專利名稱：鋼管混凝土芯柱嵌巖樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼管混凝土芯柱嵌巖，具體的說是一種鋼管混凝土芯柱嵌巖樁。
背景技術(shù)：
工程中嵌巖樁通常指樁端嵌固于硬質(zhì)中風化以上巖石的樁體，嵌巖樁可按樁身材料、樁的施工方法及結(jié)構(gòu)等進行分類，常見的分類方法包括按照樁身材料進行分類或按照施工方法進行分類1)按樁身材料分類嵌巖樁按樁身材料可分為嵌巖預應(yīng)力混凝土樁和嵌巖鋼樁。預應(yīng)力混凝土樁又可分為預應(yīng)力混凝土方樁和大直徑預應(yīng)力混凝土管樁。該種類型的樁由于受本身強度的限制，通常只用于中型以下碼頭。鋼管樁具有受水流、波浪力小等優(yōu)點，故嵌巖鋼樁均采用鋼管樁。鋼樁所用材質(zhì)一般為普通碳素鋼，普通低合金鋼及高強度細晶可焊結(jié)構(gòu)鋼，碼頭水深越大，也就越有必要采用高強度材質(zhì)鋼材。2)按施工方法分類嵌巖樁按施工方法可分為常規(guī)打入樁、鉆孔栽入樁及鉆打結(jié)合樁等。所謂鉆孔栽入樁，即采用合適的成孔技術(shù)，先鉆一個比樁尺寸大的孔至規(guī)定深度， 樁下放到孔內(nèi)，再在樁與孔壁之間的環(huán)形空間中澆筑水泥砂漿。所謂鉆打結(jié)合樁，即使用常規(guī)方法沉樁至一定深度(以貫入度控制)后，用合適成孔技術(shù)從管樁內(nèi)鉆孔至設(shè)計深度。再將樁復打至設(shè)計標高(仍以貫入度控制)。此種類型的嵌巖樁適合于巖基上有一定覆蓋層或遇有大漂石的地質(zhì)條件。已有的技術(shù)方案通常為灌注型嵌巖樁結(jié)構(gòu)或鋼管樁植入型嵌巖樁結(jié)構(gòu)灌注型嵌巖樁結(jié)構(gòu)采用灌注混凝土連接樁基與巖石結(jié)構(gòu)的嵌巖結(jié)構(gòu)型式。其具體設(shè)計見附

圖1，其中1為巖層面，2為鋼筋籠，3為鋼管樁，4為覆蓋層。 盡管灌注型嵌巖樁一般能夠滿足豎向承載力的要求，但對于承受較大水平力的鋼管樁結(jié)構(gòu)，巖層面位置彎矩較大，但是此位置恰恰是鋼管樁向嵌巖灌注混凝土樁結(jié)構(gòu)過渡的薄弱節(jié)點，灌注混凝土結(jié)構(gòu)承受水平荷載能力較弱。預制型植入嵌巖樁是指在樁位上現(xiàn)鉆巖成孔，然后在孔內(nèi)沉入預制樁，采用灌注混凝土或壓漿方法固結(jié)樁身而形成的樁。在制備時，采用打樁設(shè)備將預制的鋼管樁打至巖面或部分打入巖面，采用鉆機在樁內(nèi)成孔，并鉆入巖層一定深度，再采用打樁設(shè)備將鋼管樁復打至樁底，采用吸渣設(shè)備清除孔底巖渣，最后澆筑樁芯混凝土，該法適用于有一定覆蓋層的軟巖。具體的工藝流程參考附圖2，其中步驟如下a)穩(wěn)樁；b)鉆孔；c)復打；d)清孔、灌注水下混凝土錨固；附圖標記1-預制鋼管樁；2-覆蓋層頂面；3-巖面層；4-樁芯混凝土。鋼管樁植入型嵌巖樁結(jié)構(gòu)主要有兩個缺點1)需要反復打樁，施工工序組織困難，樁基施工進度難以保證，對于樁基數(shù)量較少的橋墩可以通過流水施工克服反復打樁對工期的影響，但是對于樁基數(shù)量大且密集的碼頭結(jié)構(gòu)，這種困難是難以克服的。
2)對施工期間的鉆巖精度要求較高，需要根據(jù)巖石的硬度確定鉆巖鉆孔的大小， 既要能滿足施工期間樁基穩(wěn)定要求，又要方便后續(xù)樁基打入，稍有不當，都會增加很大的施工麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種鋼管混凝土芯柱嵌巖樁，解決了如下技術(shù)問題1)解決灌注型嵌巖樁的水平承載力問題；2)解決植入型嵌巖樁的施工困難問題；3)解決嵌巖樁的經(jīng)濟性問題。本發(fā)明公開的的鋼管混凝土芯柱嵌巖樁，其自外向內(nèi)依次由以下組件構(gòu)成輕型結(jié)構(gòu)碼頭主管，膨脹混凝土，短鋼管以及灌注混凝土。根據(jù)實際應(yīng)用生產(chǎn)的需要，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇合適的各組件的大小、長度等參數(shù)，優(yōu)選的，在本發(fā)明中所述短鋼管直徑為2. 60m，壁厚為32mm，短管外灌注膨脹混凝土，短管內(nèi)灌注混凝土。在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明的嵌巖樁采用連片式高樁梁板結(jié)構(gòu)，樁基為直徑2. 80m的大直徑鋼管樁，下部地基淤泥、粘土、全風化巖、強風化巖覆蓋層厚度約10m，嵌巖持力層為微風化花崗巖。在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明的嵌巖樁優(yōu)選所述嵌巖樁的嵌巖深度取8m，短鋼管總長 16m，其嵌巖部分長度為Sm。進一步地，最優(yōu)選的，本發(fā)明的鋼管混凝土芯柱嵌巖樁樁端最大內(nèi)力設(shè)計值為下表所示
權(quán)利要求
1.一種鋼管混凝土芯柱嵌巖樁，其特征在于其自外向內(nèi)依次由以下組件構(gòu)成輕型結(jié)構(gòu)碼頭主管，膨脹混凝土，短鋼管以及灌注混凝土。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土芯柱嵌巖樁，其特征在于所述短鋼管直徑為 2. 60m，壁厚為32mm，短管外灌注膨脹混凝土，短管內(nèi)灌注混凝土。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土芯柱嵌巖樁，其特征在于該嵌巖樁采用連片式高樁梁板結(jié)構(gòu)，樁基為直徑2. 80m的大直徑鋼管樁，下部地基淤泥、粘土、全風化巖、強風化巖覆蓋層厚度約10m，嵌巖持力層為微風化花崗巖。
4.如權(quán)利要求3所述的鋼管混凝土芯柱嵌巖樁，其特征在于所述嵌巖樁的嵌巖深度取8m，短鋼管總長16m，其嵌巖部分長度為Sm。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土芯柱嵌巖樁，其特征在于樁端最大內(nèi)力設(shè)計值如下表所示最大彎矩(kN. m)對應(yīng)軸力(kN)對應(yīng)剪力(kN)55720-261248163最大拉力(kN)對應(yīng)彎矩(kN.m)對應(yīng)剪力(kN)8014355661532最大剪力(kN)對應(yīng)軸力(kN)對應(yīng)彎矩(kN.m)8163-2612455720
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼管混凝土芯柱嵌巖樁，其自外向內(nèi)依次由以下組件構(gòu)成輕型結(jié)構(gòu)碼頭主管，膨脹混凝土，短鋼管以及灌注混凝土，所述短鋼管直徑為2.60m，壁厚為32mm，短管外灌注膨脹混凝土，短管內(nèi)灌注混凝土，該嵌巖樁采用連片式高樁梁板結(jié)構(gòu)，樁基為直徑2.80m的大直徑鋼管樁，下部地基淤泥、粘土、全風化巖、強風化巖覆蓋層厚度約10m，嵌巖持力層為微風化花崗巖。本發(fā)明利用短鋼管實現(xiàn)鋼管混凝土芯柱嵌巖，提高嵌巖結(jié)構(gòu)的水平承載能力，從而減少樁基數(shù)量，節(jié)省工程造價。
文檔編號E02D5/38GK102286971SQ20111019815
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者任增金, 周豐, 張志明, 李新國, 楊國平 申請人:中交水運規(guī)劃設(shè)計院有限公司