一種減小鉆孔灌注樁負摩阻力的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減小鉆孔灌注粧負摩阻力的裝置及方法，屬于地基處理及粧基礎(chǔ)施工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當粧基穿過高壓縮性土層，在自重固結(jié)、地表超載或地下水抽采等因素作用下，粧周土沉降量超過基粧沉降后，將在粧側(cè)表面產(chǎn)生向下的負摩阻力?；拏?cè)負摩阻力不僅不能構(gòu)成基粧的承載能力，反而成為附加的下拽力作用于粧身，導致粧身軸力、沉降增加、粧基豎向承載力下降。負摩阻力問題廣泛存在于粧基工程中，在我國西北部自重濕陷性黃土地區(qū)尤為普遍，若處理不當，將導致嚴重的粧基功能失效，引發(fā)粧端地基屈服、粧身強度破壞、上部結(jié)構(gòu)物不均勻沉降等一系列問題，給工程結(jié)構(gòu)造成安全隱患。
[0003]目前，減小粧側(cè)負摩阻力的措施主要有:(I)軟基加固法。當粧周存在欠固結(jié)土，且土層厚度不大時，可采用壓密，換土等方法加速地基固結(jié)，降低土的可壓縮性。當欠固結(jié)土層厚度較大無法換填時，可對土體進行強夯擠於、注漿、設(shè)置砂粧等地基處理，從而達到消減負摩阻力的效果。該方法工作量大，容易造成工期延長;(2)套管保護法。在中性點以上基粧外側(cè)罩上一段直徑比粧徑稍大的套管，隔離負摩阻力。該方法需要消耗較多的鋼材，費用較高，施工工序也較為復雜；(3)粧身表面涂層法。其原理是在中性點以上部分涂抹一薄層涂料或者對鋼粧加一層厚度為3_的塑料薄膜，以減少粧土間的相對位移，但該方法僅適用于預制粧，不適用于鉆孔灌注粧。(4)預鉆孔法。此方法是打粧之前先鉆孔，其直徑比粧徑略大，深度達到中性點，而在中性點以下則用打入或其它常規(guī)方法施工以保證粧的正摩阻力，中性點以上則用膨潤土泥漿填充，從而消減負摩阻力。該方法施工時需更換鉆頭，或同時進行鉆孔和靜壓(或振動)沉粧兩套施工工序，所需設(shè)備較多，且同樣僅適用于預制粧。
[0004]中國專利CN201210130282“一種減小沉管灌注粧負摩阻力的技術(shù)裝置及其使用方法”，公布了使用震錘打入雙層塑料薄膜的方法來減少負摩阻力，但施工過程中需要用振動錘將雙層鋼套管振動壓入及拔出，工藝較為繁瑣，處理費用高，且延長了工期；中國專利ZL200720035479.8 “用于現(xiàn)澆混凝土粧的表面部分光滑部分有螺紋的塑料套管”，公布了一種用于現(xiàn)澆混凝土粧的半光滑、半螺紋塑料套管法，該塑料套管加工難度較大，且在無防護的情況下向塑料套管內(nèi)直接澆筑混凝土容易造成套管的損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種減小鉆孔灌注粧負摩阻力的裝置及方法，以消除灌注粧負摩阻力所帶來的危害，提高粧基豎向承載力。本方法簡單合理，使用方便。
[0006]本發(fā)明提供了一種減小鉆孔灌注粧負摩阻力的裝置，包括雙層掛布，導管，布袋，注漿筒;所述的雙層掛布敷設(shè)在基粧中性點至粧頂?shù)匿摻罨\外表面，雙層掛布的底端通過預先固定在鋼筋籠中性點處的注漿布袋相連，注漿布袋為環(huán)狀，注漿布袋環(huán)繞在鋼筋籠外側(cè)，沿粧身設(shè)置兩層;雙層掛布和布袋隨鋼筋籠一同沉入鉆孔內(nèi)，雙層掛布的底端緊密貼合孔壁;所述的注漿布袋通過導管與地面上的注漿筒相連。
[0007]上述裝置中，所述注漿布袋的一層設(shè)置在基粧中性點處，另一層設(shè)置在中性點以上500mm的位置。
[0008]上述裝置中，所述的雙層掛布選用橡膠膜;掛布的高度大于基粧中性點至地面的長度的兩倍，寬度等于鉆孔的周長，并進行裁剪對折。
[0009]上述裝置中，為提高布袋注漿后與粧身混凝土的粘結(jié)強度，在布袋外表設(shè)網(wǎng)狀鋼絲繩，并通過綁扎鋼絲繩將其固定于鋼筋籠上，環(huán)形布袋的外側(cè)與雙層掛布上的掛環(huán)連接。
[0010]上述裝置中，所述導管為空心鋼管，空心鋼管焊接或綁扎在鋼筋籠主筋上，其末端設(shè)有螺紋，并與布袋開口處綁扎或通過卡箍連接，所述空心鋼管的直徑為200?500mm。
[0011]本發(fā)明提供了一種減小鉆孔灌注粧負摩阻力的方法，將寬度等于鉆孔周長的雙層掛布敷設(shè)在基粧中性點至粧頂?shù)匿摻罨\外表面，雙層掛布的底端通過預先固定在鋼筋籠中性點處的注漿布袋相連，并隨鋼筋籠一同沉入鉆孔;所述的注漿布袋通過空心鋼管與地面上的注漿筒相連，通過向布袋內(nèi)注漿，徑向推擠雙層掛布底部與孔壁貼合，通過后續(xù)混凝土灌注時的側(cè)壓力擠壓雙層掛布，使其由下而上逐漸密貼于孔壁，待成粧完成時便在中性點以上形成了一層低摩擦系數(shù)的滑動套筒，從而達到減小粧側(cè)負摩阻力的目的。
[0012]本發(fā)明所述的減小鉆孔灌注粧負摩阻力的方法，具體包括以下步驟:
(1)進行場地平整，壓入鋼護筒，按照鉆孔、清孔、泥漿護壁的常規(guī)鉆孔灌注粧施工工序;
(2)去除鋼筋籠外表面尖銳物，將預先制作的兩層環(huán)狀注漿布袋環(huán)繞固定于鋼筋籠外偵U，一個設(shè)置在基粧中性點處，另一個設(shè)置在中性點以上500mm的位置；
(3)掛布的尺寸為:高度大于基粧中性點至地面的長度的兩倍，寬度等于鉆孔的周長，并進行裁剪對折；
(4)將雙層掛布敷設(shè)在基粧中性點至粧頂?shù)匿摻罨\外表面上，縫合掛布，并將其底端連接在注漿布袋外周，頂端用鐵絲臨時固定于鋼筋籠上，并在掛布外表面均勻涂抹一層瀝青；
(5)將雙層掛布、注漿布袋隨鋼筋籠一齊吊入鉆孔中相應位置，然后解開掛布頂端固定的鐵絲；
(6)對布袋進行充填注漿，使其徑向膨脹，推擠掛布底端貼緊至孔壁；
(7)由下而上進行粧身混凝土灌注，且邊灌注邊往雙層掛布的內(nèi)外層之間勻速撒入石墨，撒入石墨的速度與灌注混凝土的速度一致；
(8)混凝土灌注至孔口后，結(jié)束灌漿，移除鋼護筒，裁剪多余掛布，并待布袋內(nèi)水泥漿硬化后移除注漿機。
[0013]所述步驟(8)中，布袋內(nèi)的水泥漿靜置1h以上硬化。
[0014]所述的雙層掛布選用具有足夠的柔性和抗拉強度、且表面光滑的材料，如橡膠膜，其高度應大于中性點至地面的長度，寬度等于鉆孔周長。為進一步降低雙層掛布的摩擦系數(shù)，在掛布外表面均勾涂抹一層2?3mm的瀝青，并在內(nèi)外層之間撒入石墨，涂抹瀝青也起到防止掛布腐蝕的作用。
[0015]所述的注漿布袋環(huán)繞在鋼筋籠外側(cè)，沿粧身設(shè)置兩層，以便在混凝土灌注前布袋底端密貼孔壁，防止混凝土進入掛布外表面。布袋選用具有一定韌性和強度的材料制成，如尼龍布或土工布。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
(1)通過在粧側(cè)中性點以上設(shè)置摩擦系數(shù)較小的雙層掛布，將有效降低基粧中性點以上粧-土界面的摩擦系數(shù)，減小粧基負摩阻力產(chǎn)生的不利影響；
(2)通過向雙層布袋注漿徑向推擠掛布使其底端密貼孔壁，能有效防止后續(xù)灌漿時混凝土進入掛布外圍，使雙層掛布自下而上貼合于孔壁，形成低摩阻力系數(shù)的滑動套筒，施工工藝簡單，成本低廉，幾乎不造成工期延長；
(3)本發(fā)明采用石墨作為雙層掛布之間的增滑劑，屬于固體潤滑劑范疇，不必像液體潤滑劑那樣需要嚴格密封防止泄露，并且化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有保護掛布不受酸、堿、有機溶劑等腐蝕的作用。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中沿A-A線的剖面圖(放大)；
圖3為本發(fā)明的施工步驟示意圖。
[0018]圖中，I為鋼筋籠，2為雙層掛布，3為孔壁，4為導管，5為布袋，6為注漿筒，7為混凝土。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。本發(fā)明的保護范圍并不受本實施方式的描述局限，而是以權(quán)利要求的范圍加以限定。
[0020]如圖1?