[发明专利]一种电渗法协助现浇X形桩沉桩的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软土地基处理和桩基础技术领域，尤其涉及一种电渗法协助现浇X形桩沉桩的施工方法。主要适用于高速铁路、高速公路软土地基处理技术领域。

 

背景技术

随着国家基础设施建设的推进，高速铁路、高速公路等不可避免的要穿过软弱土地区，软弱土地基处理是保证工程质量与安全的关键技术问题之一。在本发明之前，中国专利“现浇X形钢筋混凝土桩施工方法”（专利号：ZL200710020306.3），公布了一种采用现浇的方法制成横截面形状为类似英文字母X形的横截面异形桩；该桩型通过改变横截面形状来提高桩侧比表面积，提高桩侧摩阻力，从而提高单位混凝土材料强度利用率、提高等混凝土用量情况下桩基承载力，且该新型桩施工工艺简单、可操作性强，便于质量控制、检测，单桩承载力高；在高速公路、市政工程等软弱土地基处理工程中得到了广泛地应用。中国专利“一种现浇X形混凝土桩活瓣桩尖结构装置及使用方法”（专利号：ZL200910213162.2），公布了一种现浇X形桩的活瓣桩尖结构形式及其在施工过程中的使用方法；该法有效地避免了预制桩靴的工厂定制、运输等环节，而且施工便利，节省造价，在现浇X形桩的实际施工中得到广泛使用。中国专利“一种防止现浇X形混凝土桩拔模时带出桩周土的装置”（专利号：ZL201010215957.X），针对现浇X形桩在拔桩模过程中容易带出桩周土、混凝土填料充填反弧段而降低实际桩-土接触面积等现象，公布了一种防止现浇X形桩拔模时带出周围土体的装置及其使用方法；该法可以有效降低拔桩模时桩周土体被带出的问题，控制距离地表以下2.0米左右深度段现浇X形桩的成形质量。中国申请专利“一种电渗协助沉桩技术及其施工方法”（申请号：201110355411.9），针对海洋平台等水上工程施工大直径钢管桩时遇到“拒锤”等问题，公布了一种利用电渗法协助空心钢管桩打桩的技术方案及其施工方法；该法可以有效解决工程实际中遇到的“拒锤”问题，同时可以降低锤击能耗和捶头的重量。

由于高速铁路、高速公路等构件物对工后沉降要求非常严格，因此，处理软弱土地基的基桩深度较深，往往达到甚至超过20 m。目前，现浇X形桩沉桩能量主要采用振动锤的锤击能和打桩机本身的自重，能够满足大部分地层情况下的沉桩要求。现场施工经验表明，当地基土为均匀软弱土时，打桩沉模施工相对容易；当地基土中软弱土层中间夹含砂砾土，且根据设计承载力要求穿越时，打桩沉模施工难度较大；同时基桩沉模穿透持力层的深度受限。无限制的增大振动锤击能既不经济、又不环保；开发一种现浇X形桩沉桩辅助设备装置成为一个刻不容缓的工作。

 

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，解决现浇X形桩沉桩过程中可能遇到的需要穿透相对较硬的砂砾土层或者沉入一定深度持力层时的沉桩问题，在同等振动锤击能情况下，提高现浇X形桩沉桩深度与速度、降低沉桩成本，提出一种利用电渗法协助现浇X形桩沉桩的装置。

一种利用电渗法协助现浇X形桩沉桩的装置，包括直流电源、钢制套筒、固定架、绝缘橡皮滑块、销钉、电极接口、支撑牛耳和反力梁；绝缘橡皮滑块与固定架一端固定连接、固定架的另一端与钢制套筒利用销钉连接；直流电源的正负两极分别与钢制套筒和现浇X形钢制桩模连接，在接通直流电的情况下使X形桩模和钢制套筒分别形成阳、阴两极。

所述的直流电源，根据现场地质条件和沉桩实际情况的不同，确定工作电压和电流，一般电压在120-240 V之间，电流在80-200 A之间。

所述的钢制套筒，直径为600-1200 mm，比现浇X形桩模外包圆直径大100-200 mm；套筒高度为2-4 m，埋设时套筒下端要在地下水位线以下；套筒壁厚为5-20 mm；套筒上部对称设置4组连接固定架的插销孔和直流电源连接口。

所述的固定架由3根钢条和1根带插销孔的弧形钢带固定连接组成，2根钢条长度为150-300 mm，宽度为10-20 mm，厚度为5-20 mm；1根钢条为直径为5-15 mm，长度为180-300 mm的钢筋；带插销孔的弧形钢带，其弧度与钢制套筒外侧壁同心，弧长为200-400 mm，钢带上的2个插销孔与钢制套筒上的1组（2个）插销孔位置、大小相对应。

所述的绝缘橡皮滑块，包裹在固定架的圆柱形钢筋条上，橡皮滑块的外侧面与现浇X形桩模的外侧面相切，其最小直径为50-100 mm。

所述的销钉为带螺纹的固定螺丝，包括螺栓和螺帽，其大小和长度与插销孔配套。