本發(fā)明屬于樁基施工，具體涉及到一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、樁基礎(chǔ)因豎向剛度和承載力較大、沉降較小且能承受一定的水平荷載而在近代土木工程的發(fā)展中應(yīng)用非常廣泛。但是在軟土、特殊土地層中(如深厚填土地層中)施工樁基礎(chǔ)時(shí)，由于樁身周圍的土體發(fā)生自重固結(jié)、濕陷或地下水位降低、地表超載等原因，往往出現(xiàn)樁周圍土體向下位移量大于樁本身向下位移量的現(xiàn)象，從而使作用在樁身上的摩擦力向下，成為作用在樁側(cè)的下拉荷載，即所謂負(fù)摩擦力。負(fù)摩擦力的存在，增加了樁上荷載，減小了受壓樁的承載力，并可能因產(chǎn)生過(guò)量的沉降而導(dǎo)致建筑傾斜、開(kāi)裂，直接影響工程結(jié)構(gòu)的使用功能及安全性能。因而消減樁身負(fù)摩擦力已成為工程界重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

2、目前常用的消除負(fù)摩阻力的方法主要分為兩類：一是對(duì)產(chǎn)生負(fù)摩阻力的源頭加以控制，即通過(guò)地基處理方法(強(qiáng)夯法、預(yù)壓固結(jié)等)，消除易產(chǎn)生負(fù)摩擦力土體本身的危害性，該方法施工周期長(zhǎng)，對(duì)于深厚土層，效果一般；二是將樁身與樁周土體隔離，此類方法較為常用，包括安裝卸荷套、下保護(hù)套管、打隔離樁等，該類方法加工工藝較為復(fù)雜，增加了樁的制作成本，消減負(fù)摩擦力的同時(shí)也降低了正摩擦力。

3、綜上所述，對(duì)于深厚軟土層及回填土地區(qū)，負(fù)摩阻力的消除技術(shù)仍然需要進(jìn)一步研究，雖然諸多學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，也取得了一些成果，但是對(duì)于負(fù)摩阻力的消除方法仍然是不徹底的?；诖?，本發(fā)明提出了一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁及其施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁及其施工方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。通過(guò)在灌注樁表面覆蓋復(fù)合膜結(jié)構(gòu)進(jìn)而達(dá)到消除軟土地區(qū)或者填土地區(qū)施工過(guò)程中及工后沉降對(duì)樁基礎(chǔ)影響的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁，包括鋼筋籠、隔離膜、支撐膜、增強(qiáng)膜、隔離囊袋，從靠近鋼筋籠一側(cè)到逐漸遠(yuǎn)離鋼筋籠一側(cè)分別為隔離膜、支撐膜、增強(qiáng)膜，隔離膜與支撐膜之間粘結(jié)連接，支撐膜與增強(qiáng)膜之間粘結(jié)連接，隔離膜、支撐膜和增強(qiáng)膜三者粘結(jié)形成整體復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，所述隔離囊袋通過(guò)粘結(jié)與增強(qiáng)膜連接，隔離囊袋上設(shè)置有注漿孔和單向逆止閥，注漿管與隔離囊袋上的注漿孔連接，隔離囊袋注漿后寬度大于鋼筋籠與原位土體之間的距離，混凝土澆筑在復(fù)合膜結(jié)構(gòu)內(nèi)，并膨脹成圓柱狀結(jié)構(gòu)，隔離膜的材料自身抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于隔離膜與支撐膜之間的粘結(jié)強(qiáng)度且遠(yuǎn)小于隔離膜與灌注樁外表面的粘結(jié)強(qiáng)度。

4、優(yōu)選地，隔離膜為高密度海綿，隔離膜內(nèi)部吸附有潤(rùn)滑劑。

5、優(yōu)選地，支撐膜為單層土工膜，增強(qiáng)膜為單層土工膜，增強(qiáng)膜遠(yuǎn)離鋼筋籠一側(cè)設(shè)置有凹凸?fàn)钔蛊稹?/p>

6、優(yōu)選地，隔離囊袋為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)或橢圓狀結(jié)構(gòu)，隔離囊袋受到壓力時(shí)產(chǎn)生的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率小于隔離囊袋自身所能承受的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率；支撐膜、增強(qiáng)膜和隔離囊袋的材料斷裂強(qiáng)力不小于2500n/m，斷裂伸長(zhǎng)率不小于25%，隔離囊袋上的單向逆止閥是從隔離囊體內(nèi)部流向外部的開(kāi)關(guān)，反之不流通，單向逆止閥的開(kāi)啟壓力為0.1mpa-0.5mpa。

7、優(yōu)選地，支撐膜的下部抗拉強(qiáng)度與抗裂強(qiáng)度均大于上部。

8、一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁的施工方法，按照如下方法進(jìn)行施工：

9、步驟一：灌注樁成孔

10、根據(jù)設(shè)計(jì)確定灌注樁的位置，采用旋挖取土、長(zhǎng)螺旋取土形成灌注樁孔；

11、步驟二：下放鋼筋籠

12、制作與灌注樁孔相匹配的鋼筋籠，首先下放中性點(diǎn)以下長(zhǎng)度的鋼筋籠，當(dāng)下放的鋼筋籠與樁端到中性點(diǎn)距離相同時(shí)，將復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的最下端通過(guò)固定條帶固定在鋼筋籠上，并將隔離囊袋粘結(jié)在復(fù)合膜結(jié)構(gòu)最下端，確保隔離囊袋的位置位于灌注樁中性點(diǎn)位置，注漿管與隔離囊袋上的注漿孔連接，隨著鋼筋籠的下放，復(fù)合膜結(jié)構(gòu)逐漸包裹在鋼筋籠表面，當(dāng)兩節(jié)鋼筋籠連接時(shí)，下部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)與上部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)搭接并粘結(jié)在一起，直至全部鋼筋籠下放到指定深度；

13、步驟三：隔離囊袋注漿

14、通過(guò)注漿管向隔離囊袋內(nèi)注漿，直至注漿壓力穩(wěn)定在0.1mpa-0.5mpa之間，停止注漿；

15、步驟四：混凝土澆筑

16、通過(guò)導(dǎo)管向隔離膜內(nèi)澆筑混凝土，直至混凝土澆筑量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，停止?jié)仓瓿墒┕ぁ?/p>

17、優(yōu)選地，下部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)與上部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)搭接，搭接長(zhǎng)度為0.5m-1.5m；搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)下部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)內(nèi)的隔離膜去除，支撐膜直接與上部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中增強(qiáng)膜粘結(jié)，最終下部復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的隔離膜與上部復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的隔離膜對(duì)接；搭接部位的粘結(jié)強(qiáng)度均大于支撐膜和增強(qiáng)膜的自身強(qiáng)度。

18、優(yōu)選地，為了避免混凝土澆筑后復(fù)合膜結(jié)構(gòu)與周邊土體貼合不緊密，在混凝土澆筑之前向復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和原位土之間的空隙內(nèi)澆筑膨潤(rùn)土或套殼料。

19、本發(fā)明所帶來(lái)的有益技術(shù)效果：

20、通過(guò)在灌注樁表面覆蓋復(fù)合膜結(jié)構(gòu)進(jìn)而達(dá)到消除軟土地區(qū)或者填土地區(qū)施工過(guò)程中及工后沉降對(duì)樁基礎(chǔ)影響的問(wèn)題。隔離膜設(shè)置成高密度海綿，并且材料自身抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于隔離膜與支撐膜之間的粘結(jié)強(qiáng)度且遠(yuǎn)小于隔離膜與灌注樁外表面的粘結(jié)強(qiáng)度，當(dāng)周邊土體沉降時(shí)，隔離膜破碎與灌注樁表面脫離，因此可以消減負(fù)摩阻力，并且在隔離膜內(nèi)吸附有潤(rùn)滑劑，更加增大了隔離膜與灌注樁之間的滑移。

21、通過(guò)在中性點(diǎn)處設(shè)置隔離囊袋，囊袋在注漿后隔絕中性點(diǎn)以下的物質(zhì)進(jìn)入隔離膜外側(cè)，即使在混凝土澆筑時(shí)，混凝土也不會(huì)進(jìn)入到隔離膜外側(cè)，這樣就保證了減阻膜不會(huì)受到其他物質(zhì)的影響，更不會(huì)因?yàn)闈仓炷翆?dǎo)致混凝土進(jìn)入到隔離膜外側(cè)，導(dǎo)致復(fù)合膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外形成一體進(jìn)而導(dǎo)致復(fù)合膜結(jié)構(gòu)成為灌注樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)，失去了減阻效果。

22、另外增強(qiáng)膜的外表面設(shè)置成凹凸?fàn)畹慕Y(jié)構(gòu)，也是為了增加增強(qiáng)膜與周邊土體的粘結(jié)。支撐膜設(shè)置成下部抗拉強(qiáng)度與抗裂強(qiáng)度均大于上部，是為了防止混凝土在灌注的時(shí)候下部受到的側(cè)向擠壓力大于上部，因此支撐膜設(shè)置為漸變結(jié)構(gòu)。

技術(shù)特征：

1.一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁，其特征在于：包括鋼筋籠、隔離膜、支撐膜、增強(qiáng)膜、隔離囊袋，從靠近鋼筋籠一側(cè)到逐漸遠(yuǎn)離鋼筋籠一側(cè)分別為隔離膜、支撐膜、增強(qiáng)膜，隔離膜與支撐膜之間粘結(jié)連接，支撐膜與增強(qiáng)膜之間粘結(jié)連接，隔離膜、支撐膜和增強(qiáng)膜三者粘結(jié)形成整體復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，所述隔離囊袋通過(guò)粘結(jié)與增強(qiáng)膜連接，隔離囊袋上設(shè)置有注漿孔和單向逆止閥，注漿管與隔離囊袋上的注漿孔連接，隔離囊袋注漿后寬度大于鋼筋籠與原位土體之間的距離，混凝土澆筑在復(fù)合膜結(jié)構(gòu)內(nèi)，并膨脹成圓柱狀結(jié)構(gòu)，隔離膜的材料自身抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于隔離膜與支撐膜之間的粘結(jié)強(qiáng)度且遠(yuǎn)小于隔離膜與灌注樁外表面的粘結(jié)強(qiáng)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁，其特征在于：隔離膜為高密度海綿，隔離膜內(nèi)部吸附有潤(rùn)滑劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁，其特征在于：支撐膜為單層土工膜，增強(qiáng)膜為單層土工膜，增強(qiáng)膜遠(yuǎn)離鋼筋籠一側(cè)設(shè)置有凹凸?fàn)钔蛊稹?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁，其特征在于：隔離囊袋為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)或橢圓狀結(jié)構(gòu)，隔離囊袋受到壓力時(shí)產(chǎn)生的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率小于隔離囊袋自身所能承受的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率；支撐膜、增強(qiáng)膜和隔離囊袋的材料斷裂強(qiáng)力不小于2500n/m，斷裂伸長(zhǎng)率不小于25%，隔離囊袋上的單向逆止閥是從隔離囊體內(nèi)部流向外部的開(kāi)關(guān)，反之不流通，單向逆止閥的開(kāi)啟壓力為0.1mpa-0.5mpa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁，其特征在于：支撐膜的下部抗拉強(qiáng)度與抗裂強(qiáng)度均大于上部。

6.?一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁的施工方法，其特征在于：按照如下方法進(jìn)行施工：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁的施工方法，其特征在于：下部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)與上部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)搭接，搭接長(zhǎng)度為0.5m-1.5m；搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)下部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)內(nèi)的隔離膜去除，支撐膜直接與上部鋼筋籠上的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中增強(qiáng)膜粘結(jié)，最終下部復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的隔離膜與上部復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的隔離膜對(duì)接；搭接部位的粘結(jié)強(qiáng)度均大于支撐膜和增強(qiáng)膜的自身強(qiáng)度。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁的施工方法，其特征在于：為了避免混凝土澆筑后復(fù)合膜結(jié)構(gòu)與周邊土體貼合不緊密，在混凝土澆筑之前向復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和原位土之間的空隙內(nèi)澆筑膨潤(rùn)土或套殼料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種囊式緩變隔離型減阻灌注樁及其施工方法，屬于樁基施工技術(shù)領(lǐng)域，包括鋼筋籠、隔離膜、支撐膜、增強(qiáng)膜、隔離囊袋，隔離膜、支撐膜和增強(qiáng)膜三者粘結(jié)形成整體復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，隔離囊袋通過(guò)粘結(jié)與增強(qiáng)膜連接，隔離囊袋注漿后寬度大于鋼筋籠與原位土體之間的距離，混凝土澆筑在復(fù)合膜結(jié)構(gòu)內(nèi)，并膨脹成圓柱狀結(jié)構(gòu)，隔離膜的材料自身抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于隔離膜與支撐膜之間的粘結(jié)強(qiáng)度且遠(yuǎn)小于隔離膜與灌注樁外表面的粘結(jié)強(qiáng)度。施工時(shí)按照如下方法操作：灌注樁成孔；下放鋼筋籠；隔離囊袋注漿；混凝土澆筑。本發(fā)明通過(guò)在灌注樁表面覆蓋復(fù)合膜結(jié)構(gòu)進(jìn)而達(dá)到消除軟土地區(qū)或者填土地區(qū)施工過(guò)程中及工后沉降對(duì)樁基礎(chǔ)影響的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：宋偉杰,朱慶凱,李建平,李壯壯,劉光磊,武思宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京中巖大地科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10