后生根新型复合桩基础的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种后生根新型复合桩基础，在钢筋混凝土柱基（2）之上的钢筋混凝土柱（3）的周边的钢筋混凝土地面（4）上用水钻开孔，所述水钻开孔自钢筋混凝土地面（4）向下穿透钢筋混凝土柱基（2），钢筋混凝土柱基（2）的下方是后生根的高压旋喷水泥土桩（9），高压旋喷水泥土桩（9）与钢筋混凝土柱基（2）在高压旋喷水泥浆的作用之下生成后生根新型复合桩基础；本实用新型可避免先拆除旧楼，开挖后再建旧楼桩基事件的发生，即节约成本；后生根复合桩基起到了结构补强的作用,使后生根的新型复合桩基与原结构共同工作，提高了地基的承载能力，保证了改造、增层、改扩建后的旧楼更新的新结构工程的工程质量。
【专利说明】后生根新型复合粧基础
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑领域的基础结构，特别涉及一种后生根新型复合桩基础；属于土木工程类的地下结构修复工程的设计与施工【技术领域】，尤其属于土木工程旧楼加固改造中的基础处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着城市化建设的加快进行，旧楼更新改造工程很多，所谓旧楼更新改造加固增层均包括:不匀匀沉降引起的楼房开裂、倾斜的危楼和超龄服役的群楼，以及改变用途急需增层的已建高楼，在此处统称为“旧楼”(下同)。现有技术对旧楼加固改造一般仅限于结构的地上部分的加固改造，或者将整个旧楼拆除后再进行地下桩基的改造；对原地下结构的基础，在旧楼不拆除室内不开挖的基础上后补粧基础的技术还是一个空白。当原有地下柱基基础满足不了地上结构增层增加荷载后的承载能力，为使其满足承载力需求，利用现有的技术就只有将既有建筑物拆除并开挖后再补建桩基础，这种改造工程量很大，现有技术的这种改造方式，耗财耗力，造成了巨大的浪费；如何在不拆除旧楼不破坏旧楼的原有基础结构的前提下，对地下柱基或墙基进行改造，是一个重大的新的研究课题。
实用新型内容
[0003]为了弥补现有技术的不足，填补现有技术的空白，本实用新型的目的就在于:提供一种在不拆除旧楼，不破坏旧楼原有基础，不开挖旧楼原有地基，且在旧楼原有基础下后生根桩基础的关键新技术，具体提供一种后生根新型复合桩基础，有了这样的新型复合桩基础的关键技术之后，就能设计出多种多样的旧楼改造的新方案并能把各种优化的设计方案的桩基础安装到旧楼的原基础与原地基中去，并能顺利地付诸实施。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种后生根新型复合粧基础，包括原粧基和闻压旋喷水泥土粧9 ;其中原柱基包括原钢筋混凝土柱3、原钢筋混凝土柱基2、原钢筋混凝土地面4 ;在外露在原钢筋混凝土地面4上的原钢筋混凝土柱3的周边设有水钻钻孔，所述水钻钻孔自原钢筋混凝土地面4向下穿透原钢筋混凝土柱基2，原钢筋混凝土柱基2的下方是高压旋喷水泥土桩9，高压旋喷水泥土桩9与原钢筋混凝土柱基2生成一个整体，所述整体为后生根新型复合桩基础；高压旋喷水泥土桩9在原钢筋混凝土柱基2的底部顶托着原钢筋混凝土柱基2和原钢筋混凝土柱3。
[0006]其中:所述后生根桩基由注入高压水泥浆的高压旋喷钻机钻杆垂直插入所述水钻钻孔的孔内的底部土层中，从原钢筋混凝土柱基2底部土层向下开钻高速旋转的高速水泥浆射流向下切割粉碎搅和土体，生成直径为600?IOOOm高压旋喷桩，所述高压旋喷钻机钻杆上的钻头向下切割土体直至后生根桩基桩底的设计标高处。
[0007]其中:所述用水钻在原钢筋混凝土地面4，和原钢筋混凝土柱基2上开孔的孔径为100 ?160mmo[0008]其中:所述水钻开孔包括钻孔8和钻孔7，其中钻孔8贯穿原钢筋混凝土地面4，钻孔7自原钢筋混凝土地面4直至穿透原钢筋混凝土柱基2，其中钻孔7的孔径小于钻孔8的孔径。钻孔7的孔径小于钻孔8的孔径的这种设计，便于工人操作。所述钻孔8和钻孔7的孔径，大于高压旋喷钻机钻杆的直径。
[0009]其中:所述高压旋喷水泥土桩9的直径为0.6—1.0m。
[0010]其中:所述高压旋喷水泥土桩9，对桩体本身的材料，取岩芯试压知其抗压强度为12—25MPa。
[0011]其中，所述高压旋喷钻机与之配套的加压泵的工作压力为28— 35MPa。
[0012]在后生根新型复合桩基础的原钢筋混凝土地面4之上还可增设后生根桩基承台(附图中未示出)。
[0013]以下对本实用新型的实现做进一步说明:
[0014]一种后生根新型复合桩基础，包括原钢筋混凝土柱基2、原钢筋混凝土柱3、原钢筋混凝土地面4和高压旋喷水泥土桩9 ;在钢筋混凝土地面4上的钢筋混凝土柱3的周边的地下设计有后生根桩，要生产这种后生根桩，首先要在设计有后生根桩的点位上与之对应的钢筋混凝土柱3的周边的钢筋混凝土地面4上用水钻开孔8，其深度钻至原钢筋混凝土柱基2的顶面时，换小直径的水钻钻头，对原钢筋混凝土柱基2开孔，即水钻开孔7，使开孔
7、开孔8直通穿孔，再用高压旋喷钻机，将该钻机的钻杆垂直插入开孔7和开孔8的直通孔孔底的土层中，向下开钻，边钻边高压旋喷水泥浆，生成桩径为600?IOOOmm的高压旋喷水泥土桩9，高压旋喷水泥土桩9与钢筋混凝土柱基2生成一个整体，所述整体为后生根新型复合桩基础；高压旋喷水泥土桩9在原钢筋混凝土柱基2的底部顶托着原钢筋混凝土柱基2和原钢筋混凝土柱3，原钢筋混凝土柱基2与高压旋喷水泥土桩9 二者的结合界面处理后其结合非常紧密。
[0015]其中，所述后生根桩基由注入高压水泥浆的高压旋喷钻机钻杆垂直插入所述水钻开孔7和水钻开孔8的底部土层中，从钢筋混凝土柱基2底部向下垂直高速旋转向下切割土体生成桩径为600?1000_的高压旋喷桩，所述高压旋喷钻机的钻杆喷射的高压水泥浆射流向下旋击切割揽和土体直至后生根粧基粧底的设计标闻处后提钻复喷水泥楽.。
[0016]本实用新型中，后生根桩基之下的高压旋喷桩的直径和桩长均由设计计算拟定，设计人员根据对旧楼更新改造增层，或充分利用旧楼资源重新设计新楼的优化设计方案所增荷载，经计算确定并设计出满足承载能力要求的后生根复合桩基础；同时还可根据所增荷载拟定后生根复合桩基础的外型形状，还可反算后生根桩基所需的摩擦桩的桩长和桩径，还可反算并推求高压旋喷钻机与之配套的高压泵的与之匹配的工作压力。本实用新型的后生根新型复合桩基础其承载能力得到了大幅度地提高，完全能够满足楼房改造增层增载的要求。
[0017]本实用新型的有益效果:
[0018]旧楼改造时，可以利用水钻开孔机械和高压旋喷钻机配套，直接在旧楼的室内一层地面进行水钻开孔以及高压旋喷后生根桩施工，可以直接在一层地面上的钢筋混凝土柱的周边用水钻开孔并高压旋喷后生根桩，也可以在室内任何一点按设计要求在原混凝土地面上开孔在对应的孔位的地下土层后生根高压旋喷桩，可避免拆除旧楼后重建旧楼的新基础的事件发生，节约了人力、物力、财力以及公共的社会资源；节约了工程投资、降低了工程造价；后生根复合桩基起到了结构补强的作用，使后生根的新型复合桩基与新老结构共同工作，提高了地基的承载能力，保证了更新改造后的旧楼新结构工程的质量，使其强度提高、功能恢复、寿命延长，方法简单、易操作、造价低，实用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为超龄服役的旧楼原基础立面图；
[0020]图2为超龄服役的旧楼原基础平面图；
[0021]图3为旧楼非拆除室内非开挖后生根桩复合新型基础立面图；
[0022]图4为旧楼非拆除室内非开挖后生根桩复合新型基础平面图；
[0023]其中，附图中的各个部件的代号分别表示为:
[0024]I，回填的三七灰土；
[0025]2，原钢筋混凝土柱基；
[0026]3，原钢筋混凝土柱；
[0027]4，原钢筋混凝土地面；
[0028]5，原钢筋混凝土地面标高；
[0029]6,原钢筋混凝土柱基基底设计标闻；
[0030]7,水钻钻孔；8 ,水钻钻孔；9,闻压旋嗔水泥土粧。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图1-4对本实用新型作进一步描述:
[0032]实施例1:图1和图2是原旧楼的原柱基础,包括原钢筋混凝土柱3、原钢筋混凝土柱基2、原钢筋混凝土地面4、原回填的三七灰土 I ;
[0033]图3和图4是更新改造完毕后的后生根复合桩新型基础:
[0034]在图3和图4中，一种后生根新型复合桩基础，包括原钢筋混凝土柱基2，钢筋混凝土柱3、钢筋混凝土地面4，和高压旋喷水泥土桩9 ;在钢筋混凝土地面4上的钢筋混凝土柱3的周边用水钻开孔，开孔孔位根据设计需要确定，所述水钻开孔自钢筋混凝土地面4向下穿透钢筋混凝土柱基2，用钻机的钻杆及钻头垂直穿过钻孔8、钻孔7进入地层，启动高压旋喷钻机钻杆向下开钻直至桩底的设计标高后提钻，这样在原钢筋混凝土柱基2的下方按设计要求生成了高压旋喷水泥土桩9，高压旋喷水泥土桩9与原钢筋混凝土柱基2生成一个整体，所述整体为后生根新型复合桩基础；高压旋喷水泥土桩9在原钢筋混凝土柱基2的底部顶托着原钢筋混凝土柱基2和原钢筋混凝土柱3以及原钢筋混凝土地面4。
[0035]其中，所述后生根桩基由注入高压水泥浆的高压旋喷钻机的钻杆垂直插入所述钻孔内，从钢筋混凝土柱基2底部土层中下钻高速水泥浆射流旋转向下搅和旋击切割土体并喷浆生成直径为600?IOOOmm的高压旋喷桩，所述高压旋喷钻机钻杆向下利用水泥浆的射流能量搅和切割土体直至后生根桩桩底的设计标高处，完成设计桩长的造桩任务。
[0036]其中，所述对旧楼地面4和钢筋混凝土柱基2用水钻开孔的孔径为100?160_。所述对旧楼钢筋混凝土地面4和原钢筋混凝土柱基2用水钻开孔，包括开孔8和开孔7，其中水钻开孔8贯穿钢筋混凝土地面4，水钻开孔7自钢筋混凝土地面4直至穿透钢筋混凝土柱基2的底部，其中开孔7的孔径小于开孔8的孔径。开孔7的孔径小于开孔8的孔径的这种设计，便于工人操作。
[0037]其中，所述高压旋喷水泥土桩9的直径为0.6—1.0m ;所述高压旋喷水泥土桩9的自身岩芯抗压强度为12 — 25MPa ;所述与高压旋喷钻机配套的高压泵的的工作压力为28—35MPa。本实用新型中，后生根桩基桩底的设计标高和后生根桩的直径均根据楼层的承载要求来设计，不同的后生根桩的桩底的设计标高，对应形成的高压旋喷水泥土桩的大小和强度都不同，可以根据实际需要进行调节；同时根据需要形成的后生根桩基中桩的强度和桩直径的大小来反算选择高压旋喷钻机与之配套的高压泵的工作压力。
[0038]具体施工过程:利用水钻开孔机在室内钢筋混凝土柱3的周边的钢筋混凝土地面4上开孔8，开孔8的孔径为100?160_，钢筋混凝土地面4钻穿后改用小直径的钻头，用水钻在钢筋混凝土基2上钻孔7，钻孔7的孔径大于IOOmm (水钻开孔直径大于高压旋喷钻机钻杆的直径)，钻孔7、钻孔8开孔完毕后，所述后生根桩由注入高压水泥浆的高压旋喷钻机的钻杆垂直插入所述水钻开孔7和开孔8内底部的土层中，从原钢筋混凝土柱基2中的钻孔7和钻孔8垂直下钻，进行闻压旋喷，闻压旋喷钻机的钻杆最如端的钻头侧壁设有
2.5mm单孔一个，在28?35MPa的压力下，单孔射流流线，其射程较大，射流流线绕钻杆高速旋转边喷水泥浆生成直径为600?IOOOmm的高压旋喷桩，所述高压旋喷钻机钻杆向下边注浆边搅和边切割土体直至后生根桩桩底的设计标高处。通过高速旋转的微型短臂钻机的空心钻杆注入高压水泥浆浆液，利用高压射流旋转切割土体的能量，形成高压旋喷水泥土桩9，高压旋喷水泥土桩9与钢筋混凝土柱基2生成了一个整体，并在钢筋混凝土柱基2的底部顶托着原钢筋混凝土柱基2和钢筋混凝土柱3，构成了一个复合型的新型桩基础，从而完成原钢筋混凝土柱基基础的后生根桩，使后生根的新型复合桩基与新老结构共同工作，共同承担旧楼改造增层增载的荷载，提高了地基的承载能力，满足了旧楼更新改造增加荷载对地基承载力提闻的更闻的要求。
[0039]水钻开孔7和水钻开孔8的未注浆的孔在质量验收完毕工程竣工之后，用高标号水泥砂浆替代二期混凝土封孔抹平。
[0040]—般旧楼建筑的地上一层为商住两用其空间均较高，一般都能满足MGJ-50钻机进到室内施工所需操作高度空间的要求；后生根复合桩基的实现，可避免拆除旧楼后重建旧楼基础改造旧楼事件发生，节约了人力、物力、财力以及公共的社会资源。节约了工程投资、降低了工程造价。后生根复合桩基的外型结构与原结构完全不同，后生根所增多根对应的桩长圆周侧面展开面积与土体产生的侧摩力与原结构地基的承载力相比高出数倍，其承载能力得到了大幅度的提高。起到了结构补强的作用，保证了更新改造后的旧楼新结构工程的质量。使其自身强度提高、承载力提高、功能恢复、寿命延长，方法简单、易操作、造价低，实用性强。
[0041]本实用新型可直接在原旧楼一层钢筋混凝土地面4上用水钻开孔8后，紧接着对地下的钢筋混凝土柱基2开孔，再将高压旋喷钻机钻杆上的钻头垂直插入开孔7、8内底部的土层中，同孔同轴垂直向下下钻并高压旋喷水泥浆利用高速水泥浆射流旋击波波击破碎搅和土体生成桩径600?1000_的高强旋喷桩9，高强旋喷桩9终凝后与原钢筋混凝土柱基2和原钢筋混凝土柱3以及原钢筋混凝土地面4共同形成一个复合型的新基础，可避免先拆除旧楼，开挖后再建旧楼的桩基事件的发生，即节约成本；后生根复合桩基起到了结构补强的作用，使后生根的新型复合桩基与原结构共同工作，提高了地基的承载能力，保证了旧楼增层或改扩建改造工程重新生成的崭新的新结构工程的工程质量。
[0042]其中，在后生根新型复合桩基础的原钢筋混凝土地面4之上增设后生根桩基承台。若在新设计的旧楼改造工程的优化方案图中的施工图中增设了后生根桩基承台，则可按施工图布置的新的桩位图，在旧楼内的地面上的对应座标上用水钻开孔，事先增设众多的后生根高压旋喷桩，随后可在原钢筋混凝土地面4的地面之上后设置生根桩承台(布钢筋网片现浇混凝土形成厚承台板)构成新型的群桩复合桩基承台平台。
[0043]值得一提的是:本实用新型用在旧楼改造中的增层增载项目上均能使地基承载力提高，满足设计对地基承载力提高的工程技术需求；也可以用在充分利用旧楼资源重新设计新楼，将其新楼的基础重新安设布置到旧楼的原有基础之下顶托和后生根支撑更新改造后的新工程的各种荷载，使之形成复合的新型桩基础和复合的建筑结构工程，使之满足工程设计的各项技术规范与规程的要求。利用本实用新型的关键技术无需拆掉已有的建筑，直接利用后生根复合桩，使后生根的新型复合桩基与新老结构共同工作，共同承担旧楼改造增层增载的荷载。提高了地基的承载能力，满足了旧楼更新改造增加荷载对地基承载力提高的更高的要求，最大限度地整合与利用了各种资源，变废为宝，使废物不废，使废物重复恢复使用功能，延长其使用寿命；另外，一个建筑物若有群柱柱基，可以将群柱传给地基的承载力进行应力分配，增设多个本实用新型涉及的后生根新型复合桩基础，形成一个综合的群桩复合形整体基础。
[0044]上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【权利要求】
1.一种后生根新型复合粧基础，其特征在于:包括原粧基和闻压旋喷水泥土粧(9);其中原桩基包括原钢筋混凝土柱(3)、原钢筋混凝土柱基(2)、原钢筋混凝土地面(4);在原钢筋混凝土地面(4)上的原钢筋混凝土柱(3)的周边设有水钻钻孔，所述水钻钻孔自原钢筋混凝土地面(4)向下穿透原钢筋混凝土柱基(2)，原钢筋混凝土柱基(2)的下方是高压旋喷水泥土桩(9)，高压旋喷水泥土桩(9)与原钢筋混凝土柱基(2)生成一个整体，所述整体为后生根新型复合桩基础；高压旋喷水泥土桩(9)在原钢筋混凝土柱基(2)的底部顶托着原钢筋混凝土柱基(2)和原钢筋混凝土柱(3)。
2.根据权利要求1所述一种后生根新型复合桩基础，其特征在于:所述后生根桩基是由注入高压水泥浆的高压旋喷钻机插入所述钻孔内从原钢筋混凝土柱基(2 )底部高速旋转向下切割土体形成，所述高压旋喷钻机向下切割土体直至后生根桩基桩底的设计标高处。
3.根据权利要求1或2所述一种后生根新型复合桩基础，其特征在于:所述用水钻钻孔的孔径为100?160mm。
4.根据权利要求3所述一种后生根新型复合桩基础，其特征在于:所述水钻钻孔包括钻孔(8 )和钻孔(7 )，其中钻孔(8 )贯穿原钢筋混凝土地面(4 )，钻孔(7 )自原钢筋混凝土地面(4)直至穿透原钢筋混凝土柱基(2)，其中钻孔(7)的孔径小于钻孔(8)的孔径。
5.根据权利要求4所述一种后生根新型复合桩基础，其特征在于:所述水钻钻孔(8)和水钻钻孔(7)的孔径，均大于高压旋喷钻机钻杆的直径。
6.根据权利要求1所述一种后生根新型复合桩基础，其特征在于:所述高压旋喷水泥土桩(9)的直径为0.6—1.0m，与高压旋喷钻机配套的高压泵的压力在28?35MPa。
7.根据权利要求1所述一种后生根新型复合桩基础，其特征在于:所述高压旋喷水泥土桩(9)的抗压强度为12 — 25MPa。
8.根据权利要求1所述一种后生根新型复合桩基础，其特征在于:在后生根新型复合桩基础的原钢筋混凝土地面(4)之上可增设后生根桩基承台。
【文档编号】E02D27/12GK203701636SQ201420053500
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】龚金京, 李桂云 申请人:北京现代金宇岩土工程有限公司