CN101806055B - 真空预压联合刚性桩复合地基加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，施工步骤如下：a.在需处理场地进行真空预压，使软弱土地不但不影响刚性桩施工，反而由于在软弱地基中形成负压及降低了地下水位，使刚性桩施工时不会产生挤土效应；b.在地层固结度达到设计要求时，继续真空预压的真空抽气排水，同时进行刚性桩施工，真空预压与刚性桩施工重叠进行，刚性桩用量比一般桩基方案用桩量少，充分发挥桩土作用，降低工程损耗；c.刚性桩施工完时，当场地沉降未达到稳定标准时，继续进行真空预压的真空抽气排水，直至场地沉降达到稳定标准；d.真空抽气排水结束后，场地开挖至桩顶，填筑15～30cm级配砂石作褥垫层，完成地基处理，在处理后的地基上进行基础施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种软弱土层地基加固方法，为应用真空预压联合刚性桩形成复合地基的加固方法。
背景技术
真空预压和刚性桩复合地基都是近一、二十年在我国广泛应用的地基处理新技术。这两种技术针对不同的地基都有很明显的优势，但也有各自明显的不足：
真空预压(公开号85108820，分类号E02D3/10)作为一种针对流泥、淤泥、淤泥质土的排水固结软基加固技术，在产生相同垂直变形的情况下，真空预压法的加固效果优于其它排水固结方法，工程造价也相对低。但真空预压的承载力不高，仅能达到80～90kPa，压缩模量的提高也很有限，无法满足承受较大承载力及较小变形的要求。
刚性桩复合地基(见《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002中“CFG桩法”)作为一种针对一般土层地基的加固方法，具有有效桩长长，能充分调动桩间土及桩端土的承载力，复合地基承载力高，变形小，比桩基造价低较多等优点。但刚性桩复合地基在深厚软弱土层中有变形急进；如采用挤土桩为刚性桩(因挤土桩有施工简单、无污染、承载力高、费用低等优点)，在软弱土层中施工易使土层中孔隙水压力骤增引起挤土效应，对桩周软土层及桩端土不但没有改良作用，反而有扰动作用降低侧阻及端阻；刚性桩如为低标号沉管灌注或压灌现浇混凝土桩，在软土层中施工易使地面隆起而将桩拔断，桩身混凝土易产生缩径、离析等缺陷，因此在软弱土地基中较少采用刚性桩复合地基。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，可显著提高复合地基的承载力及减少变形，使深软土层复合地基的承载能力大幅提升。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其真空预压的方法为：在地基内打设竖向排水通道，在地基表面铺设水平排水通道，竖向排水通道与水平排水通道相通，水平排水通道内设有水平排水滤管，在水平排水通道上铺设有密封层，于地基加固区外侧开挖密封沟，将所述的密封层延伸埋设于密封沟内，所述密封层上覆盖回填土，采用真空泵对密封层下的水平排水通道和竖向排水通道抽真空降水，使被处理地基产生负压；其刚性桩施工采用预制桩施工法、沉管灌注混凝土桩施工法和压灌混凝土桩施工法中的一种，施工步骤如下：
a.在需处理的场地进行真空预压：铺设水平排水通道和打设竖向排水通道时避开后述打设的刚性桩的桩位，铺设水平排水通道内的水平排水滤管的上表面标高(可为真空预压后，在刚性桩施工前的标高)低于刚性桩的桩顶0.8m及以上以保证刚性桩施工后的场地密封；将所述密封层上覆盖的回填土碾压实；
b.在被处理地层固结度达到设计要求时(不一定要达到90％以上)，继续真空预压的真空抽气排水，并同时进行刚性桩施工；
c.刚性桩施工完时，当场地沉降未达到稳定标准时，继续进行真空预压的真空抽气排水，直至场地沉降达到稳定标准；
d.真空抽气排水结束后，场地开挖至桩顶，填筑15～30cm级配砂石作为褥垫层，完成地基处理，在处理后的地基上进行基础的施工。
本发明的进一步技术方案是：
在地基土的渗透性差，步骤a效果不好时，增加电渗排水装置。
步骤b中的刚性桩采用预制桩，在其桩顶部位加设密封桩帽以保证刚性桩施工后的场地密封。
步骤b中的刚性桩采用沉管灌注混凝土桩和压灌混凝土桩(包括CFG桩)中的一种，灌注混凝土顶面高于桩顶标高0.5m及以上。
所述步骤c中，当场地沉降达到稳定标准时，在确定对刚性桩不会产生破坏的基础上，在地表进行低能级强夯以进一步提高表层的承载力。
步骤a中所述的竖向排水通道为塑料排水板、袋装砂井和砂石桩中的一种；所述的水平排水滤管为钢管制作的滤管和塑料管制作的滤管(塑料管为采用尼龙制作的透水软管)中的一种；所述密封层为聚乙烯(PE)膜、聚氯乙烯(PVC)膜和厚度为800mm及以上的泥封层中的一种。
步骤b中的刚性桩采用预制桩时，该预制桩为预制方桩和预制管桩中的一种，施工方法为静压法和锤击法中的一种。
所述预制桩的密封桩帽大于预制桩的截面，桩帽下端的周边具有下向喇叭形的密封槽，桩帽具有足够的强度而满足传递压力和承载力的要求。
步骤d中的褥垫层应压实，并按规范要求进行载荷试验检验承载力，直至达到规范要求。
本发明的有益效果是：先行真空预压，使软弱土场地不但不影响刚性桩施工，反而由于在软弱地基中形成了负压及降低了地下水位，使刚性桩施工时不会产生孔隙水压力骤增而出现挤土效应；真空预压与刚性桩施工重叠进行，刚性桩用量比一般桩基方案用桩量少，充分发挥桩土作用，减少了材料、能源的损耗，降低了工程费用；运用刚性桩复合地基与真空预压的有机结合，既解决了真空预压场地承载力不高、变形大的问题，又克服了刚性桩在深厚软弱土层施工应用的技术及工艺障碍，扩大了刚性桩复合地基的应用范围，综上可见，本发明的运用可显著提高复合地基的承载力及减少变形，使深软土层复合地基的承载能力大幅提升。
附图说明
图1为真空预压联合刚性桩复合地基加固方法示意图。
具体实施方式
实施例：一种真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其真空预压的方法为：在地基内打设竖向排水通道1，该竖向排水通道1为塑料排水板、袋装砂井和砂石桩中的一种，在地基表面铺设水平排水通道2，该水平排水滤管为钢管制作的滤管、塑料管制作的滤管和尼龙制作的透水软管中的一种，竖向排水通道与水平排水通道相通，水平排水通道内设有水平排水滤管，在水平排水通道上铺设有密封层3，该密封层3为聚乙烯(PE)膜、聚氯乙烯(PVC)膜和厚度为800mm以上的泥封层中的一种，于地基加固区外侧开挖密封沟4，将所述的密封层延伸埋设于密封沟内，所述密封层上覆盖回填土5，采用真空泵11对密封层下的水平排水通道和竖向排水通道抽真空降水，使被处理地基产生负压；其刚性桩施工采用预制桩施工法、沉管灌注混凝土桩施工法和压灌混凝土桩施工法中的一种，施工步骤如下：
a.在需处理的场地进行真空预压：铺设水平排水通道2和打设竖向排水通道1时避开后述铺设的刚性桩6的桩位，铺设后水平排水通道内的水平排水滤管的上表面标高(可为真空预压后，在刚性桩施工前的标高)低于刚性桩的桩顶0.8m及以上，以保证刚性桩施工后的场地密封；将所述密封层上覆盖的回填土碾压实；在地基土的渗透性差，真空预压效果不好时，增加电渗排水装置；
b.在被处理地层固结度达到设计要求时(不一定要达到90％以上)，继续真空预压的真空抽气排水，并同时进行刚性桩施工：为保证刚性桩施工后的场地密封，当刚性桩6采用预制桩时，在桩顶部位加设密封桩帽60，该预制桩为预制方桩和预制管桩中的一种，施工方法为静压法和锤击法中的一种，该预制桩的密封桩帽大于预制桩的截面，桩帽下端的周边具有下向喇叭形的密封槽，桩帽具有足够的强度而满足传递压力和承载力的要求；当刚性桩若采用沉管灌注混凝土桩和压灌混凝土桩(包括CFG桩)中的一种时，则灌注混凝土顶面高于桩顶标高0.5m及以上；
c.刚性桩施工完时，当场地沉降未达到稳定标准时，继续进行真空预压的真空抽气排水，直至场地沉降达到稳定标准；
可在确定对刚性桩不会产生破坏的基础上，在地表进行低能级强夯以进一步提高表层的承载力；
d.真空抽气排水结束后，场地开挖至桩顶，填筑15～30cm级配砂石作为褥垫层7，该褥垫层应压实，并按规范要求进行载荷试验检验承载力，直至达到规范要求，完成地基处理，在处理后的地基上进行基础8的施工，见附图1所示。
先行真空预压，使软弱土场地不但不影响刚性桩施工，反而由于在软弱地基中形成了负压及降低了地下水位，使刚性桩施工时不会产生孔隙水压力骤增而出现挤土效应；真空预压与刚性桩施工重叠进行，刚性桩用量比一般桩基方案用桩量少，充分发挥桩土作用，减少了材料、能源的损耗，降低了工程费用；运用刚性桩复合地基与真空预压的有机结合，既解决了真空预压场地承载力不高、变形大的问题，又克服了刚性桩在深厚软弱土层施工应用的技术及工艺障碍，扩大了刚性桩复合地基的应用范围，综上可见，本发明的运用可显著提高复合地基的承载力及减少变形，使深软土层复合地基的承载能力大幅提升。
Claims (10)
1.一种真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其真空预压的方法为：在地基内打设竖向排水通道(1)，在地基表面铺设水平排水通道(2)，竖向排水通道与水平排水通道相通，水平排水通道内设有水平排水滤管，在水平排水通道上铺设有密封层(3)，于地基加固区外侧开挖密封沟(4)，将所述的密封层延伸埋设于密封沟内，所述密封层上覆盖回填土(5)，采用真空泵(11)对密封层下的水平排水通道和竖向排水通道抽真空降水；其刚性桩施工采用预制桩施工法、沉管灌注混凝土桩施工法和压灌混凝土桩施工法中的一种，其特征在于：施工步骤如下：
a.在需处理的场地进行真空预压：铺设水平排水通道(2)和打设竖向排水通道(1)时避开后述打设的刚性桩(6)的桩位，铺设水平排水通道内的水平排水滤管的上表面标高低于刚性桩的桩顶0.8m及以上；将所述密封层上覆盖的回填土碾压实；
b.在被处理地层固结度达到设计要求时，继续真空预压的真空抽气排水，并同时进行刚性桩施工；
c.刚性桩施工完时，当场地沉降未达到稳定标准时，继续进行真空预压的真空抽气排水，直至场地沉降达到稳定标准；
d.真空抽气排水结束后，场地开挖至桩顶，填筑15～30cm级配砂石作为褥垫层(7)，完成地基处理，在处理后的地基上进行基础(8)的施工。
2.根据权利要求1所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：在地基土的渗透性差，步骤a效果不好时，增加电渗排水装置。
3.根据权利要求1所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：步骤b中的刚性桩(6)采用预制桩，在其桩顶部位加设密封桩帽(60)。
4.根据权利要求1所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：步骤b中的刚性桩(6)采用沉管灌注混凝土桩和压灌混凝土桩中的一种，灌注混凝土顶面高于桩顶标高0.5m及以上。
5.根据权利要求1所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：所述步骤c中，当场地沉降达到稳定标准时，在确定对刚性桩不会产生破坏的基础上，在地表进行低能级强夯。
6.根据权利要求1所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：步骤a中所述的竖向排水通道(1)为塑料排水板、袋装砂井和砂石桩中的一种；所述的水平排水滤管为钢管制作的滤管和塑料管制作的滤管中的一种；所述密封层(3)为聚乙烯膜、聚氯乙烯膜和厚度为800mm及以上的泥封层中的一种。
7.根据权利要求1或3所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：步骤b中的刚性桩采用预制桩时，该预制桩为预制方桩和预制管桩中的一种，施工方法为静压法和锤击法中的一种。
8.根据权利要求3所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：所述预制桩的密封桩帽大于预制桩的截面，桩帽下端的周边具有下向喇叭形的密封槽，桩帽具有足够的强度而满足传递压力和承载力的要求。
9.根据权利要求1所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：步骤d中的褥垫层应压实，并按规范要求进行载荷试验检验承载力，直至达到规范要求。
10.根据权利要求6所述的真空预压联合刚性桩复合地基加固方法，其特征在于：所述塑料管制作的滤管为尼龙制作的透水软管。
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