改进的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础及其施工方法与流程

本发明涉及钻孔灌注桩基础工程，更确切地说，它涉及改进的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础及其施工方法。

背景技术：

1、随着我国构建新型电力系统和新增电力装机的主力逐渐转变为光伏发电，涌现出了大量“渔光互补”光伏项目、“潮光互补”光伏项目等工程项目，各类桩基础(特别是混凝土灌注桩基础)为上述工程的顺利建设和正常运营发挥了重要的作用。

2、在江河冲积平原、江河入海口以及大陆架上广泛分布着孔隙率大、抗剪强度低、易受扰动的高灵敏度软弱土，在陆地向江河、海洋延伸区域形成软土斜坡。在此类高灵敏性软土斜坡中修造建筑物或构筑物时，一方面需要考虑建造过程中施工荷载、天文潮汛以及其他极端天气条件下光伏软土建设场地钻孔灌注桩基础的施工安全性，另一方面也要考虑在光伏电站长期运营过程中波浪荷载、上部结构工作荷载、地震以及风暴潮等因素对光伏软土建设场地钻孔灌注桩基础稳定性的影响。事实上，施工荷载、波浪荷载、结构本身振动及其上部工作荷载、风暴潮、地震以及其他自然灾害等作用下，不仅使得软土受扰动后土体微观结构破坏、强度软化，还将在钻孔灌注桩基础周围的软土层中逐渐形成超静孔隙水压力。根据有效应力原理可知，随着软土层中孔隙水压力的增加，有效应力会减小，导致土体的抗剪强度也随之减小。由此，可能引起软土斜坡滑坡，进而诱发钻孔灌注桩基础发生滑移或断裂，甚至引发钻孔灌注桩基础及其上部结构的整体倾覆破坏，从而可能造成人员伤亡并带来巨大的财产损失。

3、因此，为了避免传统光伏软土建设场地钻孔灌注桩基础失稳，保证软土中的钻孔灌注桩基础在施工期间和光伏电站长期运营阶段的安全性，亟需一种施工简便、且全面有效适用于光伏软土建设场地的钻孔灌注桩基础及其施工方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供了改进的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础及其施工方法。

2、第一方面，提供了改进的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，包括：地层、钻孔灌注桩主体、新型改良护筒、推挤板和栓锁；

3、其中，所述新型改良护筒包裹于所述钻孔灌注桩主体外，所述新型改良护筒设有横向嵌入土体的根键；所述根键设置在所述推挤板上，所述推挤板通过所述栓锁连接所述新型改良护筒；所述推挤板和所述栓锁位于所述新型改良护筒的空腔内。

4、作为优选，所述根键包括棱锥形实心锥体、菱形空心结构和键环；每个推挤板上设有三个均匀分布的键环，三个菱形空心结构呈放射状穿过键环以焊接方式固定于推挤板上；棱锥形实心锥体焊接在所述菱形空心结构远离键环的一端。

5、作为优选，所述推挤板包括半圆形推挤板和受压板；所述根键固定在所述半圆形推挤板上；所述受压板以焊接方式与半圆形推挤板相接，注浆时承受压力向下转动带动根键嵌入土体。

6、作为优选，还包括：推挤板通孔和弧形挡板；所述推挤板通孔两两对称分布于新型改良护筒两侧，纵向相邻两推挤板通孔呈90度旋转分布；所述弧形挡板以顶部环向焊接的方式与推挤板通孔顶部固定连接。

7、作为优选，所述推挤板为弧形板，根键与推挤板的外弧面连接。

8、作为优选，所述推挤板通过栓锁水平固定于新型改良护筒内壁，未使用时藏于新型改良护筒内部，有效利用空间；

9、作为优选，所述推挤板通过压力件的施压过程转变方向为竖直方向，将推挤板上所分布根键嵌入地层；所述压力件为圆柱实心体。

10、作为优选，压力件上安装有起吊装置，利用起吊装置使压力件均匀下沉，在下沉过程中，始终保持压力件竖直向下；待推挤板完全竖直后，通过吊机缓慢向上起吊压力件，吊离施工现场备用。

11、第二方面，提供了第一方面任一所述光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础的施工方法，包括：

12、s1、将工厂组装完成的新型改良护筒运至需要进行安装的工程场地；

13、s2、光伏场区地层进行平整，确定桩点位置，正反循环钻孔施工，对钻孔钻出的孔洞进行检查和清理，形成柱形基坑，并夯实基坑底部形成基础持力层；

14、s3、使用吊机缓慢起吊新型改良护筒，下放至基坑内，保持新型改良护筒的轴线铅直，并保持其竖直向下地插入高灵敏性软土层中；

15、s4、继续使用吊机缓慢吊起压力件，在重力作用下沿新型改良护筒内壁缓慢下落，使推挤板开始旋转，带动根键嵌入地层，待推挤板完全竖直后，将压力件吊离施工现场备用；

16、s5、清理土渣，吊放钢筋笼，下放过程中保证钢筋笼竖直向下，以及钢筋笼的中轴线与新型改良护筒的中轴线重合；

17、s6、待钢筋笼下放完成后，采用导管向孔洞内浇灌混凝土；

18、s7、拆除所述导管，并对桩基进行无损检查。

19、作为优选，s2和s3中，通过导向定位架保证钻孔和护筒下落过程的竖直。

20、作为优选，s6中，通过向新型改良护筒的空腔内注浆，填充菱形空心结构；灌注过程中水泥浆液从新型改良护筒上推挤板通孔与桩周土层的缝隙流出，加强新型改良护筒(1)与桩周土层的粘结强度。

21、本发明的有益效果是：

22、1.本发明采用重力沉降技术安装光伏软土建设场地抗滑钻孔灌注桩的新型改良护筒，属于静力安装方法，保证光伏软土建设场地抗滑钻孔灌注桩的钢护筒安装过程中尽可能少的扰动抗滑钻孔灌注桩外围的土体，可有效避免传统动力方法安装光伏软土建设场地抗滑钻孔灌注桩钢护筒可能造成钢护筒或成桩后的抗滑桩基础周围软土的强度软化的风险。

23、2.本发明根据地质勘察资料确定光伏软土建设场地，将位于该区域中的抗滑钻孔灌注桩基础的带有嵌入土体根键的钢护筒外筒上均匀排布通孔，通孔位于光伏软土建设场地，相邻竖向通孔可纵横均匀分布或纵横交错均布，充分与软土地层接触，在注浆后又能够充分密实填充，一方面有利于减小开孔对钢护筒外筒强度和刚度的不利影响，另一方面有利于高效地预防和治理施工期间和运营阶段抗滑钻孔灌注桩基础周边软土斜坡的滑坡灾害。

技术特征：

1.改进的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，其特征在于，包括：地层(7)、钻孔灌注桩主体(8)、新型改良护筒(1)、推挤板(3)和栓锁(4)；

2.根据权利要求1所述的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，其特征在于，所述根键(2)包括棱锥形实心锥体(201)、菱形空心结构(202)和键环(203)；每个推挤板(3)上设有三个均匀分布的键环(203)，三个菱形空心结构(202)呈放射状穿过键环(203)以焊接方式固定于推挤板(3)上；棱锥形实心锥体(201)焊接在所述菱形空心结构(202)远离键环(203)的一端。

3.根据权利要求2所述的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，其特征在于，所述推挤板(3)包括半圆形推挤板(301)和受压板(302)；所述根键(2)固定在所述半圆形推挤板(301)上；所述受压板(302)以焊接方式与半圆形推挤板(301)相接，注浆时承受压力向下转动带动根键(2)嵌入土体。

4.根据权利要求3所述的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，其特征在于，还包括：推挤板通孔(6)和弧形挡板(5)；所述推挤板通孔(6)两两对称分布于新型改良护筒(1)两侧，纵向相邻两推挤板通孔(6)呈90度旋转分布；所述弧形挡板(5)以顶部环向焊接的方式与推挤板通孔(6)顶部固定连接。

5.根据权利要求4所述的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，其特征在于，所述推挤板(3)为弧形板，所述推挤板(3)通过栓锁(4)水平固定于新型改良护筒(1)内壁，未使用时藏于新型改良护筒(1)内部，根键(2)与推挤板(3)的外弧面连接。

6.根据权利要求5所述的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，其特征在于，所述推挤板(3)通过压力件(9)的施压过程转变方向为竖直方向，将推挤板(3)上所分布根键(2)嵌入地层(7)；所述压力件(9)为圆柱实心体。

7.根据权利要求6所述的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，其特征在于，压力件(9)上安装有起吊装置，利用起吊装置使压力件(9)均匀下沉，在下沉过程中，始终保持压力件(9)竖直向下；待推挤板(3)完全竖直后，通过吊机缓慢向上起吊压力件(9)，吊离施工现场备用。

8.一种如权利要求1至7任一所述光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础的施工方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础的施工方法，其特征在于，s2和s3中，通过导向定位架保证钻孔和护筒下落过程的竖直。

10.根据权利要求8或9所述的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础的施工方法，其特征在于，s6中，通过向新型改良护筒(1)的空腔内注浆，填充菱形空心结构(202)；灌注过程中水泥浆液从新型改良护筒(1)上推挤板通孔(6)与桩周土层的缝隙流出，加强新型改良护筒(1)与桩周土层的连结强度。

技术总结本发明涉及改进的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础及其施工方法。本发明提供了改进的光伏软土建设场地抗滑灌注桩基础，包括：地层、钻孔灌注桩主体、新型改良护筒、推挤板和栓锁；其中，所述新型改良护筒包裹于所述钻孔灌注桩主体外，所述新型改良护筒设有横向嵌入土体的根键；所述根键设置在所述推挤板上，所述推挤板通过所述栓锁连接所述新型改良护筒；所述推挤板和所述栓锁位于所述新型改良护筒的空腔内。本发明保证光伏软土建设场地抗滑钻孔灌注桩的钢护筒安装过程中尽可能少的扰动抗滑钻孔灌注桩外围的土体，可有效避免传统动力方法安装光伏软土建设场地抗滑钻孔灌注桩钢护筒可能造成钢护筒或成桩后的抗滑桩基础周围软土的强度软化的风险。技术研发人员：孙琦,郑川,赵岩,张泽渔,郭璟聪受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13