一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法专利检索-钢筋增强材料建筑材料专利检索查询-专利查询网

一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法

阅读：68发布：2024-02-18

专利汇可以提供一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法，基础包括若干根预制空心管桩，以方形、梅花形或矩形竖向布置在软土地基中，且预制空心管桩插置后管内土取出，管顶和管底封闭；加固填筑层，铺设在所述软土地基的地面上。本发明通过大直径预制空心桩沉桩后采取桩内取土达到减小地基土自重应力目的，最终通过管间距、管径和沉管深度等参数调整使建筑附加应力控制在地基土允许承载能力范围内。，下面是一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础，其特征在于，包括：若干根预制空心管桩，以方形、梅花形或矩形竖向插置在软土地基中，且预制空心管桩插置后管内土取出，管顶和管底封闭，所述预制空心管桩为圆柱形的空心管体，预制空心管桩的直径D最小值由以下公式获得：
其中，K为空心管体的材料比重为；
d为空心管体的壁厚；
M为软土比重为m。
2.根据权利要求1所述的适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础，其特征在于，还包括加固层，所述加固层覆盖在插置完预制空心管桩后软土地基的上表面。
3.根据权利要求2所述的适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础，其特征在于，所述加固层的材料为添加有固化剂的软土、发泡混凝土或发泡砂浆。
4.根据权利要求1所述的适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础，其特征在于，所述空心管体为钢筋混凝土管。
5.一种基于权利要求1～4中任一所述适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础的施工方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
A、施工准备，包括预制空心管桩的制作、养护、运输进场、设备组织进场安装、场地平整和桩位放样；
B、根据确定的桩位将预制空心管桩竖直下沉入软土地基中；
C、预制空心管桩内取土，单根、批量或全部预制空心管桩下沉结束后将预制空心管桩内部的土取出；
D、封闭预制空心管桩的桩底，单根、批量或全部预制空心管桩内取土结束后封闭桩底；
E、封闭预制空心管桩的桩顶，单根、批量或全部预制空心管桩桩底封闭后进行封闭桩顶。
6.根据权利要求5所述适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础的施工方法，其特征在于，若步骤E结束后，各预制空心管桩的桩顶高度和软土地基地面高度相同，则直接进行上部基础施工；
若步骤E结束后，各预制空心管桩的桩顶高度高出软土地基地面高度，则，在软土地基地面上各空心桩桩顶之间的空隙中填充加固层。
7.根据权利要求6所述适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础的施工方法，其特征在于，所述加固层用从预制空心管桩内取出的土加水泥或其它固化剂进行拌合，将拌合后的混合料填筑在场地地面以上的各管顶之间空隙。
8.根据权利要求5所述适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础的施工方法，其特征在于，步骤C中，采用旋挖器分段旋挖或者用抓斗分段抓取。
9.根据权利要求5所述适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础的施工方法，其特征在于，所述预制空心管桩内底部位置设有环形凹槽、或底部圆周间隔布置凹孔，封闭管底步骤使用混凝土浇筑一定厚度进行管底封闭。
10.根据权利要求7所述适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础的施工方法，其特征在于，所述从预制空心管桩内取出的土加水泥或其它固化剂进行拌合的拌和装置包括：圆形拌合桶一端上部设置投料斗，另一端下部设置出料口，拌合桶内轴向上设置转动轴，拌合桶内设置围绕轴向转动且和转动轴转动方向相反的转动框，转动轴上连接多个轴搅拌叶片，转动框上连接多个框搅拌叶片；转动轴上垂直连接多个轴搅拌叶片，转动框上垂直连接多个框搅拌叶片；轴搅拌叶片与框搅拌叶片呈间隔状设置；轴搅拌叶片和框搅拌叶片的叶片面分别和拌合桶的轴向呈一定夹角；投料斗上设置旋转加料装置，包括螺旋旋转片和驱动装置，驱动装置转动连接螺旋旋转片；在进入拌合桶内的投料斗位置处并列设置副投料口。

说明书全文

一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明是一种地基处理的方法，适应于软土地基处理，属于土木工程技术领域。

背景技术

[0002] 软土地基处理方法很多，水泥土搅拌桩，高压旋喷桩，预应力混凝土管桩，碎石桩，CFG桩，塑料排水板等。目前所有的方法都有各自的针对性和适应性，都有各自的优越性和局限性。相对与超深软土，水泥土搅拌桩和高压旋喷桩质量控制存在很难掌控，CFG桩桩长达到一定深度后，经常出现断桩现象，塑料排水板工期太长，使用后沉降很大，很难计算最终准确沉降，碎石桩只能在软土不深的情况下使量，混凝土管桩在软土达到一定深度后其造价非常昂贵等等。目前针对沿海很多超深软土地基处理还没有更好的使用方法。很多高填方路基地基处理设计在设计过程成了工程师头疼的事情，要么造价昂贵，要么计算工后沉降量巨大且沉降量大小不确定。工程建设过程出现滑移或垮塌现象频发。对于超深软土地基及高填方基础急需要一种更好的地基处理方法来很好地解决沉降变形及稳定问题。

发明内容

[0003] 技术问题：针对上述技术问题，本发明提出一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法，该基础和方法通过大直径预制空心桩沉桩后采取桩内取土达到减小地基土自重应力目的，最终通过管间距、管径和沉管深度等参数调整使建筑附加应力控制在地基土允许承载能力范围内。

[0004] 为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

[0005] 一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础，包括：

[0006] 若干根预制空心管桩，以方形、梅花形或矩形竖向插置在软土地基中，且预制空心管桩插置后管内土取出，管顶和管底封闭，预制空心管桩的直径D最小值由以下公式获得：

[0007]

[0008] 其中，K为预制空心管桩的材料比重；

[0009] d为预制空心管桩的壁厚；

[0010] M为软土比重为m。

[0011] 还包括加固层，所述加固层覆盖在插置完预制空心管桩后软土地基的上表面。

[0012] 所述加固层的材料为添加有固化剂的软土、发泡混凝土或发泡砂浆。

[0013] 所述预制空心管桩为钢筋混凝土管。

[0014] 一种基于所述适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础的施工方法，包括以下几个步骤：

[0015] A、施工准备，包括预制空心管桩的制作、养护、运输进场、设备组织进场安装、场地平整和桩位放样；

[0016] B、根据确定的桩位将预制空心管桩竖直下沉入软土地基中；

[0017] C、预制空心管桩内取土，单根、批量或全部预制空心管桩下沉结束后将预制空心管桩内部的土取出；

[0018] D、封闭预制空心管桩的桩底，单根、批量或全部预制空心管桩内取土结束后封闭桩底；

[0019] E、封闭预制空心管桩的桩顶，单根、批量或全部预制空心管桩桩底封闭后进行封闭桩顶。

[0020] 若步骤E结束后，各预制空心管桩的桩顶高度和软土地基地面高度相同，则直接进行上部基础施工；

[0021] 若步骤E结束后，各预制空心管桩的桩顶高度高出软土地基地面高度，则，在软土地基地面上各空心桩桩顶之间的空隙中填充加固层。

[0022] 所述加固层用从预制空心管桩内取出的土加水泥或其它固化剂进行拌合，将拌合后的混合料填筑在场地地面以上的各管顶之间空隙。

[0023] 步骤C中，采用旋挖器分段旋挖或者用抓斗分段抓取。

[0024] 所述预制空心管桩内底部位置设有环形凹槽、或底部圆周间隔布置凹孔，封闭管底步骤使用混凝土浇筑一定厚度进行管底封闭。

[0025] 所述从预制空心管桩内取出的土加水泥或其它固化剂进行拌合的拌和装置包括：圆形拌合桶一端上部设置投料斗，另一端下部设置出料口，拌合桶内轴向上设置转动轴，拌合桶内设置围绕轴向转动且和转动轴转动方向相反的转动框，转动轴上连接多个轴搅拌叶片，转动框上连接多个框搅拌叶片；转动轴上垂直连接多个轴搅拌叶片，转动框上垂直连接多个框搅拌叶片；轴搅拌叶片与框搅拌叶片呈间隔状设置；轴搅拌叶片和框搅拌叶片的叶片面分别和拌合桶的轴向呈一定夹角；投料斗上设置旋转加料装置，包括螺旋旋转片和驱动装置，驱动装置转动连接螺旋旋转片；在进入拌合桶内的投料斗位置处并列设置副投料口。

[0026] 有益效果：

[0027] 第一.质量控制容易，主要钢筋混凝土管是有工厂化加工而成，质量保证容易做到，混凝土管下沉深度控制简单，管内取土简单，管底和管顶封闭也很容易制作，符合一体化装配式作业。

[0028] 第二.由于管径较大，管内土取出量也较大，地基自重应力减小幅度也很大，从而管下沉深度不深，施工简单，造价低。

[0029] 第三.通过计算将建筑附加荷载严格控制地基土允许承载能力以内，工后沉降易于掌控。

[0030] 第四.减少使用大量的填筑材料，对保护环境是一项非常有益的创举。

[0031] 第五.施工简单，施工速度快，工期短。附图说明

[0032] 图1为本发明施工过程简图；

[0033] 其中，1、预制空心管桩；2、预制空心管桩桩底的封板；3、预制空心管桩桩顶的封板；4、软土地基；5、桩位；图2为桩顶超出地面一定高度，桩顶间用轻质材料或用从庄内取出的土加固化剂拌合回填示意图；

[0034] 其中，6、预制空心管桩桩顶间回填；

[0035] 图3为桩顶以上加载示意图；

[0036] 其中，7、预制空心管桩桩顶与荷载间协调受力板；8、荷载。

[0037] 图4为计算单桩自重应力减小示意图；

[0038] 其中，D、预制空心管桩的直径；d、预制空心管桩的壁厚；H、预制空心管桩的长度，h、沉入深度；

[0039] 图5为一种管底设置凹槽的封闭管底方式示意图：

[0040] 其中，9为预留凹槽。图6为拌和装置的结构示意图。

具体实施方式

[0041] 下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法的技术方案作进一步详细说明。

[0042] 实施例1

[0043] 我们就单根预制空心管桩来计算分析一下如何通过地基和基础自重应力的减小来实现地基土满足结构附加应力。

[0044] 将一根预制空心管桩下沉一定深度后将预制空心管桩内土取出来，预制空心管桩管底和管顶封闭后计算地基和基础自重应力变化，预制空心管桩的管径D，沉入深度H，管壁厚d(设定厚度10cm)，土的比重1.8吨每立方。

[0045] 本实施例中，所述预制空心管桩采用预制钢筋混凝土管桩，钢筋混凝土比重 2.2吨每立方

[0046] 因为空心钢筋混凝土管比重k较大，一般为2.2吨每立方，天然土比重m 取1.7吨每立方，这样管径就有一个最小值，当管径等于这个最小值时，从管内取土后地基土自重应力减小为零，只有设计管径大于最小值，从管内取土后地基土自重应力(地基土和管总重量)才会减小.直径越大，从管内取土后地基土自重应力减小幅度越大。

[0047] 空心钢筋混凝土管取土后取出土的重量为：

[0048] 空心钢筋混凝土管的重量：

[0049] 考虑最不利因素，如施工质量出问题，地下水进入沉管内水的重量：

[0050]

[0051] 设管内取土后自重应力减小值为零推出：

[0052]

[0053] 由公式(4)推导出预制空心管桩直径最小值

[0054] 天然土比重m为1.7吨每立方，钢筋混凝土比重K为2.2吨每立方，考虑钢筋混凝土管的制作，运输，经济，吊装等因素，取钢筋混凝土管壁厚0.1米，解方程得出D＝0.5642米。理论上只有设计管径大于这个这个直径值，从管内取土后地基自重应力才会减小，管径越大减小幅度越大。综合考虑各种因素，本发明提出管径大于800毫米。

[0055] 本实施例中，预制空心管桩的上部超出地面，再用轻质材料或用管内取出的土加固化剂拌合将管顶之间空间充填，也可以很容易计算出地面以上一定厚度的填筑层基础整体重量比较常规的整体填土基础的重量也是大幅度减小了，综合地基及上部填土基础自重应力的大幅度减小，导致最终的附加应力也大幅度减小。可以通过地基的各项参数，调整管径，管长和管壁厚度等参数，使得附加应力控制在下部地基允许承载范围。这是本技术的理论基础。

[0056] 本发明适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础的施工方法：包括以下步骤：

[0057] 预制空心钢筋混凝土管运到现场后通过静压或震动或回转加压下沉到地下一定深度，然后将预制空心钢筋混凝土管内的土分步或者一次性取出来，再用刚性材料将孔底和孔口封闭。具体步骤如下：

[0058] a施工准备，包括大直径(直径大于500mm)钢筋混凝土管制作、养护，运输进场，设备组织进场安装，场地平整，桩位放样等。

[0059] b根据确定桩位垂直下沉钢筋混凝土管，管顶可以和场地地面齐平，也可以高出地面一定位置。

[0060] c管内取土(单根、批量或全部钢筋混凝土管下沉结束后取土)。

[0061] d封闭管底(单根、批量或全部管内取土结束后闭管底)。

[0062] E、封闭预制空心管桩的桩顶，单根、批量或全部预制空心管桩桩底封闭后进行封闭桩顶。

[0063] 若步骤E结束后，各预制空心管桩的桩顶高度和软土地基地面高度相同，则直接进行上部基础施工；

[0064] 若步骤E结束后，各预制空心管桩的桩顶高度高出软土地基地面高度，则，在软土地基地面上各空心桩桩顶之间的空隙中填充加固层。

[0065] 所述加固层用从预制空心管桩内取出的土加水泥或其它固化剂进行拌合，将拌合后的混合料填筑在场地地面以上的各管顶之间空隙。

[0066] 本实施例的步骤C中，采用旋挖器分段旋挖或者用抓斗分段抓取。

[0067] 本实施例，所述预制空心管桩内底部位置设有环形凹槽、或底部圆周间隔布置凹孔，封闭管底步骤使用混凝土浇筑一定厚度进行管底封闭。

[0068] 本实施例，所述从预制空心管桩内取出的土加水泥或其它固化剂进行拌合的拌和装置如图6所示：

[0069] 圆形拌合桶50的一端上部设置投料斗10，另一端下部设置出料口120，拌合桶50内轴向上设置转动轴70，拌合桶50内设置围绕轴向转动且和转动轴70 转动方向相反的转动框60，转动轴70上垂直连接多个轴搅拌叶片80，转动框 60上垂直连接多个框搅拌叶片90，轴搅拌叶片80每片和框搅拌叶片90每片呈间隔设置状；轴搅拌叶片80和框搅拌叶片90部分或全部的叶片面分别和拌合桶50的轴向呈一定夹角；投料斗10上设置旋转加料装置，包括螺旋旋转片130 和驱动螺旋旋转片130转动的驱动装置110，螺旋旋转片130转速确定进入投料斗10内的投料速度；在进入拌合桶50内的投料斗10位置处并列设置副投料口20。

[0070] 圆形拌合桶50具有一定长度和直径，以适应工程需要来决定，圆形拌合桶 50横向放置，其两端分别安装框转动装置40和轴转动装置30，轴转动装置30 转动连接驱动转动轴70，框转动装置40转动连接转动框60，并且保持转动轴 70和矩形转动框60转动方向相反，转动轴70上垂直安装连接多个(组)搅轴拌叶片80，所有轴搅拌叶片80随转动轴70转动，转动框60内侧也垂直安装连接多个(组)框搅拌叶片90，所有框搅拌叶片90随转动框60转动，轴搅拌叶片80 每片和框搅拌叶片90每片分别相间隔安装，轴搅拌叶片80离开转动框60内侧壁一定距离，框搅拌叶片90离开转动轴70一定距离；拌合桶50一端上部安装投料斗10，另一端下部设有出料口120，拌合桶50底部安装底座100，和投料斗10靠近位置另设副投料口
20(可以根据加料种类另设多组副投料口)，投料斗10下部装有螺旋旋转片130，螺旋旋转片
130有螺旋片驱动装置110驱动，且根据驱动转速确定加料速度(分钟加料量)。轴搅拌叶片
80面和转动轴70轴向和框搅拌叶片90所有或者部分叶片面和拌合桶轴向设有一定的角度，使得进入筒体50的混合料边搅拌边向出料口100水平方向产生推力而向着出料口120 方向移动，框搅拌叶片90可以是平直的搅拌叶片也可以以同样的目的和筒体 50轴线方向设置一定的倾角。轴搅拌叶片80和框搅拌叶片90始终保持相反方向转动搅拌，使进入拌合桶50的混合料搅拌更加均匀。需要拌合的混合料分别通过投料斗10和副投料口20进入拌合桶
50，混合料在轴搅拌叶片80和框搅拌叶片90的正反搅拌下得到充分搅拌，并向出料口120方向转移排出。

[0071] 本发明拌和装置的应用过程说明：各种混合料在以一定的比例从料斗进入拌合桶后，迅速在拌合桶内得到轴搅拌叶片和框搅拌叶片正反反复多次搅拌拌合，搅拌拌合同时在那些搅拌叶片面和拌合桶轴向呈夹角的螺旋结构叶片推动下逐步向出料口方向转移，排出出料口后再转移至填筑场地。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种大型岩溶空洞防落石弹性隧道结构及构筑方法	2020-05-08	1001
一种组合式现浇钢筋混凝土结构保护层垫块及使用方法	2020-05-08	802
一种桩基钢筋笼下放定位支撑结构及施工方法	2020-05-08	109
多滚轮旋转受电弓弓头及双极刚性悬挂汇流排复合系统	2020-05-08	513
一种基于Revit的二沉池参数化建模方法及系统	2020-05-08	211
一种混凝土窗台压顶组合式施工方法及结构	2020-05-08	978
钢筋剥肋套丝机数字化转换装置	2020-05-11	503
一种钢筋弯曲试验机	2020-05-11	293
一种粘结滑移试验用工装	2020-05-11	374
一种500kV变电站通风散热型钢筋混凝土电缆沟	2020-05-11	35

一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法

一种适用于软土地基加固处理的组合沉箱基础及其施工方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：