[发明专利]处治桩端隐伏溶洞的应力分散套叠钢管桩及其安装方法

说明书

本发明公开了一种用于处治桩端隐伏溶洞桩基的应力分散套叠钢管桩，它通过多层钢管分别传递竖向荷载，增大单桩在地基中的应力扩散范围以提高承载力，同时使用防腐土工布袋将穿越溶洞部分钢管进行注浆包裹，以保证其抗腐蚀能力并增强其承载力。本发明有效提高了用于处治桩端隐伏溶洞桩基的补强桩的单桩承载力，而且质量稳定可控，长期抗腐蚀性能强，施工方便，性价比高，是一种高效处治桩端隐伏溶洞桩基的应力分散套叠钢管桩。

技术领域

本发明涉及桩基设计领域，特别涉及钢管桩。本发明还涉及降阻防腐涂层材料领域。

背景技术

工程中即便在勘察设计以及施工阶段采取多种措施，如逐桩钻探、一桩多钻、施工现场实地观测判断，仍难以避免在施工完成后发现桩基底部持力层夹存溶洞的情况。因此对这种桩基采取补救措施就显得尤为重要。

以某桥梁桩基采用的钢管微桩为例^【1】。钢管布置尽量紧凑,使之落在承台荷载传递范围之内。这种微型钢管桩是使用下述分布多根一定规格的钢管微桩穿过溶洞嵌入岩层中，作为两端的连接。

钢管微桩分布：钢管之间要有一定的间距,既保证嵌岩部分钢管壁有足够的摩擦力；又容许钻孔时桩孔有少量倾斜。由于纵桥向汽车荷载及汽车制动力产生较大的弯矩,纵桥向前后各布设2排抗弯钢管。进行非正常成孔时放孔准确率应控制在5‰,钻孔孔斜率应控制在1.5％,各钢管微桩钻孔径为130～110mm,为保证钢管微桩与岩层间有足够的摩擦力,孔深要求穿过土层、溶洞及其顶板,进入较完整中风化灰岩6m以上。并且有多少微桩就应该打多少孔。之后的步骤为压桩，灌浆和安装栓帽。

微型钢管桩具有小型可调性，高承载力性，抗冲击性能好，接头易于处理，运输方便，施工质量稳定等特点。但是有一个明显的缺点是单根承载力的有效长度有限，即每根桩只有嵌岩部分的端部与岩层摩擦力实现有效承载作用。在一定承载力下桩径越大,嵌岩桩侧摩阻力分布越均匀,嵌岩桩能把荷载传递至更深的岩层,桩径越小,摩阻力在桩身顶部集中,其传递的深度是有限的,在一定的深度处,摩阻力基本为0^【2】。因而需要多桩，从而提供足够的承载力。但是多桩即需要对应打出多个孔，还要进行多次安装，这大大增加了施工成本，并且对原有桩基的破坏很严重，影响了建筑的稳定性。

此外，钢管穿过溶洞的部分，由于钢管与溶洞之间会产生间隙，而间隙处会产生水汽，滋生微生物等，容易对此处的钢管产生严重的腐蚀，这大大降低了钢管桩的稳定性和使用寿命。

背景材料：

【1】龚良,周斌良,王勇,龚玉华.岩溶地区钢管微桩地基处理技术[J].施工技术，2009,8(38):87-89,96.

【2】赵明华,雷勇,刘晓明.基于桩–岩结构面特性的嵌岩桩荷载传递分析[J].岩石力学与工程学报.2009,1(28):103-110.

发明内容

本发明的目的是提供一种用于桩端隐伏溶洞的桩基承载力补强的钢管桩及其安装方法，其单孔桩的承载能力高，沉降量小，质量稳定可控，长期抗腐蚀性能强。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种处治桩端隐伏溶洞的应力分散套叠钢管桩，包括相互套叠的钢管；临近的两个钢管，处于内侧的钢管两端均凸出处于外侧的钢管的两端；相邻钢管之间形成有间隙13；钢管中部均成形有与溶洞配合的第一注浆孔9；最外侧的钢管包裹有与溶洞18配合的防腐土工布袋11，第一注浆孔9处于防腐土工布袋11内；最外侧的钢管外套设有挡浆环12，挡浆环12处于防腐土工布袋11下方；最外侧的钢管中部还成形有第二注浆孔8，第二注浆孔8处于防腐土工布袋11上方。

进一步的改进，所述钢管顶部均成形有吊筋孔2，吊筋3穿过吊筋孔2将钢管悬挂固定；所述钢管伸入有注浆管7。