[发明专利]利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法

权利要求书

1.一种利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，步骤如下：

S1：将预制的钢筒构件运至预定的单桩基础（8）打桩位置，所述钢筒构件为一个具有中空内腔的钢制筒状壳体（4），其顶盖（1）和底板（5）分别开设有同轴的顶部预留孔（3）和底部预留孔（6），且顶部预留孔（3）和底部预留孔（6）的孔径均大于单桩基础（8）的外径；所述顶盖（1）上还设有用于向中空内腔内填充碎砂石材料（9）的填筑孔（2）；

S2：将单桩基础（8）初步打入预定桩位处的软弱地基（7）中，然后将钢筒构件通过顶部预留孔（3）和底部预留孔（6）穿入单桩基础（8）顶部，并借助单桩基础（8）的导向作用穿过桩身缓慢沉放，直至底板（5）到达软弱地基（7）顶面处，沉放完成；

S3：待钢制筒状壳体（4）沉放完成后，通过顶盖（1）上预留的填筑孔（2）往钢制筒状壳体（4）的中空内腔中填充碎砂石材料（9），待碎砂石材料（9）填筑密实后，形成环绕单桩基础（8）的钢-碎砂石筒结构；

S4：在单桩基础（8）的桩身一侧施加水平作用力，使桩身受到水平力作用绕着底部桩端发生倾斜摆动，通过桩身倾斜产生的位移使桩侧地基土体受到压缩，同时受荷侧桩身和底部预留孔（6）之间的间隙扩大形成供碎砂石材料（9）下落的空隙，碎砂石材料（9）在自重下从空隙中落入地基土中，替代部分原始的桩侧土体；再重新对单桩基础（8）的桩身施加水平作用力使桩身恢复未倾斜状态；

S5：然后针对桩身的其余侧，也按照与S4中相同的方法通过施加相应方向的水平作用力，使碎砂石材料（9）进入受荷侧的地基土中，替代部分原始的桩侧土体；

S6：在单桩基础（8）打桩过程中不断重复S4和S5，直至桩底到达预计深度且稳定后，使桩身侧部原始的软弱地基土被替换为碎砂石包裹；最后从填筑孔（2）中向筒体内进行注浆，使整个钢筒构件与单桩基础（8）浇筑成整体。

2.如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，所述的钢制筒状壳体（4）、顶盖（1）和底板（5）均为钢材质，通过焊接形成整体结构。

3.如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，所述的顶部预留孔（3）和底部预留孔（6）的孔径均为单桩基础（8）桩径的1.1倍。

4.如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，所述顶盖（1）的外径为单桩基础（8）桩径的4~6倍，所述底板（5）的外径为单桩基础（8）桩径的2~4倍，所述钢制筒状壳体（4）的高度为单桩基础（8）桩径的5倍。

5.如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，所述的填筑孔（2）的直径与单桩基础（8）桩径相同。

6. 如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，所述钢制筒状壳体（4）的壁厚为单桩基础（8）桩径的1/100 。

7.如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，所述软弱地基（7）所处地质条件为粘土、淤泥或粉质粘土。

8.如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，所述单桩基础（8）的桩身与碎砂石接触面预先进行喷砂处理，以提高二者连接整体性及摩擦系数。

9.如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，打桩过程中，所述钢制筒状壳体（4）内的碎砂石材料（9）需不断补充。

10.如权利要求1所述的利用桩周钢-碎砂石筒结构提升桩基水平承载力的方法，其特征在于，为使单桩基础（8）的桩身产生一定倾斜量，施加的水平外力将随着桩身的打入深度增大而逐渐增大；且在使单桩基础（8）向不同侧倾斜时施加的水平力的方向也需适应性变化。