一种旋挖深搅大直径劲性复合桩结构及其施工方法

摘要

本发明公开一种旋挖深搅大直径劲性复合桩结构及其施工方法，包括地基和设置在所述地基上的基坑支护机构；所述基坑支护机构由若干所述复合桩组成，所述复合桩包括水泥土搅拌桩，所述水泥土搅拌桩嵌设在所述地基顶面；所述水泥土搅拌桩为纵向设置；所述水泥土搅拌桩周壁嵌设在所述地基内；所述水泥土搅拌桩内设置有预制桩组；所述预制桩组与所述水泥土搅拌桩轴线方向重合；可以提高地基的承载能力或基坑止水和支护效果，保证上部结构或基坑支护的安全性，并且本发明施工效率高，成本节约，可最大限度的发挥原状土的潜力，能解决深厚圆砾和碎石土层的水泥搅拌桩成桩施工问题，是一种承载力高的旋挖深搅大直径劲性复合桩结构及施工方法。

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别是涉及一种旋挖深搅大直径劲性复合桩结构及其施工方法。

背景技术

随着我国工业建筑和民用领域的快速发展，楼房的层数和高度也越来越高。因此，对地基的承载力和基坑支护的要求也越来越高。为了满足设计房展的要求，人们开发出了较多的复合桩基础，而劲性复合桩是人们普遍接受且发展较快的一种新型复合桩基。

为了满足不同土层的需求，尤其是冲洪积、湖积、坡残积等地基土，亟需发明一种旋挖深搅大直径劲性复合桩结构来满足承载力和变形的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋挖深搅大直径劲性复合桩结构及其施工方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种旋挖深搅大直径劲性复合桩结构，包括地基和设置在所述地基上的基坑支护机构；所述基坑支护机构由若干所述复合桩组成，所述复合桩包括水泥土搅拌桩，所述水泥土搅拌桩嵌设在所述地基顶面；所述水泥土搅拌桩为纵向设置；所述水泥土搅拌桩周壁嵌设在所述地基内；所述水泥土搅拌桩内设置有预制桩组；所述预制桩组与所述水泥土搅拌桩轴线方向重合。

优选的，所述水泥土搅拌桩桩径为800mm-1500mm；所述水泥土搅拌桩桩长为10m-30m。

优选的，所述预制桩组包括至少一个预制桩。

优选的，若干所述水泥土搅拌桩的相邻两所述水泥土搅拌桩之间相互咬合。

优选的，所述预制桩横截面为圆形或方形；所述预制桩桩径或边长400mm-1000mm。

一种旋挖深搅大直径劲性复合桩施工方法，包括如下步骤：

平整施工现场，并对施工现场障碍物进行清理；

在开挖前进行测量放线，确保所述施工现场的三通一平；

对所述施工场地进行开挖，并开挖至施工标高；

对所述施工现场进行桩位放样后，搅拌机就位；

使用所述搅拌机在桩位进行正反转搅拌工艺，并向水泥内施加固化剂，施工所述水泥土搅拌桩；

重复上述步骤，依次完成位于同一直线方向上的若干所述水泥土搅拌桩；

所述水泥土搅拌桩施工完成后，压桩机将预制桩压入所述水泥土搅拌桩之中。

优选的，所述搅拌机为经改进加长钻杆的大扭矩搅拌机。

优选的，在所述水泥土搅拌桩施工过程中，针对各种不良地基土，在所述固化剂中添加不同外掺料。

优选的，在所述压桩机压入所述预制桩时，根据不同的土层通过静压或者震动的方法将所述预制桩压入所述水泥土搅拌桩中心。

本发明公开了以下技术效果：本发明提供一种旋挖深搅大直径劲性复合桩结构及其施工方法，提高地基的承载能力或基坑止水和支护效果，保证上部结构或基坑支护的安全性，并且本发明施工效率高，成本节约，可最大限度的发挥原状土的潜力，能解决深厚圆砾和碎石土层的水泥搅拌桩成桩问题，减小污染环境，具有对周围已有建筑物扰动小的特点，是一种承载力高的旋挖深搅大直径劲性复合桩结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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。

图1为本发明基坑支护结构的结构示意图；

图2为本发明预制桩连续设置的俯视图；

图3为本发明预制桩间隔设置的俯视图；

图4为本发明的旋挖机；

图5为本发明的压桩机；

图6为本发明水泥土搅拌桩的结构示意图；

图7为本发明实施例4中单桩承台的结构示意图；

图8为本发明实施例4中双桩承台的结构示意图；

图9为本发明实施例4中三桩承台的结构示意图；

图10为本发明实施例4中四桩承台的结构示意图；

图11为本发明实施例4中五桩承台的结构示意图；

图12为本发明实施例4中满堂布桩承台的结构示意图；

图13为本发明实施例2中连接机构的结构示意图；

图14为本发明实施例3中预制桩连接的结构示意图；

图15为本发明实施例3中A1的局部放大图；

图16为本发明实施例3中A2的局部放大图；

图17为本发明实施例3中A3的局部放大图；

图18为本发明实施例2中A4的局部放大图；

其中，1-水泥土搅拌桩，2-预制桩，3-连接筒，4-插接筒，5-承台，6-垫层，7-插接杆，8-卡接块，9-卡接槽，10-弹簧，11-动力杆，12-连接杆。

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。

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。

实施例1

参照图1-6，一种旋挖深搅大直径劲性复合桩结构，包括地基和设置在所述地基上的基坑支护机构；所述基坑支护机构由若干所述复合桩组成，所述复合桩包括水泥土搅拌桩1，所述水泥土搅拌桩1嵌设在所述地基顶面；所述水泥土搅拌桩1为纵向设置；所述水泥土搅拌桩1周壁嵌设在所述地基内；所述水泥土搅拌桩1内设置有预制桩组；所述预制桩组与所述水泥土搅拌桩1轴线方向重合。所述水泥土搅拌桩1为旋挖搅拌大直径水泥土搅拌桩，与所述预制桩2结合可应用于桩基工程和基坑工程。

进一步优化方案，所述水泥土搅拌桩1桩径为800mm-1500mm；所述水泥土搅拌桩1桩长为10m-30m。所述预制桩2在若干所述水泥土搅拌桩1内还可以间隔设置；所述水泥土搅拌桩1增大桩径，可以增大所述水泥土搅拌桩1的侧摩阻力，增大复合桩基的承载力。

进一步优化方案，所述预制桩组包括至少一个预制桩2。预制桩2按特别平面布置，当预制桩2超过一个时，所述预制桩2依次进入所述水泥搅拌桩1内首尾相连。

进一步优化方案，若干所述水泥土搅拌桩1的相邻两所述水泥土搅拌桩1之间相互咬合。大直径的所述水泥搅拌桩1相互咬合形成止水结构，再在中间连续或者间隔插入所述预制桩2形成集止水和支护为一体的咬合桩连续墙结构，此种结构能解决深厚圆砾和碎石土层的止水帷幕施工问题，减小污染环境，对周围已有建筑物影响小的特点；相邻咬合桩施工的时间间隔根据现场试验确定，大直径的所述水泥土搅拌桩1相互咬合增加结构整体性和水平抗侧移刚度。

进一步优化方案，所述预制桩2横截面为圆形或方形；所述预制桩2桩径或边长400mm-1000mm。所述预制桩2的桩径应小于所述水泥土搅拌桩1的桩径，根据施工场地的具体地基土条件，所述预制桩2连接后的总长度可以小于、等于或者大于所述水泥土搅拌桩1的桩长。大直径的所述水泥土搅拌桩1可以提供更大的桩侧摩阻力，在同样承载力需求下比其他桩型节约成本。

一种旋挖深搅大直径劲性复合桩施工方法，包括如下步骤：

平整施工现场，并对施工现场障碍物进行清理；

在开挖前进行测量放线，确保所述施工现场的三通一平；

对所述施工场地进行开挖，并开挖至施工标高；

对所述施工现场进行桩位放样后，搅拌机就位；

使用所述搅拌机在桩位进行正反转搅拌工艺，并向水泥内施加固化剂，施工所述水泥土搅拌桩1；

重复上述步骤，依次完成位于同一直线方向上的若干所述水泥土搅拌桩1；

所述水泥土搅拌桩1施工完成后，压桩机将预制桩2压入所述水泥土搅拌桩1之中。

进一步优化方案,三通一平是指施工现场应达到水通、电通、道路通和场地平整等条件。

进一步优化方案，所述预制桩2使用所述压桩机压入所述水泥土搅拌桩1的中心位置，与所述水泥土搅拌桩1一起组成劲性复合桩基，使用经改进后的旋挖搅拌工艺可增大所述水泥土搅拌桩1的直径和改善成桩质量，进而增大复合桩基的承载能力；在基坑支护工程中能同时解决深厚圆砾层和碎石土层中的止水和支护问题。

进一步优化方案，所述搅拌机为经改进加长钻杆的大扭矩搅拌机；选用经改进加长钻杆的大扭矩搅拌机，可以增加所述水泥土搅拌桩1的桩径、桩长；此功法突破了常规搅拌桩的适用地层极限，适用于除了基岩外所有土层条件的地基包括软土地基、黏性土地基、碎石土地基、砂土地基以及其它特殊土地基；此功法采用正反转搅拌工艺可使水泥土的搅拌更为均匀，成桩质量得以保证。

进一步优化方案，所述水泥土搅拌桩1施工过程中，针对各种不良地基土，在所述固化剂中添加不同外掺料；针对各种不良地基土，可以在所述固化剂中添加不同外掺料来保证成桩的质量，具体施工时可以根据不同土层，将不同固化剂合并或者单独使用。

进一步优化方案，在所述压桩机压入所述预制桩2时，根据不同的土层通过静压或者震动的方法将所述预制桩2压入所述水泥土搅拌桩1中心。所述压桩机根据不同的土层通过静压或者震动的方法将预制桩压入所述水泥土搅拌桩1之中，使之成为具有良好侧摩阻力和刚度的劲性复合桩；所述预制桩2桩径和桩长均应小于水泥土搅拌桩；从所述预制桩2施工开始到所述预制桩2施工完成，应将时间控制在所述水泥土搅拌桩1终凝前完成。

实施例2

参照图13和图18，所述预制桩内设置有连接机构；

所述连接机构包括连接筒3；所述连接筒3设置在所述预制桩2内腔；所述连接筒3与所述预制桩2轴线重合；所述连接筒3外壁中部周向设置有若干插接筒4；所述插接筒4的一端与所述连接筒3外壁连通；所述插接筒4的另一端与所述预制桩2内壁连通；所述连接筒3内壁顶部滑动连接有动力杆11；所述动力杆11的顶面与所述连接筒3顶面位于同一平面上；所述动力杆11底面为锥形结构；所述连接筒3内壁底部设置有连接杆12；所述连接杆12的外壁顶部与所述连接筒3内壁底部固接；所述连接杆12底部伸出所述连接筒3内腔；所述连接杆12外壁底部设置有卡接组件；所述插接筒4内设置有的插接杆7；所述插接杆7靠近所述连接筒3的一端端面为倾斜面；所述倾斜面与所述动力杆11底面形状适配；使用所述压桩机将所述预制桩压入所述水泥土搅拌桩1时位于所述预制桩2底部的连接杆12插进所述预制桩2内腔顶部，并于所述动力杆11顶面抵接，在所述预制筒2下移的同时，所述连接杆12将所述动力杆11向下推动，所述动力杆11的底面与所述插接杆7侧面滑接，并且在下移的过程中将所述插接杆7向外推动，是所述插接杆7伸出所述预制桩2插进所述水泥土搅拌桩1内，增强预制桩2与所述水泥土搅拌桩1之间的连接强度；将所述预制桩2全部打进所述水泥土搅拌桩1内后，向所述预制桩2内浇筑混凝土，增强所述预制桩2强度。

实施例3

参照图14-17，所述卡接组件包括卡接块8；所述连接筒3内壁顶部周向开设有若干卡接槽9；所述连接杆12外壁底部周向开设有若干伸缩槽；所述伸缩槽槽底固接有弹簧10；所述弹簧10与所述卡接块8固接；所述卡接块8与所述卡接槽9相适配；设置的所述卡接块8伸进所述卡接槽9内后，相邻两所述预制桩1顶面与底面抵接，完成连接，增强相邻所述预制桩2之间的连接性。

实施例4

参照图7-12，所述地基顶面设置有垫层6；所述垫侧的底面固接有承台5；所述垫层6与所述承台5形状适配；所述垫层6的底面与所述水泥土搅拌桩1的顶面固接；所述承台5可根据位于所述承台5底面设置的所述复合桩的数量与布置位置限定具体形状；所述承台5可分为单桩承台、双桩承台、三桩承台、四桩承台、五桩承台和满堂布桩承台。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。