成的内部小桩基结构的稳定性。

4.本发明中采用机械钻机凿除的方式清除开挖孔内的混凝土，机械钻机在凿除开挖孔内混凝土时，在开挖孔的内壁以及底部会自然的完成凿毛，省去了单独处理开挖孔内壁以及底部凿毛的过程，使得施工方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为工程桩纵向断面图；

附图2为图1的A-A剖面图；

附图3为图1的B-B剖面图；

其中，1、工程桩浅层断桩加固结构；2、开挖孔；3、工程桩；4、第一箍筋；5、第二箍筋；6、断缝；7、第二纵筋；8、第一纵筋；9、第三箍筋；10、支撑板；11、补强板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种工程桩浅层断桩加固结构施工方法及其加固结构，包括如下步骤，在工程桩箍筋围成的区域内钻孔，并钻至工程桩断缝位置以下；将预制的工程桩浅层断桩加固结构放置在开挖孔内；工程桩浅层断桩加固结构底部处于断缝以下，顶部处于断缝以上；灌注强度高于原断桩强度的混凝土至桩顶标高，即完成断桩加固；本发明的工程桩浅层断桩加固的施工方法是在工程桩桩芯内设置开挖孔，并在内部放置工程桩浅层断桩加固结构，保证其底部处于断缝以下，顶部处于断缝以上，实现了对断缝上下处桩基混凝土的连接补强，并利用工程桩浅层断桩加固结构的高强度特性以及本身的抗剪能力，使得整体修补后的桩基具有更良好的桩基抗压能力以及抗剪能力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1，一种工程桩浅层断桩加固结构的施工方法，包括如下步骤，在工程桩3箍筋围成的区域内钻孔，并钻至工程桩3断缝6位置以下；将预制的工程桩浅层断桩加固结构1放置在开挖孔2内；工程桩3浅层断桩加固结构1底部处于断缝6以下，顶部处于断缝6以上；灌注强度高于原断桩强度的混凝土至桩顶标高，即完成断桩加固；本发明的工程桩浅层断桩加固结构的施工方法是在工程桩3桩芯内设置开挖孔2，并在内部放置工程桩浅层断桩加固结构1，保证其底部处于断缝6以下，顶部处于断缝6以上，实现了对断缝6上下处桩基混凝土的连接补强，并利用工程桩浅层断桩加固结构1的高强度特性以及本身的抗剪能力，使得整体修补后的桩基具有更良好的桩基抗压能力以及抗剪能力。

请参考图1，开挖孔2开挖完毕后，利用空气压缩机将开挖孔2清洗干净，在钻孔过程中，开挖孔2内部不可避免的会存在遗落大量的混凝土碎块，主要存在于开挖孔2的边角处，不易取出，本发明利用空气压缩机可以快速的将边角处遗留的混凝土碎块冲洗而出，使得开挖孔2内部干净，具备混凝土浇筑条件。

进一步的，本发明中采用机械钻机凿除的方式清除开挖孔内2的混凝土，机械钻机在凿除开挖孔2内混凝土时，在开挖孔2的内壁以及底部会自然的完成凿毛，省去了单独处理开挖孔2内壁以及底部凿毛的过程，使得施工方便快捷。

请参考图1，本发明中工程桩浅层断桩加固结构1的顶部和底部距离断缝6的高度相同，即断缝6截面处于工程桩浅层断桩加固结构1的中间位置，当断缝6处承受弯矩或者剪力时，会传递到开挖孔2中的工程桩浅层断桩加固结构1的中间位置，不论是弯矩还是剪力都会使工程桩浅层断桩加固结构1以其自身的中间位置有弯曲或者扭转的趋势，且工程桩浅层断桩加固结构1的两端扭转或者弯曲的趋势对称，从而避免对位于中间位置断缝6的再次扰动，起到了对断缝6结构处的保护作用，变相的增加了工程桩3整体结构的稳定性。

请参考图1-3，本发明中工程桩浅层断桩加固结构1的中轴线与开挖孔2的中轴线重合，即工程桩浅层断桩加固结构1处于开挖孔2的中部，即相当于待浇筑开挖孔2所形成的内部小桩基的钢筋结构布置的均匀性，使得该小桩基的保护层均匀稳定，进而保证待浇筑开挖孔2所形成的内部小桩基结构的稳定性。

进一步的，灌注开挖孔2内的混凝土时，采用振捣棒进行振捣，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象，提高混凝土的强度及成型质量。

参考图1-3，一种工程桩浅层断桩加固结构，包括加强部、多道第一纵筋8和多道第一箍筋4，加强部为多块纵向交叉的支撑板10，第一箍筋4依次横向穿过多个支撑板10并形成闭合图形，且每道第一箍筋4按照固定间距从上到下布置在加强部上，多道第一纵筋8纵向布置在第一箍筋4内侧，并与多道第一箍筋4连接，工程桩浅层断桩加固结构1采用支撑板10及钢筋组合加工而成，能增强工程桩浅层断桩加固结构1本身的抗剪承载力和抗弯承载力，同时增强了补强之后桩基的抗弯和抗剪能力，进一步的，工程桩浅层断桩加固结构1内的第一纵筋8延伸出支撑板10的长度并至桩顶，且在第一纵筋8延伸出支撑板10的长度至桩顶范围内绑扎第三箍筋9，第三箍筋9采用螺旋箍筋并按照固定螺距向上绑扎至桩顶，相当于加强了工程桩浅层断桩加固结构1在桩顶范围内钢筋的支撑强度，大幅提高桩身顶部的抗压承载力。

参考图3，多个支撑板10共同交叉于支撑板10的纵向中轴线,使得所有支撑板10的重心集中在一条直线上，且该重心位于工程桩浅层断桩加固结构1的中心，因此，工程桩浅层断桩加固结构1自身具有极强的稳定性，当放置在开挖孔2中时，可以稳定的存在于开挖孔2内，当遇到一些不可避免的碰撞时，不易倾倒，进一步的，所有相邻支撑板10形成的角度是一样的，对于布置第一纵筋8来看，第一纵筋8能够更加均匀的，按照一定的间距进行布置，有效提高了钢筋骨架结构的合理性与稳定性，避免了第一纵筋8在按照固定间距布置时，遇到支撑板10而不得已调整间距，导致所有的第一箍筋4布置不均匀，受力不均，进而影响后续的浇筑结构的强度降低。

参考图3，多个支撑板10的纵向端部安装有补强板11，补强板11的纵向长度与支撑板10的长度相同，补强板11一方面加强了工程桩浅层断桩加固结构1的整体强度，另外一方面，补强板11的纵向长度与支撑板10的长度相同，相当于增加了工程桩浅层断桩加固结构1的底面积，更有利于工程桩浅层断桩加固结构1的稳定性，防倾覆性，进一步的，补强板11的材料与支撑板10的材料相同，从而达到减小应力集中的目的，保证结构受力的均匀稳定性。

参考图3，第一箍筋4闭合的形状为圆形或者正方形，更适用于合理均匀的布置第一纵筋8，来保证钢筋骨架结构的合理性与稳定性。

本发明中工程桩浅层断桩加固结构的施工方法：

实施例1

首先，选用机械钻机在工程桩3箍筋围成的区域内钻孔，并钻至工程桩3断缝6位置以下，形成开挖孔；其次，利用空气压缩机清洗开挖孔内残留的混凝土碎块，待清洗干净后，将预制的工程桩浅层断桩加固结构1底部放置在开挖孔2孔底，并使工程桩浅层断桩加固结构1顶部处于断缝6以上；最后，灌注强度高于原断桩强度的混凝土，并边浇筑边振捣，直至桩顶标高，即完成断桩加固。

实施例2

首先，选用机械钻机在工程桩3箍筋围成的区域内钻孔，并钻至工程桩3断缝6位置以下，形成开挖孔；其次，利用空气压缩机清洗开挖孔内残留的混凝土碎块，待清洗干净后，将预制的工程桩浅层断桩加固结构1用吊车吊装至开挖孔2内，并保持工程桩浅层断桩加固结构1底部处于断缝6以下，顶部处于断缝6以上；最后，灌注强度高于原断桩强度的混凝土，边浇筑边振捣至工程桩浅层断桩加固结构1顶部，待混凝土强度达标后，解开吊钩，并继续浇筑混凝土至桩顶标高，即完成断桩加固。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。