一種無摩擦樁成樁結(jié)構(gòu)及成樁方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于粧基擴底工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對周邊土層和鄰近地鐵結(jié)構(gòu)影響較小，適用于城市已建地鐵結(jié)構(gòu)鄰近區(qū)域施工的地上結(jié)構(gòu)的無摩擦粧成粧結(jié)構(gòu)及成粧方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市地下空間的利用及地下軌道工程的發(fā)展，越來越多的地上結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工會涉及到已建地鐵隧道。當在地鐵沿線上部修建地上建筑物時，特別是高層結(jié)構(gòu)時，地上結(jié)構(gòu)的深基礎(chǔ)施工無可避免的會對已建地鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。城市地鐵隧道具有結(jié)構(gòu)安全要求高、軌道沉降精度控制高、社會關(guān)注度大和影響范圍廣等特點。在地鐵沿線或地鐵之上修建的結(jié)構(gòu)物(高架橋、高層結(jié)構(gòu)等)的粧基礎(chǔ)往往與地鐵隧道的間距非常小。而城市地層一般為粘土地層、黃土地層、淤泥質(zhì)地層或砂卵石地層。在此類地層中施工的粧基，如果在基巖或硬質(zhì)土層埋深較大的情況下，其承載力一般以粧側(cè)摩阻力為主，而以端承力為輔?；捇A(chǔ)在上部結(jié)構(gòu)荷載的作用下會產(chǎn)生向下位移的趨勢，而摩阻力的方向向上。摩阻力會對導致周邊地層的應(yīng)力重分布，進而對地鐵隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。因此，在城市地下基礎(chǔ)施工中發(fā)明一種以端承力為主，將側(cè)向摩擦力降至可控范圍內(nèi)，將粧基礎(chǔ)對地下已建結(jié)構(gòu)物的影響降至最低，的粧基礎(chǔ)及其施工方法顯得格外重要。
[0003]目前，粧基礎(chǔ)按施工方法主要分為兩類，即沉粧(預制粧)與灌注粧。沉粧是將在工廠內(nèi)預制好的粧體(鋼筋混凝土粧、型鋼粧或鋼管粧)通過打入、靜力壓入或振動下沉的方式，繼而成粧的施工方法。預制粧的施工質(zhì)量較好，但主要為擠土粧或部分擠土粧，對原有土層結(jié)構(gòu)的破壞較大，同時也會對臨近地下結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生影響。而灌注粧主要分為兩種，一種是鉆(挖)孔灌注粧，另一種是沉管灌注粧。鉆孔灌注粧的特點是一般需要泥漿護壁避免塌孔，適用的土層類型較廣，對原有地下結(jié)構(gòu)物的影響較小。沉管灌注粧采用錘擊或振動的方式，將帶有鋼筋混凝土粧尖或活瓣式粧尖的鋼套管打入土層中，進而吊入鋼筋籠，澆筑混凝土。沉管灌注粧在套管打入地層時，會對周邊土體產(chǎn)生擠密效果，對周邊地層或鄰近地下結(jié)構(gòu)的影響較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中粧基礎(chǔ)所存在的不足，本發(fā)明提供了一種端承力承受能力強、側(cè)向摩阻力小、設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單的無摩擦粧成粧結(jié)構(gòu)。
[0005]同時，本發(fā)明還提供了一種上述無摩擦粧成粧結(jié)構(gòu)的成粧方法，其施工對周圍影響較小、土體破壞力小、施工簡單且工藝成本較低。
[0006]本發(fā)明實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]無摩擦粧成粧結(jié)構(gòu)包括預制粧，在預制粧的底部設(shè)置有粧基擴底，在預制粧與粧基擴底連接的底部設(shè)置有封板，封板的下緣直徑大于預制粧的直徑，該封板的中部加工有注漿孔，在預制粧外壁沿著徑向設(shè)置有肋板，該肋板在預制粧側(cè)壁上均勻分布并且底端與封板連接，在預制粧的外圍設(shè)置有泥漿潤滑護套。
[0008]上述泥漿潤滑護套是由水灰比為0.8?1.2的鈉基膨潤土漿液制成。
[0009]上述泥漿潤滑護套的平均壁厚為4?6cm。
[0010]上述肋板是3?6個，并且肋板的寬度與預制粧的半徑之間的比值為1:20?30。
[0011 ]上述封板的邊沿與底面呈30?60°的傾角。
[0012]上述無摩擦粧的成粧方法由以下步驟組成:
[0013](1)在地基上采用常規(guī)鉆孔或者挖孔的方法成孔；
[0014](2)將肋板的底端與封板焊接，并將封板與套管的底端連接，使肋板沿著套管的內(nèi)壁安裝；
[0015](3)將帶有封板和肋板的套管插入步驟(1)的孔內(nèi)，固定套管頂部，采用劈裂或擠密注漿方式通過封板中心的注漿孔向套管的下方灌注水泥漿，水泥漿的水灰比為0.8?1.2，水泥漿在封板下方的鉆孔底部形成粧基擴底，注漿壓力為0.2?0.6MPa，注漿后養(yǎng)生7?10天；
[0016](4)粧基擴底養(yǎng)生好之后沿著套管內(nèi)壁插入預制好的預制粧，拔出套管，在預制粧與孔壁之間的空隙中灌注膨潤土漿液，形成泥漿潤滑護套，膨潤土漿液的水灰比為0.8?1.2，灌注完成后，養(yǎng)生，形成無摩擦粧。
[0017]在上述步驟(1)封板與套管的連接處設(shè)置橡膠密封圈，橡膠密封圈的結(jié)構(gòu)與封板的邊緣相吻合，密封圈的厚度為0.5?lcm0
[0018]本發(fā)明的無摩擦粧成粧結(jié)構(gòu)是將預制粧與鉆孔灌注成橢球形的粧基結(jié)合，擴大粧底面積，大大提高粧基的端承力，再利用肋板可以支撐孔壁、避免塌孔，加強粧的結(jié)構(gòu)強度，同時又為泥漿的灌注提供了通道，使預制粧與泥漿潤滑護套能夠結(jié)合的更牢固，形成一體結(jié)構(gòu)，通過泥漿潤滑護套一方面實現(xiàn)粧與鉆孔側(cè)壁之間的無縫連接，另一方面起到潤滑作用，減小粧側(cè)的摩擦力，形成無摩擦粧，而且本發(fā)明的成粧方法通過鉆孔成孔、沉管成粧的方式，對土層和既有結(jié)構(gòu)的影響小，成粧結(jié)構(gòu)強度高，特別是能夠大大提高粧基端承力，適用于在城市已建地鐵結(jié)構(gòu)周邊的粧基施工，特別是在小凈距條件下對已建地鐵結(jié)構(gòu)影響控制較為嚴格的粧基施工，此外，本發(fā)明的粧基礎(chǔ)的施工工藝簡單，機理明確，成本較低，具有良好的推廣前景。
【附圖說明】
[0019]圖1為成粧方法流程圖。
[0020]圖2為實施例1的無摩擦粧成粧結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為圖2的A-A截面圖。
[0022]圖4為圖2中I的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步說明。
[0024]實施例1
[0025]參見圖1，本實施例的無摩擦粧成粧方法是由以下步驟實現(xiàn):
[0026](1)根據(jù)地質(zhì)條件、粧徑及粧長，在地基上采用常規(guī)鉆孔方式成孔；
[0027](2)將肋板2的底端與封板4焊接，并將封板4與套管的底端連接牢固，使肋板2沿著套管的內(nèi)壁安裝；
[0028](3)將帶有封板4和肋板2的套管插入步驟(1)的孔內(nèi)，鋼套管壁厚為lcm，套管的頂部高出地面0.8m，對套管頂部進行固定，采用劈裂注漿方法通過封板4中心的注漿孔向套管的下方灌注水泥漿，水泥漿的水灰比為1.0，在封板4下方的鉆孔底部形成橢球形粧基擴底5，提高端承力，注漿壓力為0.4MPa，注漿后養(yǎng)生9天；
[0029](4)粧基擴底5養(yǎng)生好之后沿著套管內(nèi)壁插入預制好的預制粧1，拔出鋼套管，在預制粧1與孔壁之間的空隙中灌注膨潤土漿液，形成泥漿潤滑護套3，起到潤滑的作用，減小粧側(cè)摩阻力，膨潤土漿液的水灰比為1，膨潤土選擇膨脹性較好的鈉基膨潤土，灌注完成后，養(yǎng)生10天，形成無摩擦粧。
[0030]上述方法所成型的無摩擦粧的結(jié)構(gòu)如圖2至4所示，橢圓體的粧基擴底5頂部嵌裝有圓臺形封板4，上部半徑為100cm，下部半徑為102cm，厚度為4cm，為了在注楽時能夠保證封板4與套管密封連接，將該封板4的邊沿加工為傾斜邊，傾斜角度為45°，即封板4的邊沿與底面呈45°的夾角，對應(yīng)套管的底邊也加工為與之吻合的45°斜邊，進一步為了保證密封，在封邊的邊沿與套管接觸的位置套有橡膠密封圈6，橡膠密封圈6的厚度為0.8cm。在封板4的中心位置開設(shè)有直徑為6cm的注漿孔，水泥漿通過該注漿孔灌注形成粧基擴底5，在封板4的上表面臨近邊沿的位置焊接有4個肋板2，肋板2是沿著封板4的徑向排布，并且在同一圓周上均勻分布，肋板2的寬度為4cm，在封板4的上表面中心位置還安裝有預制粧1，預制粧1的半徑為100cm，除粧頭外，高度與孔深相同，預制粧1的外壁與肋板2的內(nèi)側(cè)邊接觸，在預制粧1的外圍設(shè)置有泥漿潤滑護套3，使肋板2嵌裝在泥漿潤滑護套3的內(nèi)側(cè)，泥漿潤滑護套3是填充在預制粧1與孔壁之間的間隙中，進一步減小粧外側(cè)的摩擦系數(shù)，該泥漿潤滑護套3的平均壁厚為5cm，與肋板2、預制粧1以及粧基擴底5形成一體結(jié)構(gòu)，增強粧的結(jié)構(gòu)強度，提高其端承力承受能力。
[0031]實施例2
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