本發(fā)明要求專利號為：201620969302.4，發(fā)明名稱為：潛孔沖擊旋噴復合樁，的中國專利的優(yōu)先權。

本發(fā)明涉及巖土工程領域，具體涉及一種潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法。

背景技術：

在巖土工程領域，按用途可將樁分為基礎工程中的抗壓樁和抗拔樁、基坑支護中的支護樁和帷幕樁、復合地基中的剛性增強體等幾大類；按施工工藝可分為灌注樁和預制樁兩大類，其中預制樁又包括混凝土預制樁和鋼樁。樁基礎領域目前所采用的最多的兩種類型的樁分別為鉆孔灌注樁和預應力混凝土管樁；前者適用地層廣泛、承載力大，后者質量可控、施工效率高。但經(jīng)過多年的實踐運用，兩者都出現(xiàn)了諸多問題，分述如下。

鉆孔灌注樁一般可分為干作業(yè)和泥漿護壁兩種類型，前者適用于地下水位以上、孔壁穩(wěn)定性較好的地層，后者適用于地下水位以下、孔壁穩(wěn)定性差的地層。隨著承載力要求的提高，樁的深度不斷加大，一般要穿越多種地層進入基巖，泥漿護壁的做法占了很大比例。這種成孔方法可解決孔壁穩(wěn)定性的問題，但對泥漿材料的比重控制和施工技術的要求均比較高，實際工程中容易出現(xiàn)泥漿比重不夠、含砂量高、清孔不到位導致樁底沉渣過厚等不利于樁基質量控制的問題。為解決這一問題又衍生灌注樁后注漿技術，彌補樁端沉渣造成的端阻不足或進一步提高樁側摩阻力。但工藝更為復雜，工期相應增加，造價也增幅較大。

混凝土預制樁和鋼樁接近于預制裝配式的理念，將工廠內(nèi)預制生產(chǎn)的、質量可控的成品樁在現(xiàn)場通過特定的設備沉入地層中，工藝簡單、施工快速。但此類樁對地層的要求較高，且樁身抗彎剛度較灌注樁相比偏低，不適用于抗震烈度較大的地區(qū)。

復合樁是一種新的解決思路，即先施工水泥土外樁，然后內(nèi)插芯樁，形成外部柔性、內(nèi)部剛性的復合樁。水泥土外樁的施工方法一般為傳統(tǒng)高壓旋噴或水泥攪拌，在成樁后根據(jù)不同要求的時間內(nèi)采用沉入、鉆孔或錘擊等方法將芯樁插入，形成復合樁。但由于傳統(tǒng)高壓旋噴工藝和水泥攪拌工藝對地層的適應性有較大局限，一般可用于黏性土、粉土、松散砂土等地層，無法用于密實砂層、卵石、礫石、含拋石的雜填地層，限制了此類工藝的進一步推廣和實施。

綜上所述，現(xiàn)有技術中存在以下問題：現(xiàn)有的復合樁適用的地層范圍小、與芯樁的適應性弱。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法，以解決現(xiàn)有的復合樁適用的地層范圍小、與芯樁的適應性弱的問題。

為此，本發(fā)明提出一種潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法，所述潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法包括以下步驟：

步驟a：先采用潛孔沖擊高壓旋噴樁施工工藝形成水泥土外樁；

步驟b:然后在所述水泥土外樁內(nèi)設置芯樁，形成潛孔沖擊旋噴復合樁；

其中，所述芯樁是灌注樁、混凝土預制樁或鋼樁。

進一步地，所述水泥土外樁的樁體是等直徑或不等直徑。

進一步地，所述步驟a包括對水泥土外樁進行擴徑或擴底。

進一步地，所述灌注樁包括：沉管灌注樁、內(nèi)夯沉管灌注樁、螺旋鉆孔壓灌樁和螺紋灌注樁。

進一步地，所述芯樁為螺旋鉆孔壓灌樁，所述步驟b包括：采用螺旋鉆機成孔，達到設計深度后，在孔中心壓灌混凝土，反插鋼筋籠成樁。

進一步地，所述芯樁為沉管灌注樁，所述步驟b包括：采用錘擊、振動等沉管法進行成孔，宜采用預制樁尖，插入鋼筋籠后灌注混凝土成樁。

進一步地，所述芯樁為內(nèi)夯沉管灌注樁，所述步驟b包括：采用內(nèi)夯鉆機套管跟進沖擊成孔，沖擊成孔的同時對水泥土外樁產(chǎn)生擠密作用，樁端內(nèi)夯擴大頭，下放鋼筋籠，澆筑芯樁混凝土，提拔套管成樁。

進一步地，所述芯樁為螺紋灌注樁，所述步驟b包括：采用螺紋樁機成孔，螺紋鉆桿成孔的同時，依靠螺紋的擠壓，對水泥土外樁產(chǎn)生擠密作用。

進一步地，所述芯樁為混凝土預制樁，所述混凝土預制樁包括：混凝土實心方樁、預應力混凝土管樁、預應力混凝土空心方樁和預制螺紋樁，所述步驟b包括：采用振錘吊放、靜壓、錘擊、回轉方式將預應力混凝土管樁、預應力混凝土空心方樁、或預制螺紋樁下放至設計深度。

進一步地，所述芯樁為鋼樁，所述鋼樁包括：鋼管樁、h型鋼樁或其他異型鋼樁，所述步驟b包括：采用振錘吊放、靜壓、錘擊、回轉方式將鋼管樁、h型鋼樁或其他異型鋼樁下放至設計深度。

本發(fā)明先采用潛孔沖擊高壓旋噴樁施工工藝和設備形成水泥土外樁，后可根據(jù)實際需要采用不同工藝施工不同類型的芯樁。通過水泥土外樁與芯樁的有機結合與共同作用，提高芯樁側摩阻力及樁端的端阻力；同時，水泥土外樁還可增加樁體的抵抗水平荷載的能力，提高樁基礎的抗震性能。該樁適用于黏性土、粉土、砂土等一般地層，也適用于淤泥質土、卵石、礫石、漂石、拋石、人工填海地區(qū)等復雜地層；可用作樁基礎中的抗壓樁或抗拔樁，也可用作復合地基的增強體或基坑工程中的支護樁。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法的工作原理示意圖，其中，芯樁是螺旋鉆孔壓灌樁或沉管灌注樁或內(nèi)夯沉管灌注樁；

圖2為本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法的工作原理示意圖，其中，芯樁是預應力混凝土管樁或混凝土空心方樁；

圖3為本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法的工作原理示意圖，其中，芯樁是螺紋灌注樁或預制螺桿樁；

圖4為本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法進行水泥土外樁擴徑的結構示意圖，其中，芯樁是螺旋鉆孔壓灌樁或沉管灌注樁或內(nèi)夯沉管灌注樁；

圖5為本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法進行水泥土外樁擴徑的結構示意圖，其中，芯樁是預應力混凝土管樁或混凝土空心方樁；

圖6為本發(fā)明的潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法進行水泥土外樁擴徑的結構示意圖，其中，芯樁是螺紋灌注樁或預制螺桿樁。

附圖標號說明：

1-水泥土外樁；2-芯樁；5-水泥土外樁擴徑；6-水泥土外樁擴底；

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明。

本發(fā)明一種潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法，所述潛孔沖擊旋噴復合樁成樁方法包括以下步驟：

步驟a：先采用潛孔沖擊高壓旋噴樁施工工藝形成水泥土外樁1；潛孔沖擊高壓旋噴樁施工工藝既能實現(xiàn)對潛孔沖擊，實現(xiàn)底部的鉆進，同時還能實現(xiàn)高壓旋噴，即在潛孔沖擊器底部的上方進行水平高壓噴射，鉆進的同時向噴射器提供不小于15mpa壓力的高壓水(漿)切割軟化土體，保證鉆進時的徑向孔徑；除可在黏性土、粉土和松散砂土施工旋噴樁外，還可在密實砂層、卵石、礫石、含拋石的雜填地層中形成大直徑的旋噴樁；且成樁垂直度偏差控制值小于1％；具體的潛孔沖擊高壓旋噴樁施工工藝可以參考現(xiàn)有成熟的技術；

步驟b:然后在所述水泥土外樁內(nèi)設置芯樁2，形成潛孔沖擊旋噴復合樁；所述的水泥土外樁施工完成后，根據(jù)芯樁類型的不同可選取不同的時間進行芯樁施工；所述的芯樁2可選用灌注樁、混凝土預制樁、鋼樁或其他任意一種類型的樁。

進一步地，如圖1、圖2和圖3所示，所述水泥土外樁1的樁體是等直徑的，形成直徑較大、較均勻的水泥土外樁；如圖4、圖5和圖6所示，所述水泥土外樁1的樁體是不等直徑，也可以根據(jù)設計要求進行擴徑或擴底，形成水泥土外樁擴徑5和水泥土外樁擴底6。

進一步地，所述灌注樁包括：沉管灌注樁、內(nèi)夯沉管灌注樁、螺旋鉆孔壓灌樁和螺紋灌注樁。

進一步地，如圖1和圖4所示，所述芯樁2為螺旋鉆孔壓灌樁，所述步驟b包括：采用螺旋鉆機成孔，達到設計深度后，在孔中心壓灌混凝土，反插鋼筋籠成樁。

進一步地，如圖1和圖4所示，所述芯樁2為沉管灌注樁，所述步驟b包括：采用錘擊、振動等沉管法進行成孔，宜采用預制樁尖，插入鋼筋籠后灌注混凝土成樁。

進一步地，如圖1和圖4所示，所述芯樁2為內(nèi)夯沉管灌注樁，所述步驟b包括：采用內(nèi)夯鉆機套管跟進沖擊成孔，沖擊成孔的同時對水泥土外樁產(chǎn)生擠密作用，樁端內(nèi)夯擴大頭，下放鋼筋籠，澆筑芯樁混凝土，提拔套管成樁。

進一步地，如圖3和圖6所示，所述芯樁2為螺紋灌注樁，所述步驟b包括：采用螺紋樁機成孔，螺紋鉆桿成孔的同時，依靠螺紋的擠壓，對水泥土外樁產(chǎn)生擠密作用。

進一步地，如圖2和圖5所示，所述芯樁2為混凝土預制樁，所述混凝土預制樁包括：混凝土實心方樁、預應力混凝土管樁、預應力混凝土空心方樁和預制螺紋樁，所述步驟b包括：采用振錘吊放、靜壓、錘擊、回轉方式將預應力混凝土管樁、預應力混凝土空心方樁、或預制螺紋樁下放至設計深度。

進一步地，所述芯樁為鋼樁，所述鋼樁包括：鋼管樁、h型鋼樁或其他異型鋼樁，所述步驟b包括：采用振錘吊放、靜壓、錘擊、回轉方式將鋼管樁、h型鋼樁或其他異型鋼樁下放至設計深度。在潛孔沖擊高壓旋噴樁形成水泥土外樁后進行施工；用于基坑工程的支護樁或支護帷幕一體樁時，可拔出芯樁回收利用。

本發(fā)明的具體作業(yè)過程例如為：

(1)樁位測放：按照設計樁位，采用傳統(tǒng)測量儀器或高精度自動定位測量技術進行樁位測量及定位。

(2)外樁作業(yè)：潛孔沖擊旋噴攪拌樁機就位后，沖擊器開始工作，鉆進的同時向噴射器提供不小于15mpa壓力的高壓水(漿)切割軟化土體。成孔至設計深度后，噴射高壓水泥漿，根據(jù)施工需要提升、下放鉆頭進行重復旋噴，形成直徑較大、較均勻的水泥土外樁。

(3)芯樁作業(yè)：

①當芯樁采用長螺旋鉆孔壓灌樁時，在水泥土外樁成樁后的一定時間內(nèi)，采用長螺旋鉆機成孔，達到設計深度后，中心壓灌混凝土，反插鋼筋籠成樁。

②當芯樁為沉管灌注樁時，在水泥土外樁成樁后的一定時間內(nèi)，采用錘擊、振動等沉管法進行成孔，宜采用預制樁尖，插入鋼筋籠后灌注混凝土成樁。

③當芯樁為內(nèi)夯沉管灌注樁時，在水泥土外樁成樁后的一定時間內(nèi)，采用內(nèi)夯鉆機套管跟進沖擊成孔,沖擊成孔的同時,對水泥土外樁產(chǎn)生擠密作用,樁端內(nèi)夯擴大頭,下放鋼筋籠，澆筑芯樁混凝土,提拔套管成樁。

④當芯樁為螺紋灌注樁時，在水泥土成樁后的一定時間內(nèi)，采用螺紋樁機成孔，螺紋鉆桿成孔的同時，依靠螺紋的擠壓，對水泥土外樁產(chǎn)生擠密作用，以增強外樁的樁身強度及芯樁與外樁的整體性。

⑤當芯樁為預制樁時，在水泥土外樁成樁后的一定時間內(nèi)，采用振錘吊放、靜壓、錘擊、回轉等方式將預應力混凝土管樁、預制混凝土空心方樁、預制螺紋樁下放至設計深度。

⑥當芯樁為鋼樁時，在水泥土外樁成樁成樁后的一定時間內(nèi)，采用振錘吊放、靜壓、錘擊、回轉等方式將鋼管樁、h型鋼樁或其他異型鋼樁下放至設計深度。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發(fā)明保護的范圍。