CN114837240A - 后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构及方法，属于地下连续墙加固技术领域，解决了单室闭合地下连续墙基础服役后期承载力不足、不均匀沉降、稳定性不足的问题。本发明包括单室闭合地下连续墙和顶板，环绕单室闭合地下连续墙***设有多个凸台，凸台与单室闭合地下连续墙连接成一体，凸台上设有上下贯通的预留孔道，通过预留孔道在原地基土上开设有桩孔，桩孔和预留孔道内浇筑有混凝土形成后钻孔桩。方法：浇筑凸台并开设预留孔道；通过留孔道在原地基土内钻孔形成桩孔；下放钢筋笼并浇筑混凝土。本发明将单室闭合地下连续墙基础与后钻孔桩组合到一起，承载能力、抗不均匀沉降性、整体稳定性得到改善和提高。
Description
技术领域
本发明属于地下连续墙加固技术领域，具体涉及一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构及方法。
背景技术
在单室闭合地下连续墙基础的应用中，由于周围环境随时间变化影响，单室闭合地下连续墙基础服役后期往往出现承载能力不足、稳定性差等问题。单室闭合地下连续墙基础结构内外原地基土体遇水后，力学性能弱化，这严重削弱了单室闭合地下连续墙基础的整体承载力和稳定性乃至单室闭合地下连续墙基础本身破坏，同时随着时间的推移单室闭合地下连续墙基础结构内外土体沉降变形进一步增加，给上部结构带来巨大的安全隐患，诸如此类的后期病害严重制约着单室闭合地下连续墙基础的推广与应用。
对于在基坑、地下结构、基础等工程中集挡土、防水、承重为一体的单室闭合地下连续墙基础，为了保证承载力、稳定性的要求，就必须提高单室闭合地下连续墙基础的整体可靠性能。从单室闭合地下连续墙基础承载力组成分析，其承载力全部来自于地基土与单室闭合地下连续墙基础相互作用的综合效果，即墙体端部地基土承载力、墙体内外侧面与地基土的极限摩阻力、芯土部分自身的承载力在受到外荷载作用后实际发挥作用程度。实际工程建设和工程结构应用中，首先，由于单室闭合地下连续墙基础所用钢筋混凝土材料或混凝土材料的变形特性与地基土变形特性差别较大；其次，周围地质环境（如地基土含水量变化）也可能在单室闭合地下连续墙基础服役期发生变化，周围地质环境变化会进一步影响地基土的承载、变形特性；第三，单室闭合地下连续墙基础服役期半封闭结构的“锅盖效应”，造成孔隙水或水汽可能在芯土上层聚集，引起含水量增加，改变芯土的承载和变形性能；第四，单室闭合地下连续墙基础服役期，周围地基土体内水平向渗流的水分和水汽，可能在单室闭合地下连续墙基础四周聚集，也可能引起单室闭合地下连续墙基础周围土体含水量增加。以上因素的叠加影响，引起单室闭合地下连续墙基础在服役期受力状态与设计时发生很大变化，特别是地基土承载性能、变形特性及地基土与单室闭合地下连续墙基础通过摩擦协调受力的特性。因此，随着服役时间推移，单室闭合地下连续墙基础的承载能力、变形特性、整体稳定性都发生了改变，需要根据单室闭合地下连续墙基础服役中表现出的外在特点，研判单室闭合地下连续墙基础的服役性能，以便对其进行加固处理，确保整个结构使用安全。
目前，在土木工程建设领域，处理单室闭合地下连续墙基础承载力不足、抗渗性能欠缺以及不均匀沉降等问题的主要措施有：（1）导管注浆处理施工结构缝，通过绑扎导管对单室闭合地下连续墙基础的施工结构缝进行注浆加固以满足抗渗性要求；（2）设计中通过提高单室闭合地下连续墙基础钢筋和混凝土等级、强度和用量来提高稳定性和承载力。上述方法虽然在一定程度上提高了抗渗性、承载力以及稳定性，但都尚未能从根本上解决问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构，以解决单室闭合地下连续墙基础服役后期承载力不足、不均匀沉降、稳定性不足的问题。
本发明的另一目的是提供一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的方法。
本发明的技术方案是：一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构，包括单室闭合地下连续墙和顶板，单室闭合地下连续墙***填充有原地基土，环绕单室闭合地下连续墙***设有多个凸台，凸台与单室闭合地下连续墙连接成一体，凸台上设有上下贯通的预留孔道，通过预留孔道在原地基土上开设有桩孔，桩孔和预留孔道内浇筑有混凝土形成后钻孔桩。
作为本发明的进一步改进，桩孔和预留孔道内还设有钢筋笼，钢筋笼与混凝土结合成整体形成后钻孔桩。
作为本发明的进一步改进，预留孔道呈圆台状，预留孔道的上端直径大于下端直径。
作为本发明的进一步改进，单室闭合地下连续墙的截面呈矩形，凸台分布在矩形的每个边的两端。
作为本发明的进一步改进，单室闭合地下连续墙的截面呈圆形，凸台均布在圆形周围。
一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的方法，包括以下步骤：
A、在单室闭合地下连续墙周围浇筑凸台，凸台与单室闭合地下连续墙连接成一体；
B、在凸台上开设上下贯通的预留孔道；
C、在预留孔道上方搭设钻机，钻机的钻头经预留孔道在原地基土内进行钻孔作业，形成桩孔；
D、通过预留孔道向桩孔及预留孔道内下放钢筋笼并浇筑混凝土，钢筋笼与混凝土结合成整体形成后钻孔桩。
作为本发明的进一步改进，在步骤B中，预留孔道呈圆台状，预留孔道的上端直径大于下端直径。
作为本发明的进一步改进，单室闭合地下连续墙的截面呈矩形，凸台分布在矩形的每个边的两端。
作为本发明的进一步改进，单室闭合地下连续墙的截面呈圆形，凸台均布在圆形周围。
本发明在原有的单室闭合地下连续墙周围浇筑凸台，通过凸台上的预留孔道构建后钻孔桩，形成了一种“地下连续墙+后钻孔桩”式的新组合结构，新结构的承载能力、抗不均匀沉降性、整体稳定性得到改善和提高。
本发明的有益效果是：
1）单室闭合地下连续墙基础与后钻孔桩组合到一起，增加了个后钻孔桩的承载能力，使新组合结构的承载能力提高得到了保障。
2）后钻孔桩施作过程，可利用混凝土的微膨胀性能，调整单室闭合地下连续墙基础服役前期的不均匀沉降；后钻孔桩参与受力，使新组合结构受力变形协调性得到改善，减小了不均匀沉降产生的内在原因。
3）本发明对既有单室闭合地下连续墙基础进行加固处理时，可以完全采用已有的施工技术，不增加大型的施工机械和设备，施工质量可控，施工工期可以预期安排。
4）本发明适用于既有单室闭合地下连续墙基础服役期安全保障不足的地基基础的加固处理，即承载能力、不均匀沉降和整体稳定性存在隐患的基础的加固处理。
5）本发明适用范围广，可适用于截面为矩形或者圆形的单室闭合地下连续墙，也可适用于截面为其他形状的单室闭合地下连续墙。
附图说明
图1是本发明第一种实施方式的结构示意图；
图2是图1中的A-A视图；
图3是本发明第二种实施方式的结构示意图；
图4是图3中的B-B视图；
图5是原地基土条件下单室闭合地下连续墙基础承载力测试曲线；
图6是本发明后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力测试曲线。
图中：1-地基表面；2-上部结构；3-顶板；4-单室闭合地下连续墙；5-凸台；6-预留孔道；7-原地基芯土；8-原地基土；9-桩孔；10-后钻孔桩；11-钻机；12-钻头。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
实施例1、
如图1、图2所示，一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构，包括单室闭合地下连续墙4和顶板3，单室闭合地下连续墙4和基础顶板3位于地基表面1以下，基础顶板3上方承载有上部结构2，单室闭合地下连续墙4内部填充有原地基芯土6，单室闭合地下连续墙4***填充有原地基土8，环绕单室闭合地下连续墙4***设有多个凸台5，凸台5的横截面呈矩形，凸台5与单室闭合地下连续墙4连接成一体，凸台5上设有上下贯通的预留孔道6，通过预留孔道6在原地基土8上开设有桩孔9，桩孔9和预留孔道6内浇筑有混凝土形成后钻孔桩10。
桩孔9和预留孔道6内还设有钢筋笼，钢筋笼与混凝土结合成整体形成后钻孔桩10。
预留孔道6呈圆台状，预留孔道6的上端直径大于下端直径，以提高后钻孔桩10桩顶部与凸台5的结合力。
单室闭合地下连续墙4的截面呈矩形，凸台5分布在矩形的每个边的两端。
一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的方法，包括以下步骤：
A、在单室闭合地下连续墙4周围浇筑凸台5，凸台5与单室闭合地下连续墙4连接成一体；单室闭合地下连续墙4的截面呈矩形，凸台5分布在矩形的每个边的两端
B、在凸台5上开设上下贯通的预留孔道6，预留孔道6呈圆台状，预留孔道6的上端直径大于下端直径；
C、在预留孔道6上方搭设钻机11，钻机11的钻头12经预留孔道6在原地基土8内进行钻孔作业，形成桩孔9；
D、通过预留孔道6向桩孔9及预留孔道6内下放钢筋笼并浇筑混凝土，钢筋笼与混凝土结合成整体形成后钻孔桩10。
各个后钻孔桩10随着浇筑混凝土强度增加，逐渐发挥承载能力，所有后钻孔桩10增加的承载力，都叠加到单室闭合地下连续墙4承载部分，形成整体组合结构的承载能力得到提升，由于后钻孔桩10对上部荷载的分担作用，减小了作用在组合结构各部分的荷载大小，相应可以减小组合结构后期的不均匀沉降变形。
西长凤高速公路现场进行了黄土地基上单室闭合地下连续墙基础承载性能试验测试及研究。现场试验研究表明，黄土地基上应用本实施例的结构及方法，具有明显的工程经济效果，在该高速公路实际工程建设中得到了推广应用。
现场在天然黄土地基上进行单室闭合地下连续墙基础承载力测试，承载力在710KN，其承载力测试曲线如图5所示。采用本专利技术对黄土地基上单室闭合地下连续墙基础进行后钻孔桩加固后，单室闭合地下连续墙基础承载力达到970KN，其承载力测试曲线如图6所示，承载力提高达36%左右，发挥了较好的经济、社会效益。
实施例2、
本实施例与实施例1的区别在于，单室闭合地下连续墙4的截面呈圆形，凸台5均布在圆形周围，如图3、图4所示。
本发明在对已服役单室闭合地下连续墙4基础通过现场调查，评价其工作性能的基础上，通过配套凸台5及桩孔6，再浇筑成桩措施，补充增加基础的承载能力，解决了单室闭合地下连续墙基础服役后期承载力不足、不均匀沉降不满足及稳定性不足等问题。
对已建造完成的单室闭合地下连续墙基础进行后钻孔浇筑桩基加固，待所有后钻孔桩10浇筑完成、桩体强度达到设计要求后，后钻孔桩10成形后与原单室闭合地下连续墙4基础组成整体的受荷基础形式，组合形成了一种新的组合结构，新结构依靠后钻孔桩10的承载力，提高了组合结构的整体承载能力，延长了单室闭合地下连续墙4基础的服役寿命，提高了服役安全性能，同时改善此类基础不均匀沉降变形及稳定性不足的问题。
Claims (9)
1.一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构，包括单室闭合地下连续墙和顶板，单室闭合地下连续墙***填充有原地基土，其特征在于：环绕单室闭合地下连续墙（4）***设有多个凸台（5），凸台（5）与单室闭合地下连续墙（4）连接成一体，所述凸台（5）上设有上下贯通的预留孔道（6），通过预留孔道（6）在原地基土（8）上开设有桩孔（9），桩孔（9）和预留孔道（6）内浇筑有混凝土形成后钻孔桩（10）。
2.根据权利要求1所述的后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构，其特征在于：所述桩孔（9）和预留孔道（6）内还设有钢筋笼，钢筋笼与混凝土结合成整体形成后钻孔桩（10）。
3.根据权利要求1或2所述的后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构，其特征在于：所述预留孔道（6）呈圆台状，预留孔道（6）的上端直径大于下端直径。
4.根据权利要求3所述的后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构，其特征在于：所述单室闭合地下连续墙（4）的截面呈矩形，所述凸台（5）分布在矩形的每个边的两端。
5.根据权利要求3所述的后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的结构，其特征在于：所述单室闭合地下连续墙（4）的截面呈圆形，所述凸台（5）均布在圆形周围。
6.一种后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的方法，其特征在于包括以下步骤：
A、在单室闭合地下连续墙（4）周围浇筑凸台（5），凸台（5）与单室闭合地下连续墙（4）连接成一体；
B、在凸台（5）上开设上下贯通的预留孔道（6）；
C、在预留孔道（6）上方搭设钻机（11），钻机（11）的钻头（12）经预留孔道（6）在原地基土（8）内进行钻孔作业，形成桩孔（9）；
D、通过预留孔道（6）向桩孔（9）及预留孔道（6）内下放钢筋笼并浇筑混凝土，钢筋笼与混凝土结合成整体形成后钻孔桩（10）。
7.根据权利要求6所述的后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的方法，其特征在于：在步骤B中，所述预留孔道（6）呈圆台状，预留孔道（6）的上端直径大于下端直径。
8.根据权利要求6或7所述的后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的方法，其特征在于：所述单室闭合地下连续墙（4）的截面呈矩形，所述凸台（5）分布在矩形的每个边的两端。
9.根据权利要求6或7所述的后钻孔桩提高单室闭合地下连续墙基础承载力的方法，其特征在于：所述单室闭合地下连续墙（4）的截面呈圆形，所述凸台（5）均布在圆形周围。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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