[发明专利]一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法

说明书

本发明公开了一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法，该方法通过混凝土U形管桩、护桶、底盘与不同类型的中心装置组成的结构，实现沉桩施工、排水加固、注浆加固工艺。该结构独特性造就其地基处理性能方面的优越性，中心排水装置和中心注浆装置均采用分离式“L”型管道，分别实现刚性桩体的定点强力排水和定点强力注浆功能，改变了传统连通式或者面状式的压力传递模式，使得突破了传统排水加固和注浆加固地基处理加固效果随深度增加而降低的局限；护桶底部设计油泵液压动力底盘，可解决了桩体与护桶卡住而难以拔出护桶、在调换不同类型的中心装置时桩周土从桩壁孔挤入软土的障碍。

技术领域

本发明涉及一种中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法，属于软土地基处理领域范畴，适用于处理高含水率的砂土、粉土、粘土、淤泥质土等软土地基，尤其可用于深厚饱和软土地基。

背景技术

软土广泛分布于我国沿海以及内陆湖泊地区，尤其在沿海地区分布大面积深厚且含水量极高的软土层，如天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、湛江、广州、深圳等地。因压缩性高、承载力低等特性，这些区域软土常常无法满足铁路、公路、码头、市政及工业与民用建筑等工程建设要求。当天然地基不能满足工程建设要求时，地基处理就成为关系工程建设的关键问题。为了满足工程建设经济实用与安全可靠原则，需要进行地基处理设计，其中最为重要的是，根据软土特性、技术条件、工程要求等情况确定相应地基处理技术手段。

当前，涌现了一批新型复合处理地基技术，如浆固碎石桩、混凝土芯砂石桩、透水混凝土桩、套管排水桩等，这些新复合地基处理技术是由单一工作状态向多种工作状态演化发展，在传统地基处理方法的基础上结合两种及以上处理手段的优点，取长补短，强强联合，达到了既改善软土特性，又提高桩身强度的目的，进而提高复合地基承载力和减小沉降。可以看出，新型复合处理地基技术是基于联合法技术思想，改变传统地基处理技术的单一效用，融合各种处理技术优势，这使得新型复合处理地基技术在软基处理领域表现出强大的生命力。对此，尽管对于浅层高含水量软土地基，新型复合加固桩技术具备明显的优势，然而对于深厚含水量高的软土地基，新型复合加固桩技术仍面临巨大的挑战，主要是受限其随着深度增加而加固效果降低的特性。

发明内容

本发明针对含水量较高的深厚软土地基加固处理，克服上述现有新型复合处理地基技术不足，融合了刚性桩、排水和注浆三者的优势，提出一种快速排水、强力注浆和高强度特性于一身的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构及方法。

本发明的技术方案是：

中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构，它包括混凝土U形管桩、在混凝土U形管桩内嵌套有隔离作用的护桶，在所述混凝土U形管桩的侧壁上设有桩壁孔，在护桶上设有能与桩壁孔匹配的桶壁孔，在护桶上设有能驱使护桶转动的底盘，在护桶内嵌套有不同功能的中心装置；所述的中心装置为沉桩施工所需的中心刚体装置、排水加固所需的中心排水装置、注浆加固所需的中心注浆装置的其中一种或一种以上的组合。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的中心刚体装置是实心刚体，在中心刚体装置上设有吊环。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的中心排水装置包括与护桶嵌套匹配的柱状体，在柱状体内设置有排水管，在排水管内设有过滤填料，在柱状体上设有排水孔，排水管的一端管口位于柱状体的上端面、另一端与柱状体上的排水孔对应；所述的排水孔与桩壁孔的位置对应。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的中心注浆装置包括与护桶嵌套匹配的柱状体，在柱状体结构内设置注浆管，在柱状体上设有排浆孔，注浆管的一端管口位于柱状体结构的上端面、另一端与柱状体上的排浆孔对应；所述的排浆孔与桩壁孔的位置对应。

前述的中心排水注浆混凝土桩地基加固的结构是，所述的底盘位于护桶的底部，其包括产生驱动力的驱动电机，在电机上连接有减速轮与传动齿轮，传动齿轮与混凝土U形管桩的内壁接触，且在底盘的底部设有分离用液压装置，在护桶底部设有与传动齿轮匹配的齿轮。