CN101858077A - 袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种处理小面积软弱深厚软土层的袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基施工方法，其特征是：将小直径土工管袋与传统碎石桩处理方法结合起来，利用碎石桩挤密、土工管袋约束作用形成高密度微型群桩效应，提高地基承载力。本发明的优点：袋装挤密浆固小直径碎石桩能明显改善浅层地基土的工程性质，有效提高地基土的强度，减小工后沉降，是处理小场地软土地基行之有效的方法。由于土工管袋的有限约束作用与包裹作用，碎石用量大为降低，水泥浆的浆固作用使得桩身强度得到保证。相较于大面积软土地基的碎石桩方法，本发明具有工艺简单、施工速度快、施工设备小型化、用料省、造价低的特点。可以在小场地深厚软弱土地基处理工程中推广使用。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种浅层复合地基处理方法，特别涉及处理软弱深厚软土层的袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基施工方法，属于岩土工程技术领域。
背景技术
由于软土地基具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差大的特点，软土地基承载力普遍很低，整体稳定性较差，因此利用此类软弱地基时工程上必须采取适当的地基处理方式。现阶段对软土地基采用的最主要处理方式是复合地基技术，使得天然地基部分土体得到增强，形成预定深度和范围的加固区。复合地基处理软弱地基土主要有以下几种方法：(1)掺加固化剂(水泥土桩、石灰桩、灰土桩等)；(2)散粒材料置换(碎石桩、砂桩)；(3)预制成型桩(低强素混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢管桩等)。以上举例及其他现有的复合地基处理方法主要处理大范围软土地基，在工程软土地基处理中有广泛应用。
小场地深厚软土地基指建筑场地范围在100～5000m2，软土厚度≥10m，此类地基上建筑小型点式建筑(库房、泵房、水闸等)或其它临时性建筑，自重轻，影响深度范围有限(5～8m)，对于地基土的处理要求相应降低。根据小场地软土地基的特点，大范围软弱地基处理方式不能完全满足要求，存在桩体入土深度过深(一般贯穿软土层)，桩径大(600～1000mm)，大型施工机械笨重进场困难，施工工艺复杂，费用相对较高。因而对于小场地软土地基的复合地基加固处理，此类施工方法存在一定的弊端。
发明内容
技术问题：
本发明所要解决的技术问题是深厚软土地基上小场地点式轻型建筑(要求的承载力不超过100kPa)的处理方法，提供一种新的有效浅层软土复合地基处理方案——袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基施工方法。通过此处理方案发挥小直径碎石桩的优点，减小工程造价，满足施工要求。
技术方案：
为了达到上述解决方案，本发明采用了以下施工步骤：
1、钻机预钻孔：①根据场地土特点和建筑物形式确定软弱土地基加固深度；②普通小型钻机钻孔至预定深度(5～9m)，直径100～150mm。
2、土工管袋布设：①制作大于孔深0.5～1.0m土工管袋，管袋直径150～180mm；②钻杆导引管袋插入桩孔内部；③确认管袋底端到达桩孔底。
3、拌合浆固碎石料：①配制水灰比为1.0～3.0的流动性水泥浆；②选择未风化岩破碎成的粒径2～5cm、含泥量≤3％碎石；③不超过碎石质量10％的水泥浆与碎石在拌合设备中混合均匀。
4、填料振捣挤密：①送料管输送拌合均匀的浆固碎石料至底层土工管袋；②底层填料0.5m高时，放入振捣设备，振捣密实底层填料，留振20～30s；③底层密实后，向上拔管填第二层混合料，拔管速度为1～2m/min，控制每层填料高度为0.8～1.0m；④依次填料振捣密实，桩体到顶前，降低拔管速度，减小填料高度，多次振捣密实填料。
5、养护成桩：地基中自然养生一周，混合浆固碎石料固结强化，形成浆固挤密碎石桩体。
6、粗粒料垫层：桩体成形具备强度后，加固区地表铺设300～600mm厚粗粒料垫层，小型碾压设备碾压或夯击设备夯击密实。
本发明是一种处理小面积软弱深厚软土层的袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基施工方法，其特征是：将小直径土工管袋与传统碎石桩处理方法结合起来，利用碎石桩挤密、土工管袋约束作用形成高密度微型群桩效应，提高地基承载力。袋装挤密浆固小直径碎石桩能明显改善浅层地基土的工程性质，有效提高地基土的强度，减小工后沉降，是处理小场地软土地基行之有效的方法。由于土工管袋的有限约束作用与包裹作用，碎石用量大为降低，水泥浆的浆固作用使得桩身强度得到保证。相较于大面积软土地基的碎石桩方法，本发明具有工艺简单、施工速度快、施工设备小型化、用料省、造价低的特点，可以在小场地深厚软弱土地基处理工程中推广应用。
本发明优点：袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基充分应用小场地深厚软弱地基的特点，是处理浅层软土的有效复合地基处理方式。根据场地特点确定地基处理深度，控制桩间距在800～1000mm，采用高强度小直径土工管袋填装碎石颗粒材料，有限挤密桩身周围土体，形成高密度微型群桩效应，提高土体强度。土工袋内充填碎石有较大的孔隙，可作为排水通道；为保持和提高碎石散粒体的自立性与内聚性，土工管袋充填碎石料应用高水灰比水泥浆预先拌合均匀，使碎石间有水泥砂浆连接。袋装挤密浆固小直径碎石桩能明显改善浅层地基土的工程性质，有效提高地基土的强度，减小工后沉降，是处理小场地软土地基行之有效的方法。相较于大面积软土地基的碎石桩方案，袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基具有工艺简单、施工速度快、施工设备小型化、用料省、造价低的特点。因此，本发明方案可以作为特定的小场地软土地基处理方案，工后效果明显。
实施例：
下面结合工程应用实例进一步说明袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基施工方法采用的具体施工步骤：
1、钻机预钻孔：①根据场地特点和建筑物形式确定软弱土地基加固深度为6m，桩间距为800mm，正方形布置；②应用GX50型小型钻井机成孔，钻孔至预定深度6m，直径150mm。③成孔后，钻杆暂不提出，以防孔壁颈缩闭合。
2、土工管袋布设：①制作大于孔深0.5m，6.5m长土工管袋，管袋直径为180mm；②利用GX50小型钻机钻杆导引将土工管袋插入桩孔内部，插设土工管袋过程中，控制钻杆下降速度为2～3m/min，防止钻杆将管袋顶破，或引起孔壁塌陷；③根据钻杆入孔深度确认管袋底端到达桩孔底，缓慢提升钻机钻杆。
3、拌合浆固碎石料：①选取普通低强硅酸盐水泥，确认无潮化、凝块现象，选取水泥浆水灰比为2.0，预先混合配制高流动性水泥浆备用；②选择最大颗粒粒径为4cm，含泥量为3％未风化岩破碎碎石；③预配水泥浆(不超过碎石质量的10％)与碎石在现场拌合设备中混合均匀。
4、填料振捣挤密：①送料管输送拌合均匀的浆固碎石料至土工管袋底层，填灌1.0m后开动ZX-35型棒式振动器振捣；②振捣设备振捣密实底层填料过程中，在原振动位置上下移动3～5次，留振20s；③底层浆固碎石混合料振捣密实后，继续加料过程，向上拔管，控制拔管速度为0.5～1m/min；④填料到顶前，减小填料高度和拔管速度，多次分层振捣填料，使得桩体顶端充分密实。
5、养护成桩：地基中自然养生一周，成桩后，尽量减少重型设备在处理后地基上移动，待混合料固结强化，桩体成形，处理地基形成袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基。
6、粗粒料垫层：桩体成形具备强度后，加固区地表铺设600mm厚碎石料垫层，小型碾压设备碾压密实上层粗粒料垫层。
根据工程完工后现场试验实际测试情况，小场地深厚软土地基天然承载力为30～60kPa，采用袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基施工方法处理后，地基承载力提高到110～140kPa，能够满足一般中小型建筑物对地基承载力的要求，工后效果显著，本发明工程造价是一般复合地基方案造价的60～70％，同时工期缩短一半，具有良好的经济性。
Claims (1)
1.袋装挤密浆固小直径碎石桩复合地基施工方法，其特征是采用如下施工步骤：
(1)钻机预钻孔：开挖直径100～150mm、深度5～9m孔；
(2)土工管袋布设：①制作大于孔深0.5～1.0m土工管袋，管袋直径150～180mm；②钻杆导引管袋插入桩孔内部；③确认管袋底端到达桩孔底；
(3)拌合浆固碎石料：①配制水灰比为1.0～3.0的流动性水泥浆；②选择未风化岩破碎成的粒径2～5cm、含泥量≤3％碎石；③不超过碎石质量10％的水泥浆与碎石在拌合设备中混合均匀；
(4)填料振捣挤密：①送料管输送拌合均匀的浆固碎石料至底层土工管袋；②底层填料0.5m高时，放入振捣设备，振捣密实底层填料，留振20～30s；③底层密实后，向上拔管填第二层混合料，拔管速度为1～2m/min，控制每层填料高度为0.8～1.0m；④依次填料振捣密实，桩体到顶前，降低拔管速度，减小填料高度，多次振捣密实填料；
(5)养护成桩：自然养生一周，混合料固结强化，形成浆固碎石桩体；
(6)粗粒料垫层：地基表面层铺设300～600mm厚粗粒料垫层，碾压或夯击密实。
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