一种地基复合桩的制作方法

1.本实用新型属于地基工程技术领域，尤其涉及一种地基复合桩，适用于建筑物地基处理承载力较高的地基处理工程。


背景技术：

2.我国地域辽阔，且地质条件复杂，沿海、沿江区域多数为我国重要经济发展区域，交通网络枢纽错综复杂，但是，这些区域多为软土地基，所谓软土地基一般含水率较高、压缩性大、强度低以及固结效果差。在此基础上建设公路、铁路、市政以及水利等基础地基工程时，往往需要进行必要的加固处理，以增强地基的稳定性及防止施工后的沉降问题。目前，处理软土地基的方式有浅层换填、加固以及深层桩体的加固等，以大幅提升地基承载力。
3.以往的桩体复合地基中，其桩体类型无非就是水泥土搅拌桩、沉管灌注桩及混凝土预制桩，但是，以上地基基础均具有一定的不足，如水泥土搅拌桩本身承载力差且施工不便；沉管灌注桩易产生桩身缩颈问题；混凝土预制桩挤土效应过于明显，此外还有一些特殊的桩型，如扩挤支盘桩，造价过于昂贵，在现阶段的地基工程中，还采用劲芯复合桩，就是在水泥土搅拌桩成桩之后，初凝之前，采用压桩设备将劲芯桩如混凝土预制桩或型钢等压入水泥土搅拌桩内，待水泥土凝固后，劲芯桩和水泥土搅拌桩形成一体结构共同承受上部承载力的效果。但是，对于一些地下基础较深的施工项目而言，单根预制桩的长度达不到施工深度，所以需要将预制桩进行拼接已达到施工要求，然而拼接而成的预制桩存在一些不足，即相邻预制桩拼接的两个端面之间往往具有一定间隙，一方面，会导致地下水或者盐碱物质从间隙中渗透到预制桩的表面，进而侵蚀到预制桩的连接结构以及钢筋笼，另一方面，相邻预制桩之间的密封效果不好，影响整个地下基础复合桩的连接性能以及承载力。故亟需一种提高相邻预制桩对接端面之间密封性能的复合桩。


技术实现要素：

4.本实用新型基于如何提升组合桩中的水泥土搅拌桩和预制桩之间的密封效果的研究而提出的一种地基复合桩。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种地基复合桩，包括水泥土搅拌桩，以及两个以上插设于所述水泥土搅拌桩内且采用机械接头竖向依次对接的预制桩，相邻两个预制桩中，位于下方的所述预制桩于上端面上设置有卡槽一，所述卡槽一里填充有胶凝材料；
6.位于上方的所述预制桩于下端面上设置有卡槽二，所述卡槽二与卡槽一竖向对齐，且卡槽二内嵌装有部分凸出预制桩的端面插件，
7.卡槽一的槽宽大于卡槽二的槽宽，卡槽一内填充的部分胶凝材料受插件挤压溢出至相邻两个预制桩的拼接处。
8.本实用新型的技术方案还包括：所述插件具有小于或等于卡槽二槽宽的厚度；
9.所述插件凸出预制桩端面部分的高度值小于和/或等于卡槽一的深度值。
10.本实用新型的技术方案还包括：所述插件与卡槽二之间通过卡接、粘接、焊接、螺接中的一种或两种组合连接固定；
11.或者，所述插件与卡槽二为一体结构预埋于预制桩的端面上。
12.本实用新型的技术方案还包括：所述胶凝材料为环氧树脂、密封胶、固化剂中的至少一种。
13.本实用新型的技术方案还包括：所述卡槽一、卡槽二的横截面为四边形或圆形；
14.所述插件为在卡槽二内连续或者间隔设置的金属板或者金属条或者金属块；
15.或者，插件为合金或硬质橡胶或木板。
16.本实用新型的技术方案还包括：所述机械接头包括设置于预制桩其中一端面的第一拼接组件，以及设置于预制桩另一端面的第二拼接组件；
17.相邻两个预制桩对接时，其中一个预制桩端面的第一拼接组件插接于另一个预制桩端面的第二拼接组件，其中，同一预制桩中的第一拼接组件和第二拼接组件之间设置有受力筋。
18.本实用新型的技术方案还包括：在预制桩的端面上，所述卡槽一的横截面大于第一拼接组件的横截面，所述卡槽二的横截面大于第二拼接组件的横截面。
19.本实用新型的技术方案还包括：所述预制桩为具有若干个间隔设置的粗截面段和细截面段的异型预制桩，所述粗截面段与细截面段之间通过倾斜面衔接；
20.或者，所述粗截面段与细截面段垂直衔接。
21.本实用新型的技术方案还包括：所述预制桩长度方向上的一端部或两端部配置有端板，当相邻两个预制桩相对接时，一预制桩的端板对接另一预制桩端部的端板；
22.将相邻两个预制桩的端板焊接固定。
23.本实用新型的技术方案还包括：插设于所述水泥土搅拌桩桩体内的预制桩底部还设置有桩尖，所述桩尖采用钢筋混凝土桩尖或钢板桩尖。
24.本实用新型的有益效果为：在水泥土搅拌桩内插设预制桩可提高组合桩的整体承载力，通过在预制桩的其中一端面上设置卡槽一，并在卡槽一里面填充胶凝材料，预制桩的另一端面上设置卡槽二，在卡槽二里安装有插件，当相邻预制桩拼接时，其中一预制桩端面上的插件插设于另一预制桩端面的卡槽一里，并将卡槽一里面的胶凝材料挤压至预制桩的端面上，从而将相邻预制桩对接端面上的间隙完整填充，提高相邻预制桩之间的密封效果。
附图说明
25.图1为本实用新型中水泥土搅拌桩的成型示意图；
26.图2为本实用新型中水泥土搅拌桩中相邻预制桩未拼接的结构示意图；
27.图3为图2中a的放大示意图；
28.图4为本实用新型中水泥土搅拌桩中相邻预制桩拼接后的结构示意图；
29.图5为图3中b的放大示意图；
30.图6为本实用新型中预制桩的端面结构示意图；
31.图7为本实用新型中预制桩的另一种实施例的结构示意图。
32.图中：
33.1、地基；2、水泥土搅拌桩；3、预制桩；31、卡槽一；32、卡槽二；33、插件；4、机械接
头；41、第一拼接组件；42、第二拼接组件。
具体实施方式
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
35.在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
36.在本实施例中，主要涉及地下工程中的地基基础结构，针对一些特殊的地质条件，常采用水泥土搅拌桩加劲芯结构(如预制桩、钢管、型钢等)形成复合桩来增强地下基础的承载力，在本文中，以水泥土搅拌桩插预制桩为例进行描述，预制桩是提前在工厂预制完成，随后运输到施工现场进行后续操作，而工厂场地空间有限以及为了方便大规模制作和便于运输等问题，所以，预制桩一般都是具有一定长度大小的规模化制作，其中，在一些特殊的地下基础项目中，单根预制桩的长度达不到施工深度，就提出了将多根预制桩拼接的概念，因此，问题也就产生了，在相邻预制桩拼接的两端面之间存在有一定的间隙，导致地下基础中的水分或盐碱物质会通过间隙渗透至预制桩的端面上，一方面，会造成相邻预制桩连接结构或钢筋笼的侵蚀，另一方面，相互拼接的预制桩由于间隙的存在影响整个地下基础复合桩的承载力。所以，在此基础上提出了一种地基复合桩，来提高相邻预制桩两端面之间的密封效果。
37.接下来将对此复合桩结构如何提高密封效果进行详细描述，参考图1和图2，在本实施例中，用于地下基础的复合桩，主要包括利用搅拌桩机或钻机在地基1中成型的水泥土搅拌桩2，以及两个以上插设于水泥土搅拌桩2桩体内且采用机械接头4竖向依次对接的预制桩3，由于水泥土搅拌桩2的单桩承载力较差，所以利用预制桩3本身的结构强度配合水泥土搅拌桩2即可大幅提升地下基础结构的承载力，如图2和图3所示，相邻两个预制桩3中，位于下方的预制桩3于上端面上设置有卡槽一31，在卡槽一31里填充有胶凝材料，而位于上方的预制桩3于下端面上设置有卡槽二32，卡槽二32与卡槽一31竖向对齐，其中，卡槽二32内还嵌装有部分凸出预制桩3的端面插件33，便于两个预制桩3沿水泥土搅拌桩2高度方向对接时，插件33的凸出部分插接于卡槽一31，其中，卡槽一31的槽宽大于卡槽二32的槽宽，便于卡槽一31内填充的部分胶凝材料受插件33挤压溢出至相邻两个预制桩3的拼接处。具体的，其中一个预制桩3端面的插件33插接于另一个预制桩3端面的卡槽一31中，将胶凝材料从卡槽一31挤压出来充满两个相邻预制桩3端面拼接处，从而将相邻两个预制桩3端面之间的间隙填充，增强相邻两个预制桩3端面之间的密封效果。一方面，防止地下基础中的水分或者盐碱物质进入到间隙中，对固定连接相邻预制桩3的机械接头4或钢筋笼造成侵蚀，影响预制桩3的整体稳定性。另一方面，提高相邻预制桩3端面之间的连接性能，进而增强地基复合桩的整体承载力。
38.由上文可知，通过插件33挤压卡槽一31中的胶凝材料完成对相邻预制桩3端面之间间隙的填充，所以，为了便于将胶凝材料从卡槽一31中挤压出来并铺满预制桩3的端面
上，在本实施例中，插件33具有小于或等于卡槽二32槽宽的厚度，如图2和图3所示，厚度就是指插件33靠近或远离预制桩3轴心方向具备的大小，一方面，便于插件33的插入，另一方面，插件33插入卡槽一31后，由于插件33的厚度小于或等于卡槽二32槽宽，而卡槽二32的槽宽要小于卡槽一31的槽宽，所以，待插件33插入卡槽一31之后，如图5所示，插件33的外壁与卡槽一31的内槽壁之间会存在有一定的空隙，当插件33挤压胶凝材料时，胶凝材料就可以从空隙中出来并铺满预制桩3的端面。插件33的凸出预制桩3端面部分的高度值小于或等于卡槽一31的槽深值，其主要是防止插件33的凸出预制桩3端面的部分太高，引起相邻预制桩3端面之间的间隙过大的问题。
39.在本实施例中，如图2所示，插件33与卡槽二32之间通过卡接、粘接、焊接中的一种或两种组合连接固定，一方面，便于维修更换，节省材料。另一方面，便于存放，在施工前，将预制桩3和插件33单独存放，施工时，将插件33取出安装上即可。或者，将插件33与卡槽二32设置为一体结构提前预埋于预制桩3的端面上，可减少后续施工的准备时间，提高施工效率。
40.所提到的胶凝材料为环氧树脂、密封胶、固化剂中的至少一种，在本实施例中，最适用的方案是选择环氧树脂，因为环氧树脂对于木材、玻璃以及混凝土而言具有良好的粘接性能，同时防腐效果较好，而本实施例中的预制桩3采用混凝土制成，因此优先选用环氧树脂，但是，并不局限于此，仅仅是便于本方案的操作实施，密封胶、固化剂亦或者与环氧树脂的结合以及其他胶凝材料等均可用以预制桩3之间的密封。
41.在本实施例中，如图6所示，所提到的卡槽一31、卡槽二32以及插件33在预制桩3的端面上为四边形或者圆形(图中未画出)，是基于钢筋笼的结构形状而设置的，卡槽一31和卡槽二32是在预制桩3的端面上开设的凹槽，可以是在预制桩3成型过程中或者成型以后开设的，钢筋笼处于卡槽一31、卡槽二32内侧，防止因为卡槽一31或卡槽二32与钢筋笼之间的厚度不一导致预制桩3整体受载力不均衡，影响预制桩3的桩身质量或是端面质量，其中，插件33为在卡槽二32内连续或者间隔设置的金属板或者金属条或者金属块，为了便于理解，以插件33为钢板为例进行说明，将一块完整的钢板折弯或加工做成四边形或圆形或者由多个钢板焊接成四边形或圆形，基于卡槽二32的形状而设计，将钢板做成的插件33嵌装在卡槽二32中进行连接固定，进行后续操作，当然，其他一些硬质材料如合金、硬质橡胶、木板等用于制作插件33也可。
42.接下来将对相邻预制桩3之间如何连接固定进行详细描述，具体的，相邻两个预制桩3的端面由多个间隔分布的机械接头4连接固定，保证相邻预制桩3的对接，提高地下基础的施工便捷性。关于机械接头4，具体的，如图3或图5所示，包括安装于预制桩3其中一端面的第一拼接组件41，以及安装于预制桩3另一端面的第二拼接组件42，在相邻两个预制桩3进行对接时，其中一个预制桩3端面的第一拼接组件41插接入另一个预制桩3端面的第二拼接组件42内，即可完成相邻两个预制桩3的对接，其中，在同一个预制桩3中的第一拼接组件41与第二拼接组件42之间还设置有受力筋，在预制桩3生产时，保证预制桩3的预应力张拉，提高预制桩3的结构强度。
43.在本实施例中，如图6所示，在预制桩3的端面上，卡槽一31的横截面大于第一拼接组件41的横基面，卡槽二32的横截面大于第二拼接组件42的横截面，详细的说，就是第一拼接组件41和第二拼接组件42设置于卡槽一31和卡槽二32靠近预制桩3轴心的内侧，避免地
下基础中的水分或盐碱物质进入到第一拼接组件41和第二拼接组件42并侵蚀第一拼接组件41和第二拼接组件42，也就是机械接头4，保证了相邻预制桩3之间的连接强度。
44.在本实施例中，如图7所示，预制桩3还可以是具有若干个间隔设置的粗截面段和细截面段的异型预制桩，其中，异型预制桩的粗截面段与细截面段之间可通过倾斜面过渡衔接，是基于生产脱模的考虑，倾斜面的设置，便于将异型预制桩从模具(图中未画出)中脱离出来，当然，粗截面段与细截面段之间呈垂直设置也是可行的，而且，此种结构对于提升侧摩擦力有良好的效果。
45.在本实施例中，相邻预制桩3之间的另一种连接方式，沿预制桩3的长度方向上，预制桩3的其中一端部或两端部配置有端板(图中未画出)，当相邻两个预制桩3相拼接时，一预制桩3的端板对接另一预制桩3端部的端板，将相邻两个预制桩3的端板进行焊接固定，可完成相邻预制桩3的对接，达到施工要求及确保施工质量，当然，并不局限于上述焊接的连接形式。
46.如图2或图4所示，在本实施例中，插设于水泥土搅拌桩2桩体内的预制桩3底部还设置有预制桩桩尖，一方面，在预制桩3的压桩或植桩过程中，便于预制桩3压进水泥土搅拌桩2中，降低压桩难度，另一方面，可以减少机械接头4的使用，在压入水泥土搅拌桩2中的预制桩3底部不需要对接其他预制桩3，所以，底部就可以不设置机械接头4，仅仅在顶部设置即可，减少了材料的浪费，节约了成本。而且还可以避免受力筋与土壤的接触，从而防止受力筋被水或酸碱物侵蚀，以及影响到预制桩3本身的结构强度。其中，所提到的桩尖可以采用钢筋混凝土桩尖或者钢板桩尖；对此不作过多限制。
47.以上对本实用新型所提供的一种地基复合桩进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。