专利名称：有侧限多枝钻孔灌注桩及施工工艺的利记博彩app
技术领域：
本发明属于建筑基础施工工艺，具体就是灌注桩及施工工艺。
背景技术：
现有的灌注桩，灌注桩施工大部分是在水下进行的，而且，施工工艺和工序中环环 相套，施工中每个环节的施工参数众多，参与施工的人员和机械多，要求每个环节的必须 实现最佳匹配、每个施工参数均达到标准、每位施工者都技术娴熟和配合默契、施工中不出 现机械事故、不停电和水等，应该说是复杂的管理工作。 但是，其中有很多环节在其施工过程中无法观察和检验及控制，甚至完全靠工作 经验完成的。另一方面，成桩后也不能进行根根桩的开挖验收，有问题的桩维修造价高(旁 边补桩等)等且不说，更由于现在桩检测方法存在局限性——检验结果是定量少于定性的， 并不是对全部桩进行检查。因此，留下许多未知的工程隐患，即使有补救措施也无法采用。 由此可见，施工中的任何一个环节、参数出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度， 甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。所以，防止在成孔、钢筋笼制作和安装、 水下混凝土灌注等过程中经常出现的施工质量问题成为改进工艺流程、縮短施工时间、简 化和减少工艺环节、节约自然资源才能够保质、保量、保工期地完成桩施工的必然趋势。另 外桩径粗成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于标准化管理，成本低、承载大的有侧限多枝钻孔灌 注桩及施工工艺。 本发明是这样实现的，有侧限多枝钻孔灌注桩，包括灌注桩，在灌注桩顶部外套侧 限环，侧限环是喇叭状。 所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于灌注桩与侧限环之间是地基土。
所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于所述灌注桩是花管灌注桩。
所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于所述花管灌注桩的数量至少一根。
所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于所述花管灌注桩的数量是五根。
所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于所述五根花管灌注桩的排布方式是 中心一根花管灌注桩，上下左右各一根花管灌注桩，中心一根花管灌注桩的长度大于其它 花管灌注桩长度。
所述的有侧限多枝钻孔灌注桩的施工工艺，包括以下步骤
A、制备侧限环； B、按照中心一根花管灌注桩，上下左右各一根花管灌注桩制备灌注桩，中心一根 花管灌注桩的长度大于其它花管灌注桩长度； C、在花管灌注桩顶部植入侧限环，侧限环顶部与花管灌注桩顶部平齐。
下面通过与现有灌注桩的比对说明本发明的积极效果。
单桩基础的现状 图5中承台Bl-2和承台Al-1的尺寸相同，承台承担的荷载相同，423和图1中 dJ0数值相同。桩C22为普通桩孔灌注桩、预应力管桩、后插筋CFG桩。
有侧限多枝钻孔灌注桩桩A2和桩C22比较
1、先进性说明 桩A2 :依据一维固结试验结果和有侧限固结及复合材料理论设计桩体(这是现行 桩基础全部不具备的理论和设计理念)；最大限度利用浅层地基土的固结强度；桩顶强度 在承担荷载过程中通过侧限环提高；减少桩的沉降变形量；多分枝花管桩最大限度分层利 用地基土的侧摩阻力，利用有限的建筑材料提高单桩承载力，灵活调整单桩承载力数值；沉 降变形通过侧限环和分层花管桩控制，变形量小。 桩C22 :依据空间结构方法设计桩体；无法利用浅层地基土的固结强度；桩体的侧 限强度无法通过承担荷载过程提高；单桩承载力控制灵活性小；桩的后期变形量控制难度 大。 2、节约性(在相同承台和承载力下，与桩2相比较) 桩A2 :单桩施工时间减少20 50% ;成孔工艺用电量减少50 60% ;节约用水 量60 80% ;混凝土减少量30 50% ;节约钢材20 35% ;采用小型的一次性成孔钻机 (另行提供)或挤压成孔；节约人工20 30% 。工程造价综合减少量30 40% 。
3、环保性(在相同承台和承载力下，与桩C22相比较) 桩A2 :无费土或泥浆排放；对周围建筑物没有挤土或因为排土产生的不均匀沉降 变形。 4、可行性 桩A2的桩径小，多为100 200mm，施工便利，施工环节少，设备小型；管理和监督 简单；每个环节均可以现场制作，也可以工厂化制作；尤其是对于砂层或卵石分布的地层， 成孔和成桩不存在塌孔、縮孔、无法穿透等问题。 对于浅层地基土变形量大、承载力低的问题，设计灵活，布桩不受间距限制，试验
验证，桩的沉降变形量小、承载力提高。 解决目前桩基工程的主要问题 1、解决集中荷载或大荷载条件下表层地基土利用的难题 桩C22不利用表层地基土有侧限压縮强度，桩C22的结构简单——土体中一根独 立的柱体，与土体的关系表现在桩C22的表面，桩C22内部仅仅是传力柱，桩土之间的共同 作用发挥不充分。 桩A2利用表层地基土有侧限压縮强度，桩A的结构复杂——桩顶部由多根花管桩 (n根，n值由地基承载力确定)和侧限环组成，与土体的关系表现在花管桩的表面和侧限环 内部表面(侧限环限制地基土侧向变形、增加土的固结度、增加桩顶部的围压力)，桩土之 间的共同作用发挥充分——减少表层地基上部变形量、提高表层地基土承载力、提高桩顶 应力向深部传递的效率、增加桩土间摩阻力的发挥。 2、解决集中荷载或大荷载工程建筑的桩基机具庞大和工艺复杂的问题 桩C22施工在目前条件下，多采用大型设备和机具——大型钻孔设备、高吨位静压
桩设备及配套设备和工厂等来完成。因此，设备运输和现场施工难度很大，电力或燃料油用量大；受到地基土多层、多相、多力学性等组合的影响，成孔和沉桩过程工艺复杂——钻孔 需要不同钻具配套、静压桩需要引孔后才能把桩压到设计深度等导致工艺复杂，任何一个 工艺环节出现问题可导致过程失败或产生工程隐患。 桩A2采用小型设备——小型钻孔设备、小型挤压成孔设备和小型工厂等来完成， 实现工厂化制作。因此，设备运输和现场施工难度小，能源消耗少；不受地基土多层、多相、 多力学性等组合的影响，成孔和沉桩过程工艺简单，工艺环节少，不产生工程隐患。
3、解决提高承载力和减少变形大即挤土方式复杂化的问题 为解决桩C22承载力提高和变形大的问题，现在的方法是1)在桩底采取挤土、扩
底或固结、固化等方式，2)在桩身不同深度进行分枝或挤扩成分力盘。它们成孔过程非常复
杂，制桩过程隐患较多——在桩顶下一定深度的土层内成型，可视性和可控性差。 桩A2的承载力提高和变形大的问题，本文的方法是把桩C22分为n根花管桩，桩
径小，提高桩表面积——增加桩土间的侧摩阻力，施工容易，部分构件实现工厂化制作；在n
根花管桩顶周边采用a角度梯形的侧限环，侧限环沉降过程中内部地基土被挤密，l)增加
桩周围压力，提高桩的抗压强度，充分发挥单桩强度，增加桩顶荷载向深部传递效应，2)侧
限环在桩顶施工，难度和工艺均较小，排除深部扩径的难度和隐患，可控性和可视性好。 4、解决现在桩体C22设计不符合地基附加应力分布规律的问题 桩身附加应力分布曲线和变形测试数据表明桩顶下一定深度内，附加应力集中
和变形量并是其下数十倍，继续向深度方向两项逐渐趋于零。 可见采用桩顶下，采用分枝和扩径措施并不符合桩身应力应变分布规律，尤其是 在巨厚的松散沉积土层中的桩，上述措施仅仅是提高桩的端承力，侧摩阻力提高速度慢。
桩A2的设计理念符合附加应力和应变分布规律，利于施工，控制桩顶(3 4d》内 的大变形和大幅度提高承载力。
图1有侧限多枝钻孔灌注桩平面示意图； 图2有侧限多枝钻孔灌注桩剖面示意图； 图3侧限环的结构立体示意图； 图4侧限环上下垂直示意图； 图5现在桩基础平面示意图； 图6现在桩基础剖面示意图。 —、有侧限多枝钻孔灌注桩结构组成 见下图1、2有侧限多枝钻孔灌注桩3由侧限环4、花管灌注桩A3-1、花管灌注桩
B3-2，直径相等或不等、长度为长短结合、地基土或人工级配砂石组成。 图1中的桩A2系有侧限多枝灌注桩，dJO为有侧限多枝桩桩径，为侧限环粗部
的外直径，内直径由相关参数确定，d2ll为花管灌注桩的桩径，d2ll = (0.2 0. l)dJO，
dJ0 > 500mm。桩A2中花管桩的根数和长度由桩A2的承载力和变形要求确定， 图2中的花管桩A3-l和花管桩B3-2的直径相同、工艺相同、长度不同、持力层不
同，按照荷载确定；zl2为侧限环的高，hJ3和h214分别为花管桩A3-l和花管桩B3-2的长
度，承台A1-1位于顶部。
见图3、4侧限环的构造和制作 图3、4中侧限环的内倾角a 18根据承台下一定深度z12内地基土的土性和桩径 4确定，zl2 = (3 4) 4，大于1500mm时按照3倍取值。HJ6、 H217根据试验确定。侧 限环采用预制，单桩承载力大于100T、先张法预制，单桩承载力大于150T、变形小、现场灌 注等方法施工。采用普通钢筋网片内置环内，(13是侧限环细部外径。
有侧限多枝钻孔灌注桩的施工工艺，包括以下步骤
A、制备侧限环4; B、按照中心一根花管灌注桩3-2，上下左右各一根花管灌注桩3-1制备灌注桩，中 心一根花管灌注桩3-2的长度大于其它花管灌注桩3-1长度； C、在花管灌注桩3-l、3-2顶部植入侧限环，侧限环顶部与花管灌注桩顶部平齐。 花管灌注桩采用本人已经申请专利技术的花管灌注桩技术，其详细内容如下 花管干法灌注桩由于法混凝土、花管等项组成，实施的具体工艺步骤可以分为四
个工艺部分，每个部分详细介绍如下 1.成孔工艺 1)地下水位以上的成孔桩 采用干法成孔工艺机械、人工等传统成孔工艺。形式根据具体的地质条件确定， 无需改进。 2)地下水位以下的成孔桩 本工艺适用于砂层、粉土层、粘性土层互层或者其中的组合地层等地质条件的工 程场地。 开孔一钻机就位一低行程、高速旋转、清水钻进一达到钻进深度一统一行程、高速
旋转、清水提升止孔口一统一行程、高速旋转、清水钻进止孔底一高速旋转、改注水泥浆一
孔口见到水泥浆返出后高速旋转、低行程提升止孔口一移动钻机一开孔。
(1)开孔及钻机就位效正钻具的直径、钻机的垂直度、采用通长钻杆(钻杆长度
和桩孔深度相同或略大于)、选用和孔径匹配的水泥浆和清水均适应的注浆泵、钻具采用多
层水平切割叶片。 切割片程螺旋布置并与水平夹角小于15° ，片与片之间的间距小于30cm，切割片 上布置和转动方向相同的切割齿，切割齿为长方形耐磨钢块。 (2)低行程、高速旋转、清水钻进转速控制在钻具每转动一周的条件下行程距离 为砂层、粉土层2 6cm，黏性土的土层控制在1 2cm(或根据勘察报告中土层的颗粒分析 数据确定)，钻进过程中注浆泵保持持续性注入清水。 观察孔口的返浆情况，返浆稠度控制在1. 2 1. 3，用泥浆比重计测试。根据测试 结果调整泵送清水量，及时调整泵送清水的速度。 (3)统一行程、高速旋转、清水提升止孔口 统一行程是指孔深度范围内，钻进止 孔底后，转速控制在钻具每转动一周的条件下提升过程的行程保持均匀，行程控制在6 9cm，此提升过程中注浆泵保持持续性注入清水，泵水量保持不变。 (4)统一行程、高速旋转、清水钻进止孔底统一行程是指孔深度范围内，提升止 孔口后继续钻进到孔底，转速控制在钻具每转动一周的条件下过程的行程保持均匀，行程 控制在4 6cm，此钻进过程中注浆泵保持持续性注入清水，泵水量保持不变。
根据孔口泥浆返浆的稠度调减或者增加(3) 、 (4)步骤。 (5)高速旋转、改注水泥浆在确定桩孔深度范围内的土层被切割、搅拌成泥浆后，钻具位于孔底状态下，泵送清水改变为泵送水灰比0. 6 0. 9的水泥浆。水泥浆在容器中事先用搅拌器搅拌均匀，保存时间不超过2个小时。泵送浆的过程中，水泥浆不断被搅拌。 (6)孔口见到水泥浆返出后高速旋转、低行程提升止孔口 孔底注浆过程宜在孔口出见到水泥浆返出后，钻具保持高速旋转，钻杆提升行程控制在每周4 6cm的速度提升止孔口。
(7)移动钻机将钻机移位到下个桩孔位置，并重复上述过程。
2.安装及灌注成桩工艺 水位以上或水位以下的桩孔安装及灌注干法混凝土均采用下列步骤 安装花管一效正花管的孔内位置一灌注干法混凝土一灌注干法混凝土止设计要
求的标高一安装下一个桩孔花管。 (1)安装花管将事先制作完毕的钢花管居中安放到孔内，长度大于定尺寸的花管采用快捷对接措施对接。快速对接为丝口连接。采用卡管器固定花管在桩孔内一定深度。花管的吊装采用简易提升架完成，对于孔深较浅的桩，可采用人工安装。 (2)效正花管的孔内位置检测花管的居中情况，对于不居中的花管予以调整到符合要求。 (3)灌注干法混凝土 上述工序完成以后，灌注制备已就的干法混凝土。灌注过程采用频振灌注法，即边灌注混凝土边在花冠上施加低频振动，保持混凝土在桩身段的密实度达到要求。灌注到距离孔口 1 2m时，使用简易震动泵震动密实桩顶混凝土。
混凝土均化的实现途径为避免干法混凝土在水化的过程中出现非均匀水化的现象，继而产生混凝土干裂的事故隐患，本工艺形成的桩体，为中空结构。中空的直径小于32mm，实现中空的途径有两种，第一，采用双花管结构。该结构有双层花管组成，分为内花管和外花管两种。多使用于直径大于300mm的桩，内花管为直径小于32mm，花管采用壁厚小于2mm的钢管，花管管身布置直径小于5mm的孔，外花管采用壁厚大于2mm的钢管，花管管身采用孔径大于7mm的孔。第二，对于桩径小于300mm的桩，采用单层花管，灌注混凝土时，只是在花管外边灌注混凝土，花管内部不灌注混凝土。 内花管在成桩后为空管，目的在于1)位于桩中心的内花管起调节桩体横截面上的水的渗透压力，既是为了提高桩体中的水渗透到桩体每个部位，使得桩体水化均匀。2)混凝土的强度除了充分水化作用提高外，尚需要氧化作用，氧化作用发挥越充分，混凝土的早强强度的时间越短，中空的内花管使得桩中心的混凝土和空气接触面积增加，空气流通加强，氧化作用必然增强。3)在水泥水化和氧化作用完成后，混凝土中多余的水必须析出，中空内花管起到了快速析水通道的作用。 (4)安装下一个桩孔花管重复上述过程，完成下一个桩孔的安装及灌注成桩。
3.花管制作 (1)材质选用壁厚大于2. 5mm、直径大于32mm的定性焊缝钢管，钢管的长度、直径根据工程要求选用，材质满足国标要求。 (2)花孔加工尺寸要求花孔孔径d大于7mm，最大不超过12mm。花孔沿着管身分布为树根状或者梅花状，其中，垂直承受荷载的花管采用树根状布孔，孔间距1 4倍孔径，沿着管身长L由顶端到底端分布为顶部L/3范围内孔间距为1 2倍孔径d，中部L/3范围内孔间距为2 3倍孔径d，底部L/3范围内孔间距为3 4倍孔径d。水平承受荷载的花管采用梅花形沿着管身长均匀布孔，花孔孔径d大于7mm，孔间距1 3倍孔径。
(3)花管接头采用快速对接丝口连接接头，接头为公丝加母丝，均为正丝。接头两端焊接到花管两端，接头选用壁厚度大于3. 2mm的钢管制作，制作长度一般为6 8cm。
(4)花管的制作要求采用室内工厂化标准制作，外壁凸出扁筋。选用相同批次的钢管，定型加工成型。根据不同的工程设计要求，对于用量大的工程项目可批量进行专业工厂制作。 4.干法混凝土制作和管理 (1)根据混凝土的设计要求内容，选配同批次的水泥、相同产地的中粗纱和石子作为混凝土的原料。相同标号的水泥尽量选用颗粒粒度相对细的水泥，满足常规试验合格标准的前提条件下，对水泥吸水指标工程实地检验，确定水泥水化反应所需要的水量是否和场地土层中的含水量相匹配性、水泥在地下水位以上土层中凝固龄期和强度等内容。
砂、石的含泥量满足配合比的要求，并采用和空气隔离的保管措施并保持干燥状态。石子的粒径尤其是石子的粒径应该小于5mm，如果达不到此标准，应该过筛处理，分选清除大于6mm或者小于3mm的颗粒。中粗砂中的粗颗粒，指大于5mm的颗粒在使用之前应该分选清除，剩余的颗粒粒径满足中粗砂的标准。 (2)配合比确定选用制备完毕的原材料，根据混凝土的设计标号，试验确定混凝土的配合比，即确定混凝土中砂、石、水泥、水的重量。水位以上的桩体应该根据水量的具体要求，结合工程地质勘察报告中揭示的土层含水量参数以及设计桩径的大小，进行土层中提供的自由水的量计算，验算计算的水量与配合比中用水量是否相匹配，在匹配的条件下可以制备干性混凝土。地下水位以下，无需验算。 (3)干性混凝土搅拌干性混凝土的搅拌采用经常的搅拌设备即可完成，特殊条件下，人工搅拌也可满足要求。 (4)干性混凝土的管理管理的主要内容为灌注前的运输和保管，对于成品干性混凝土可采用袋装运输，也可采用贯装运输。保管的条件为满足水泥保管条件即可。保管期限与水泥保管期限相同。
权利要求
有侧限多枝钻孔灌注桩，包括灌注桩，其特征在于在灌注桩顶部外套侧限环，侧限环是喇叭状。
2. 如权利要求1所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于灌注桩与侧限环之间是地基土。
3. 如权利要求2所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于所述灌注桩是花管灌注桩。
4. 如权利要求3所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于所述花管灌注桩的数量 至少一根。
5. 如权利要求4所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于所述花管灌注桩的数量 是五根。
6. 如权利要求5所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，其特征在于所述五根花管灌注桩的 排布方式是中心一根花管灌注桩，上下左右各一根花管灌注桩，中心一根花管灌注桩的长 度大于其它花管灌注桩长度。
7. 如权利要求6所述的有侧限多枝钻孔灌注桩的施工工艺，包括以下步骤A、 制备侧限环；B、 按照中心一根花管灌注桩，上下左右各一根花管灌注桩制备灌注桩，中心一根花管 灌注桩的长度大于其它花管灌注桩长度；c、在花管灌注桩顶部植入侧限环，侧限环顶部与花管灌注桩顶部平齐。
全文摘要
本发明的目的是提供一种便于标准化管理，成本低、承载大的有侧限多枝钻孔灌注桩。本发明是这样实现的，有侧限多枝钻孔灌注桩，包括灌注桩，在灌注桩顶部外套侧限环，侧限环是喇叭状。所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，灌注桩与侧限环之间是地基土。所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，所述灌注桩是花管灌注桩。所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，所述花管灌注桩的数量至少一根。所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，所述花管灌注桩的数量是五根。所述的有侧限多枝钻孔灌注桩，所述五根花管灌注桩的排布方式是中心一根花管灌注桩，上下左右各一根花管灌注桩，中心一根花管灌注桩的长度大于其它花管灌注桩长度。
文档编号E02D5/34GK101713188SQ20081014150
公开日2010年5月26日 申请日期2008年10月6日 优先权日2008年10月6日
发明者吴保全 申请人:吴保全