CN101440622B - Cfg桩、管桩路堤加固系统及其施工方法 - Google Patents

Cfg桩、管桩路堤加固系统及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及是一种CFG桩、管桩路堤加固系统及其施工方法,适用于铁路、公路、水利、市政、房屋等整个建设领域。系统包括CFG桩或管桩、预应力筏板、支挡结构、无砟轨道板或有砟轨道板、桩基施工平台和路基;CFG桩或管桩包括支挡结构底管桩和路堤中间管桩或中间CFG桩,支挡结构底管桩设置在支挡结构底下部或路堤两侧,在支挡结构底管桩上部浇注有支挡结构,在支挡结构中预留电化支座杯口和预应力锚索孔道,在支挡结构之间填土压实构筑桩基施工平台,桩基施工平台设置有中间管桩或中间CFG桩,在中间管桩或中间CFG桩上部浇注有预应力筏板,预应力筏板中预留预应力锚索孔道,在支挡结构和预应力筏板的预应力锚索孔道中装有预应力锚索。

Description

CFG桩、管桩路堤加固系统及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及是一种CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)、管桩路提加固系统及其施工方 法,适用于铁路、公路、水利、市政、房屋等整个建设领域。
背景技术
[0002] 现有CFG桩、管桩作为路基复合地基加固处理技术,CFG桩清除桩间土、截除桩头 施工工艺存在不足:地基处理范围大,路提填料规格要求高,建设周期时间长,常规路基碰 到钢筋混凝土结构物需要填筑过渡段,路基还需要填筑基床表层继配碎石,填筑压实标准 高,检测程序麻烦,路提坡度大,建筑用地多,维修投资大,还需要建设附属工程;常规CFG 桩施工工艺要清除桩间土,截除桩头,弃土、弃桩头工程量大,混凝土桩头难以降解,同时浪 费社会资源,不经济、环保效果也差。
发明内容
[0003] 本发明目的是针对上述不足之处提供一种CFG桩、管桩路提加固系统及其施工方 法,系统结构设计、施工方法及CR;桩几乎无桩头施工方法优点有:基底加固范围小,节约 建筑用地,填料及压实要求很低,甚至可以用垃圾作填料,填料可以有效利用挖方段土方, 减少大量弃土,环保效应明显;不需要建设过渡段,不需要建设基床表层,只建主体工程,附 属工程建设基本成为历史,路提基底地层适用范围广,填高适用范围大,结构设计简单,结 构形式单一,有取代桥的可行性,模板通用性强,周转利用率大,节约投资,提高资金效用, 建设周期时间短,一次投资建成后,基本免维修,节约维修费用,提高工程项目全寿命周期 成本;(FG桩几乎无桩头施工,不用清除桩间土、截除桩头,节约倒运土方费用,经济环保效 应明显,有效节约社会资源。
[0004] CFG桩、管桩路提加固系统及其施工方法是采取以下技术方案实现:
[0005] CFG桩、管桩路提加固系统包括CFG桩或管桩、预应力筏板、支挡结构、无砟轨道板 或有砟轨道板、桩基施工平台和路基;CR;桩或管桩包括支挡结构底管桩和路提中间管桩 或中间(FG桩,支挡结构底管桩设置在支挡结构底下部或路提两侧,在支挡结构底管桩上 部浇注有支挡结构,支挡结构采用钢筋混凝土支挡结构,在支挡结构中预留电化支座杯口 和预应力锚索孔道,在支挡结构之间填土压实构筑桩基施工平台,桩基施工平台设置有中 间管桩或中间CFG桩,在中间管桩或中间CFG桩上部浇注有预应力筏板,预应力筏板采用钢 筋混凝土预应力筏板,预应力筏板中预留预应力锚索孔道,在支挡结构和预应力筏板的预 应力锚索孔道中装有预应力锚索。所述的桩基施工平台顶面为预应力筏板底板标高。
[0006] CFG桩或管桩、预应力筏板、支挡结构、无砟轨道板或有砟轨道板、桩基施工平台和 路基共同承受列车荷载,钢筋混凝土支挡结构保持路提填土基本稳定,路提土压力对桩基 施加横向作用力,使桩基有无侧限抗压变成有侧限抗压。
[0007] CFG桩、管桩路提加固系统的施工方法按以下顺序进行:
[0008] 1、进行支挡结构底管桩或两侧各1〜3排管桩或CFG桩施工;[0009] 2、布设钢筋、立模、浇注支挡结构混凝土,并在支挡结构混凝土中预留电化支座杯 口和预应力锚索孔道;
[0010] 3、填土压实,并填筑到预应力筏板底,构筑桩基施工平台;
[0011] 4、施工路提中间管桩或CFG桩;
[0012] 5、清理预应力筏板基础,在中间管桩或中间(FG桩上部桩基施工平台上清理出预 应力筏板基槽;
[0013] 6、穿筏板预应力锚索,并布设筏板钢筋、张拉预应力锚索,锚索两端固定在支挡结 构上,浇注预应力筏板混凝土 ;
[0014] 7、观测沉降稳定后铺无砟轨道板或有砟轨道板。
[0015] 所述的管桩施工采用静压机或打桩机将管桩压入路基地层中。
[0016] 所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法。
[0017] 所述的CFG桩无桩头施工方法:
[0018] 1、整平场地时,控制场平标高低于应当截桩标高约10cm(即低于桩帽约70cm);
[0019] 2、CFG桩采用长螺旋钻施工,CFG桩在长螺旋钻钻进中形成土模,可以满足虚桩灌 注要求,用地泵在桩孔中灌注混凝土,尽量控制超灌量20〜30cm,成桩后用直径50cm无底 圆桶木或钢模及时挡住泥土不致坍塌到桩头上太多,然后在混凝土初凝前,清除桩头土,高 于桩头10cm的多余混凝土也清除掉,洁净的混凝土可以再利用,桩长不足的可以把桩头土 清除干净后补加混凝土,振密实,总之控制CR;桩桩头统一在截桩标高以上10cm(控制方法 多种多样,精确的可以用一台水准仪控制多台CFG桩机),并基本齐平,防止后续工序影响 桩体质量。
[0020] 3、待ere桩达到设计强度70%〜100%或强度达7〜lOMPa后,推平桩间土松铺约 40cm,静压或微振密实,由于(FG桩作为复合地基处理技术,因此桩间土即使是淤泥,风干 晾干后仍可以利用,不用清走,碾压密实后填土厚度约30cm,桩头上有土垫层,不会对CFG 桩尤其是有效CFG桩造成破坏,接着再松铺一层40cm厚原状土,静压微振密实,密实后的场 平预计在桩帽以下10〜15cm。
[0021] 4、在第二层填土场平上把原有桩位放出,用洛阳铲(或其他更适合的机具)开挖 桩帽土模,凿岩机辅助人工清除虚桩,在场平上扣以桩心为圆心,半径50cm两个半圆形模 板,并采取固定模板措施,用高压风吹或水洗净桩头后,予以灌注桩帽。
[0022] 5、CFG桩检时,随机点桩后小应变在桩头磨平后直接检测;如进行桩数2%。复合地 基检测,只需把随机点中的桩基挖开一个小平台便可;针对不同土质,如想取得更优化措施 和工艺参数,可以取小范围作为试验段,取得相应更科学、更实际的工艺参数,指导全面推 广施工。
[0023] 本发明(FG桩、管桩路提加固系统及其施工方法,系统结构设计合理,施工方法及 CR;桩无桩头施工方法优点有:基底加固范围小,节约建筑用地,填料及压实要求很低,甚 至可以用垃圾作填料,填料可以有效利用挖方段土方,减少大量弃土,环保效应明显;不需 要建设过渡段,不需要建设基床表层,只建主体工程,附属工程建设基本成为历史,路提基 底地层适用范围广,填高基本不受限,结构设计简单,结构形式单一,有取代桥的可行性,模 板通用性强,周转利用率大,节约投资,提高资金效用,建设周期时间短,一次投资建成后, 基本免维修,节约维修费用,提高工程项目全寿命周期成本;CFG桩几乎无桩头施工,不用清除桩间土、截除桩头,节约倒运土方费用,经济环保效应明显,有效节约社会资源。本发明 CR;桩、管桩路提加固系统及其施工方法可以广泛适用于铁路、公路、水利、市政、房屋等整 个建设领域。
附图说明
[0024] 以下将结合附图对本发明作进一步说明。
[0025] 图1是CFG桩、管桩路提加固系统示意图。
具体实施方式
[0026] 参照附图1,(FG桩、管桩路提加固系统包括(FG桩或管桩、预应力筏板7、支挡结 构1、无砟轨道板或有砟轨道板8、桩基施工平台(路提填土)9和路基;CFG桩或管桩包括 2排〜6排支挡结构底管桩2和4〜20排路提中间管桩3或中间CFG桩,支挡结构底管桩 2设置在支挡结构1底下部或路提两侧,在支挡结构底管桩2上部浇注有支挡结构1,支挡 结构1采用钢筋混凝土支挡结构,在支挡结构1中预留电化支座杯口 4和预应力锚索孔道 5,在支挡结构1之间路基10上路提填土压实构筑桩基施工平台9,桩基施工平台9设置有 4〜20排中间管桩3或中间CFG桩,在中间管桩3或中间CFG桩上部浇注有预应力筏板7, 预应力筏板7采用钢筋混凝土预应力筏板,预应力筏板7中预留预应力锚索孔道,在支挡结 构1和预应力筏板7的预应力锚索孔道5中装有预应力锚索6。
[0027] 所述的支挡结构设置有坡度比,坡度比为1 : 1〜1.3,坡度比是坡的垂直高度与 水平宽度的比值。
[0028] CFG桩、管桩路提加固系统的施工方法实施例1 :按以下顺序
[0029] 1、进行支挡结构底管桩或两侧各1排管桩或CFG桩施工;
[0030] 2、布设钢筋、立模、浇注支挡结构混凝土,并在支挡结构混凝土中预留电化支座杯 口和预应力锚索孔道;
[0031] 3、填土压实,并填筑到预应力筏板底,构筑桩基施工平台;
[0032] 4、施工路提中间管桩或CFG桩4排;
[0033] 5、清理预应力筏板基础,在中间管桩或中间CFG桩上部桩基施工平台上清理出预 应力筏板基槽;
[0034] 6、穿拉筏板预应力锚索,布筏板钢筋、张拉预应力锚索,锚索两端固定在支挡结构 上,预应力筏板基础上浇注预应力筏板混凝土;
[0035] 7、观测沉降稳定后铺无砟轨道板或有砟轨道板。
[0036] 所述的管桩施工采用静压机或打桩机将管桩压入路基基底地层。
[0037] 所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法。
[0038] 所述的CFG桩无桩头施工方法,按以下顺序进行:
[0039] 1、整平场地时,控制场平标高低于应当截桩标高约10cm,即低于桩帽约70cm ;
[0040] 2、CFG桩采用长螺旋钻施工,CFG桩在长螺旋钻钻进中形成土模,可以满足虚桩灌 注要求,用地泵在桩孔中灌注混凝土,尽量控制超灌量20cm,成桩后用直径50cm无底圆桶 木或钢模及时挡住泥土不致坍塌到桩头上太多,然后在混凝土初凝前,清除桩头土,高于桩 头10cm的多余混凝土也清除掉,洁净的混凝土可以再利用,桩长不足的可以把桩头土清除干净后补加混凝土,振密实,总之控制CR;桩桩头统一在截桩标高以上10cm(控制方法多种 多样,精确的可以用一台水准仪控制多台CFG桩机),并基本齐平,防止后续工序影响桩体质量。
[0041] 3、待CFG桩达到设计强度70%或强度达7MPa后,推平桩间土松铺约40cm,静压或 微振密实,由于CFG桩作为复合地基处理技术,因此桩间土即使是淤泥,风干晾干后仍可以 利用,不用清走,碾压密实后填土厚度约30cm,桩头上有土垫层,不会对CFG桩尤其是有效 CFG桩造成破坏,接着再松铺一层40cm厚原状土,静压微振密实,密实后的场平预计在桩帽 以下10cm。
[0042] 4、在第二层填土场平上把原有桩位放出,用洛阳铲(或其他更适合的机具)开挖 桩帽土模,凿岩机辅助人工清除虚桩,在场平上扣以桩心为圆心,半径50cm两个半圆形模 板,并加固,高压风吹或用水洗净桩头后,予以灌注桩帽。
[0043] 5、CFG桩检时,随机点桩后小应变在桩头磨平后直接检测;如进行桩数2%。复合地 基检测,只需把随机点中的桩基挖开一个小平台便可;针对不同土质,如想取得更优化措施 和工艺参数,可以取小范围作为试验段,取得相应更科学、更实际的工艺参数,指导全面推 广施工。
[0044] CFG桩、管桩路提加固系统的施工方法实施例2 :按以下顺序
[0045] 1、进行支挡结构底管桩或两侧各2排管桩或CFG桩施工;
[0046] 2、布设钢筋、立模、浇注支挡结构混凝土,并在支挡结构混凝土中预留电化支座杯 口和预应力锚索孔道;
[0047] 3、填土压实,并填筑到预应力筏板底,构筑桩基施工平台;
[0048] 4、施工路提中间管桩或CFG桩12排;
[0049] 5、清理预应力筏板基础,在中间管桩或中间CFG桩上部桩基施工平台上清理出预 应力筏板基槽;
[0050] 6、穿拉筏板预应力锚索,并布设筏板钢筋、张拉预应力锚索,锚索两端固定在支挡 结构上,预应力筏板基础上浇注预应力筏板混凝土 ;
[0051] 7、观测沉降稳定后铺无砟轨道板或有砟轨道板。
[0052] 所述的管桩施工采用静压机或打桩机将管桩压入路基基底地层。
[0053] 所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法。
[0054] 所述的CFG桩无桩头施工方法,按以下顺序进行:
[0055] 1、整平场地时,控制场平标高低于应当截桩标高约10cm,即低于桩帽约70cm ;
[0056] 2、CFG桩采用长螺旋钻施工,CFG桩在长螺旋钻钻进中形成土模,可以满足虚桩灌 注要求,用地泵在桩孔中灌注混凝土,尽量控制超灌量25cm,成桩后用直径50cm无底圆桶 木或钢模及时挡住泥土不致坍塌到桩头上太多,然后在混凝土初凝前,清除桩头土,高于桩 头10cm的多余混凝土也清除掉,洁净的混凝土可以再利用,桩长不足的可以把桩头土清除 干净后补加混凝土,振密实,总之控制CR;桩桩头统一在截桩标高以上10cm(控制方法多种 多样,精确的可以用一台水准仪控制多台CFG桩机),并基本齐平,防止后续工序影响桩体 质量。
[0057] 3、待CFG桩达到设计强度85%或强度达8MPa后,推平桩间土松铺约40cm,静压或 微振密实,由于CFG桩作为复合地基处理技术,因此桩间土即使是淤泥,风干晾干后仍可以
7利用,不用清走,碾压密实后填土厚度约30cm,桩头上有土垫层,不会对CFG桩尤其是有效 CFG桩造成破坏,接着再松铺一层40cm厚原状土,静压微振密实,密实后的场平预计在桩帽 以下12cm。
[0058] 4、在第二层填土场平上把原有桩位放出,用洛阳铲(或其他更适合的机具)开挖 桩帽土模,凿岩机辅助人工清除虚桩,在场平上扣以桩心为圆心,半径50cm两个半圆形模 板,并加固,高压风吹或用水洗净桩头后,予以灌注桩帽。
[0059] 5、CFG桩检时,随机点桩后小应变在桩头磨平后直接检测;如进行桩数2%。复合地 基检测,只需把随机点中的桩基挖开一个小平台便可;针对不同土质,如想取得更优化措施 和工艺参数,可以取小范围作为试验段,取得相应更科学、更实际的工艺参数,指导全面推 广施工。
[0060] CFG桩、管桩路提加固系统的施工方法实施例3 :按以下顺序
[0061] 1、进行支挡结构底管桩或两侧各3排管桩或CFG桩施工;
[0062] 2、布设钢筋、立模、浇注支挡结构混凝土,并在支挡结构混凝土中预留电化支座杯 口和预应力锚索孔道;
[0063] 3、填土压实,并填筑到预应力筏板底,构筑桩基施工平台;
[0064] 4、施工路提中间管桩或CFG桩20排;
[0065] 5、清理预应力筏板基础,在中间管桩或中间CFG桩上部桩基施工平台上清理出预 应力筏板基槽;
[0066] 6、穿拉筏板预应力锚索,并布设筏板钢筋、张拉预应力锚索,锚索两端固定在支挡 结构上,预应力筏板基础上浇注预应力筏板混凝土;
[0067] 7、观测沉降稳定后铺无砟轨道板或有砟轨道板。
[0068] 所述的管桩施工采用静压机或打桩机将管桩压入路基基底地层。
[0069] 所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法。
[0070] 所述的CFG桩无桩头施工方法,按以下顺序进行:
[0071] 1、整平场地时,控制场平标高低于应当截桩标高约10cm,即低于桩帽约70cm ;
[0072] 2、CFG桩采用长螺旋钻施工,CFG桩在长螺旋钻钻进中形成土模,可以满足虚桩灌 注要求,用地泵在桩孔中灌注混凝土,尽量控制超灌量30cm,成桩后用直径50cm无底圆桶 木或钢模及时挡住泥土不致坍塌到桩头上太多,然后在混凝土初凝前,清除桩头土,高于桩 头10cm的多余混凝土也清除掉,洁净的混凝土可以再利用,桩长不足的可以把桩头土清除 干净后补加混凝土,振密实,总之控制CR;桩桩头统一在截桩标高以上10cm(控制方法多种 多样,精确的可以用一台水准仪控制多台CFG桩机),并基本齐平,防止后续工序影响桩体 质量。
[0073] 3、待CFG桩达到设计强度100%以上或强度达lOMPa后,推平桩间土松铺约40cm, 静压或微振密实,由于CFG桩作为复合地基处理技术,因此桩间土即使是淤泥,风干晾干后 仍可以利用,不用清走,碾压密实后填土厚度约30cm,桩头上有土垫层,不会对CFG桩尤其 是有效CFG桩造成破坏,接着再松铺一层40cm厚原状土,静压微振密实,密实后的场平预计 在桩帽以下15cm。
[0074] 4、在第二层填土场平上把原有桩位放出,用洛阳铲(或其他更适合的机具)开挖 桩帽土模,凿岩机辅助人工清除虚桩,在场平上扣以桩心为圆心,半径50cm两个半圆形模板,并加固,高压风吹或用水洗净桩头后,予以灌注桩帽。
[0075] 5、CFG桩检时,随机点桩后小应变在桩头磨平后直接检测;如进行桩数2%。复合地 基检测,只需把随机点中的桩基挖开一个小平台便可;针对不同土质,如想取得更优化措施 和工艺参数,可以取小范围作为试验段,取得相应更科学、更实际的工艺参数,指导全面推 广施工。
[0076] (FG桩无桩头施工方法优点:1、无桩头施工,及时清除的桩头混凝土有的可以再 利用,引起砼量节约,减少社会资源的浪费;2、不用清除桩间土,截桩后再倒运填料平整、碾 压,节约大量桩间土清除、倒运费用;3、节约可观人工费;4、引起工艺时间节约,时间就是 金钱,浪费时间需要增加投入来弥补;5、由于无桩头施工和不用或减少清除桩间土,减少大 量弃土和废弃桩头,环保效应明显。

Claims (6)

  1. 一种CFG桩、管桩路堤加固系统,其特征在于包括CFG桩或管桩、预应力筏板、支挡结构、无砟轨道板或有砟轨道板、桩基施工平台和路基;CFG桩或管桩包括支挡结构底管桩和路堤中间管桩或中间CFG桩,支挡结构底管桩设置在支挡结构底下部或路堤两侧,在支挡结构底管桩上部浇注有支挡结构,支挡结构采用钢筋混凝土支挡结构,在支挡结构中预留电化支座杯口和预应力锚索孔道,在支挡结构之间填土压实构筑桩基施工平台,桩基施工平台设置有中间管桩或中间CFG桩,在中间管桩或中间CFG桩上部浇注有预应力筏板,预应力筏板采用钢筋混凝土预应力筏板,预应力筏板中预留预应力锚索孔道,在支挡结构和预应力筏板的预应力锚索孔道中装有预应力锚索。
  2. 2.根据权利要求1所述的(FG桩、管桩路提加固系统,其特征在于所述的桩基施工平台 顶面为预应力筏板底板标高。
  3. 3.根据权利要求1所述的(FG桩、管桩路提加固系统,其特征在于所述的支挡结构设置 有坡度比,坡度比为1 : 1〜1.3。
  4. 4.权利要求1所述的CFG桩、管桩路提加固系统的施工方法,其特征在于按以下顺序进行:(1)进行支挡结构底管桩或两侧各1〜3排管桩或CFG桩施工;(2)布设钢筋、立模、浇注支挡结构混凝土,并在支挡结构混凝土中预留电化支座杯口 和预应力锚索孔道;(3)填土压实,并填筑到预应力筏板底,构筑桩基施工平台;(4)施工路提中间管桩或CFG桩;(5)清理预应力筏板基础,在中间管桩或中间(FG桩上部桩基施工平台上清理出预应 力筏板基槽;(6)穿筏板预应力锚索,并布设筏板钢筋、张拉预应力锚索,锚索两端固定在支挡结构 上,浇注预应力筏板混凝土 ;(7)观测沉降稳定后铺无砟轨道板或有砟轨道板。
  5. 5.根据权利要求4所述的CFG桩、管桩路提加固系统的施工方法,其特征在于所述的 CR;桩施工采用无桩头施工方法;所述的CR;桩无桩头施工方法,按以下顺序进行:(1)整平场地时,控制场平标高低于应当截桩标高10cm,即低于桩帽70cm ;(2)(FG桩采用长螺旋钻施工,(FG桩在长螺旋钻钻进中形成土模,可以满足虚桩灌注 要求,用地泵在桩孔中灌注混凝土,尽量控制超灌量20〜30cm,成桩后用直径50cm无底圆 桶木或钢模及时挡住泥土不致坍塌到桩头上太多,然后在混凝土初凝前,清除桩头土,高于 桩头10cm的多余混凝土也清除掉,洁净的混凝土可以再利用,桩长不足的把桩头土清除干 净后补加混凝土,振密实,总之控制CFG桩桩头统一在截桩标高以上10cm,并基本齐平,防 止后续工序影响桩体质量;(3)待(FG桩达到设计强度70%〜100%或强度达7〜lOMPa后,推平桩间土松铺 40cm,静压或微振密实,由于(FG桩作为复合地基处理技术,因此桩间土即使是淤泥,风干 晾干后利用,不用清走,碾压密实后填土厚度30cm,桩头上有土垫层,不会对CFG桩造成破 坏,接着再松铺一层40cm厚原状土,静压微振密实,密实后的场平在桩帽以下10〜15cm ;(4)在第二层填土场平上把原有桩位放出,用洛阳铲,开挖桩帽土模,凿岩机辅助人工2清除虚桩,在场平上扣以桩心为圆心,半径50cm两个半圆形模板,并加固,高压风吹或用水 洗净桩头后,予以灌注桩帽;(5) (FG桩检时,随机点桩后小应变在桩头磨平后直接检测;进行桩数2%。复合地基检 测,只需把随机点中的桩基挖开一个小平台便可;针对不同土质,取小范围作为试验段。
  6. 6.根据权利要求4所述的(FG桩、管桩路提加固系统的施工方法,其特征在于所述的管 桩施工采用静压机或打桩机将管桩压入路基基底地层。
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