CN101440622B - Cfg桩、管桩路堤加固系统及其施工方法 - Google Patents
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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
技术领域
本发明涉及是一种CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)、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。
背景技术
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，路堤填料规格要求高，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，路堤坡度大，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
本发明目的是针对上述不足之处提供一种CFG桩、管桩路堤加固系统及其施工方法，系统结构设计、施工方法及CFG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，路堤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；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。
CFG桩、管桩路堤加固系统及其施工方法是采取以下技术方案实现：
CFG桩、管桩路堤加固系统包括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；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。所述的桩基施工平台顶面为预应力筏板底板标高。
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堤填土基本稳定，路堤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。
CFG桩、管桩路堤加固系统的施工方法按以下顺序进行：
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、施工路堤中间管桩或CFG桩；
5、清理预应力筏板基础，在中间管桩或中间CFG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。
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。
所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法。
所述的CFG桩无桩头施工方法：
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)；
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CFG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。
3、待CFG桩达到设计强度70％～100％或强度达7～10MPa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10～15cm。
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。
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。
本发明CFG桩、管桩路堤加固系统及其施工方法，系统结构设计合理，施工方法及CFG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，路堤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CFG桩、管桩路堤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
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
图1是CFG桩、管桩路堤加固系统示意图。
具体实施方式
参照附图1，CFG桩、管桩路堤加固系统包括CFG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(路堤填土)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排路堤中间管桩3或中间CFG桩，支挡结构底管桩2设置在支挡结构1底下部或路堤两侧，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上路堤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。
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。
CFG桩、管桩路堤加固系统的施工方法实施例1：按以下顺序
1、进行支挡结构底管桩或两侧各1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、施工路堤中间管桩或CFG桩4排；
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；
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；
7、观测沉降稳定后铺无砟轨道板或有砟轨道板。
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。
所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法。
所述的CFG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约10cm，即低于桩帽约70cm；
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CFG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。
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。
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。
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。
CFG桩、管桩路堤加固系统的施工方法实施例2：按以下顺序
1、进行支挡结构底管桩或两侧各2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、施工路堤中间管桩或CFG桩12排；
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；
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；
7、观测沉降稳定后铺无砟轨道板或有砟轨道板。
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。
所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法。
所述的CFG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约10cm，即低于桩帽约70cm；
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CFG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。
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。
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。
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。
CFG桩、管桩路堤加固系统的施工方法实施例3：按以下顺序
1、进行支挡结构底管桩或两侧各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、施工路堤中间管桩或CFG桩20排；
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；
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；
7、观测沉降稳定后铺无砟轨道板或有砟轨道板。
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。
所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法。
所述的CFG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约10cm，即低于桩帽约70cm；
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CFG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。
3、待CFG桩达到设计强度100％以上或强度达10MPa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。
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。
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。
CFG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.根据权利要求1所述的CFG桩、管桩路堤加固系统，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.根据权利要求1所述的CFG桩、管桩路堤加固系统，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.权利要求1所述的CFG桩、管桩路堤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)施工路堤中间管桩或CFG桩；
(5)清理预应力筏板基础，在中间管桩或中间CFG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.根据权利要求4所述的CFG桩、管桩路堤加固系统的施工方法，其特征在于所述的CFG桩施工采用无桩头施工方法；
所述的CFG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)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CFG桩达到设计强度70％～100％或强度达7～10MPa后，推平桩间土松铺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)CFG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.根据权利要求4所述的CFG桩、管桩路堤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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