[发明专利]一种适于季节性冻土区的上直杆下螺杆抗拔桩及其施工方法

说明书

本发明公开了一种适于季节性冻土区的上直杆下螺杆抗拔桩及其施工方法，其特征在于，包括：抗拔钢筋、砂浆和套管。所述抗拔钢筋位于抗拔桩的中心位置，所述抗拔钢筋被砂浆包裹，形成柱形结构。所述抗拔钢筋的数量为若干根，所述抗拔钢筋的顶部留有超出抗拔桩顶部的接头。所述柱形结构的下方外壁上设有螺纹，形成抗拔桩的螺杆部分。所述柱形结构的上方外壁上无螺纹，形成抗拔桩的直杆部分。所述抗拔桩的直杆部分外壁上套有套管，所述套管包括内层套管和外层套管。所述外层套管能够与内层套管产生沿抗拔桩轴向方向的相对位移。所述内层套管的内壁与砂浆相接触。所述外层套管的外壁与可冻胀‑融沉的地基接触。

技术领域

本发明涉及抗拔桩，具体是一种适于季节性冻土区的上直杆下螺杆抗拔桩及其施工方法。

背景技术

抗拔桩是一种承受上拔荷载的桩基类型，其承载力是指其所能承受的最大上拔荷载，变形是指在上拔荷载作用下桩顶向上的位移值。在季节性冻土地区，抗拔桩的桩周地基土因季节性变化可能发生冻胀-融沉循环作用，此作用必然对抗拔桩的承载特性产生影响，主要体现在两个方面：

一是在桩周地基土发生冻胀时，由于冻胀过程中地基土与抗拔桩之间存在相对位移趋势，因此会产生新的桩侧摩擦力。该桩侧摩擦力的方向与地基土冻胀位移趋势方向相同，也是向上的。这相当于给抗拔桩施加了新的上拔荷载，桩顶也相应地发生向上的位移。由于地基土体的冻胀效应随冻胀过程发展或土体温度降低呈增强变化，使得该上拔荷载随冻胀过程发展或温度降低也呈增大变化，上拔荷载作用下的桩顶位移也呈增大变化。可见，桩周地基土发生冻胀时，冻胀作用会降低抗拔桩的承载力，增大抗拔桩的桩顶位移量；在冻胀过程中，桩顶位移随冻胀过程发展呈逐渐增大变化。

二是在桩周地基土发生融沉时，由于融沉过程中土体中的固态冰逐渐转化为液态水，土体的抗剪强度会显著降低，甚至可能低于冻胀前的值，使得桩-土界面的抗剪强度降低，抗拔桩承载力随之降低，相同荷载作用下的桩顶位移量有所增大；另外，由于融沉过程是从地表向下逐渐发展的，桩-土界面抗剪强度的降低也是从地表向下逐渐发展的。可见，桩周地基土发生融沉时，融沉作用会降低抗拔桩的承载力，影响抗拔桩的荷载-位移关系特征。

为了防止桩周地基土的冻胀-融沉作用对抗拔桩承载特性的影响，通常的做法有两类：一类是对冻深范围内的桩周地基土进行置换或处理，减少或消除其冻胀-融沉性；二是增大抗拔桩的桩径或桩长，提高承载力设计值。

第一类做法虽然可以消除或部分消除冻胀-融沉作用对抗拔桩承载特性的影响，但显然是不经济的；第二类做法可以提高抗拔桩的安全性和适当降低冻胀-融沉作用的影响程度，但并不能消除冻胀-融沉作用对抗拔桩承载特性的影响，自然也是不经济的。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的不足，提供一种适于季节性冻土区的上直杆下螺杆抗拔桩及其施工方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种适于季节性冻土区的上直杆下螺杆抗拔桩，其特征在于，包括：抗拔钢筋、砂浆和套管。

抗拔桩包括相连的直杆部分和螺杆部分，所述直杆部分位于抗拔桩的上方、螺杆部分位于抗拔桩的下方。

所述抗拔钢筋位于抗拔桩的中心位置，所述抗拔钢筋被砂浆包裹，形成柱形结构。

所述砂浆的厚度同时满足桩径和抗拔钢筋或钢绞线保护层厚度的要求；

所述抗拔钢筋的数量为若干根，所述抗拔钢筋的数量大于一根时，使用支架将每一根抗拔钢筋分隔。

所述抗拔钢筋沿长度方向每隔2～3m设有一个环形支撑。

所述抗拔钢筋的顶部留有超出抗拔桩顶部的接头，所述接头与承台或上部结构相连接。

所述柱形结构的下方外壁上设有螺纹，形成抗拔桩的螺杆部分。所述柱形结构的上方外壁上无螺纹，形成抗拔桩的直杆部分。所述抗拔桩的直杆部分长度与工程区的最大冻深一致。