CN102235008A

CN102235008A - 软土地基防工程桩偏位结构及预处理法

Info

Publication number: CN102235008A
Application number: CN2010101680184A
Authority: CN
Inventors: 马惠彪
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: ZHEJIANG HONGYU ENGINEERING PROSPECTING DESIGN CO LTD
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: CN102235008B

Abstract

本发明涉及到一种软土地基防工程桩偏位结构及预处理方法，其特征在于在工程桩的周围设置加固结构，所述的加固结构包括多个围绕承台呈格栅结构连续排列的搅拌桩，所述搅拌桩的高度与所述工程桩平齐，搅拌桩的深度为基坑深度的1.2-1.4倍，并且所述的加固结构位于以所述基坑中央为中心的2/3-3/4基坑范围内。其预处理方法为挖去原沉桩时宕渣填层→搅拌桩定位→制配水泥浆→喷浆搅拌下沉→提升→重复喷浆搅拌下沉→重复提升直至孔口→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩、重复以上工序。与现有技术相比，本发明所提供的软土地基防工程桩偏位结构及预处理方法能够有效防止软土地基基坑开挖时工程桩偏位。

Description

软土地基防工程桩偏位结构及预处理法

技术领域

本发明涉及到建筑领域，具体指一种软土地基基坑开挖防工程桩偏位结构及预处理法。

背景技术

现有的建筑物为更有效利用空间，多数设有地下室。工程施工时，需要先工程桩，就是在工程中使用的，最终在建、构筑物中受力起作用的桩。工程桩是用在工程实体上的桩，要承受一定的荷载的，试桩是做检测设计用的，如果是比较大的工程，要单独做试桩，如果不太重要的工程，用实体上做也可以。

沿海地区软土地基一般以淤泥或淤泥质土为主，该类土液性指数大，处于流塑状态，抗剪强度低、压缩性较高、渗透性较小。实践表明，一般地基工程桩的施工质量和偏位是比较容易控制的。但是在软土地基中，施工的工程桩常常会出现偏位施工质量问题，即沉桩时位置无误，且送桩前的中间验收也没有问题，但开挖出来后却发现部分工程桩位置偏位，有时甚至是大面积的偏位。这主要有下述几个方面引起：

1)挤土原因引起桩偏位，由于桩打入地基时，无论是管桩还是其它类型的桩总是有一部分或全部的土体被挤出桩身的位置，引起桩身附近土体的位移，随着沉桩数的增加其位移量相应迭加，造成已施工的工程桩随土体位移，桩的密度越密，则桩的偏位越大。

2)在超孔隙水压力的作用下，土体产生位移；软弱饱和的淤泥和淤泥质粉土，其透水性能差。在沉桩过程中，产生桩身排土和土体位移的同时，土体中形成很高的超孔隙水压力。如果这种迅速增长的超孔隙水压力，在基坑开挖前没有及时得到消散，当基坑开挖，一部分土体被挖除，地基土中的应力失去原有的平衡，在超孔隙水压力的作用下，土体产生位移，甚至造成基坑边坡的失稳和基坑底部涌土和土体滑动，由此造成工程桩的偏位甚至断裂。

3)土方开挖施工影响，发生桩位偏移主要是由于侧向土压力增大对土体产生位移造成的。如大型施工机械对土体的扰动，边坡设计不合理，土体开挖过早等等。同时由于预制桩成桩过程中的挤土效应，并且随着成桩数量的不断增加，土中所积蓄的应力越来越大，在开挖中局部应力释放很容易造成桩的偏位。

由于前期地基处理投入成本大，时间长，在基坑开挖中对桩偏位的质量难以完全保证，给后续的处理带来较大的经济和质量上的损失。因此，如何防止工程桩偏位的发生，是工程所关注的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种软土地基基坑开挖防工程桩偏位结构。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种软土地基基坑开挖防工程桩偏位预处理法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该软土地基防工程桩偏位结构，其特征在于在工程桩的周围设置加固结构，所述的加固结构包括多个围绕承台呈格栅结构连续排列的水泥土搅拌桩，所述搅拌桩的桩顶标高与基坑底标高平齐，搅拌桩的深度为基坑深度的1.2-1.4倍，并且所述的加固结构位于以所述基坑中央为中心的2/3-3/4基坑范围内，靠近基坑支护的周边部分由于基坑支护的存在可以不需或少许加固，当然对需要考虑基坑支护结构被动区土加固的除外。

所述的搅拌桩可以承台为井口呈大致“井”字型结构排列。

较好的，所述的搅拌桩可以为Φ700600水泥搅拌桩。

所述搅拌桩的桩位偏差最好不大于50mm，垂直偏差不大于1.0％。

上述各方案中，所述加固结构中相邻近的二个搅拌桩之间部分叠合。

一种软土地基防工程桩偏位预处理法，其特征在于包括下述步骤：

1)搅拌桩定位：挖去所述的工程桩沉桩时的宕渣填层，在工程桩周围定位所述的加固结构，所述的加固结构位于以所述基坑中央为中心的2/3-3/4基坑范围内，构成加固结构的多个搅拌桩围绕承台呈格栅结构连续排列；加固部位在工程桩周围及承台梁底部位，以形成连续、栅格式的加固区块，各大区块间也可各自独立。

2)搅拌机对中指定的搅拌桩位：吊车悬吊搅拌机到达指定的搅拌桩位，对中；

3)制备固化剂浆液：后台拌制固化剂浆液，将固化剂浆液倒入集料斗中；

4)启动搅拌机，在基坑深度1.2-1.4倍的位置处开始灌制搅拌桩，搅拌桩桩顶的标高与所述坑底标高平齐；

首先进行预搅下沉：启动搅拌机，待搅拌头转速正常后放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架边搅拌边下沉，下沉至所述搅拌桩桩顶标高时，开启挤压泵，使搅拌机的主机头沿导向架边喷浆边搅拌下沉至基坑深度的1.2-1.4倍。然后进行搅拌提升：深层搅拌机下沉到达设计深度后，关闭挤压泵，搅拌钻头开始搅拌提升至喷浆搅拌桩桩顶标高，搅拌桩桩顶的标高与所述工程桩平齐。重复喷浆搅拌：搅拌机提升至搅拌桩桩顶标高时，重新开启挤压泵，边喷浆边搅拌边下沉至搅拌桩的设计深度，此时最好是每根桩水泥用量应当刚好用尽。搅拌钻头下沉至设计深度后，然后边搅拌边提升至地面。

5)其它搅拌桩的灌制：重复上述步骤2至4，进行下一根桩的施工；直至所有的搅拌桩灌制完毕。

所述的搅拌桩为Φ700600水泥搅拌桩，水泥掺量为10％-20％，外掺剂生石膏粉的掺量为水泥掺量的2.0％，空搅部分水泥掺量为8％，水灰比为0.5-0.6。

所述搅拌桩施工时搅拌钻头的提升速度控制在0.8m/min以内，搅拌升降速度不大于0.5m/min。

所述的加固结构中的多个搅拌桩连续施工，间隔时间不得超过24h。

与现有技术相比，本发明能够有效防止软土地基基坑开挖时工程桩偏位，结构合理实用，容易实施制作，效果好。

附图说明

图1至图3为发明实施例中对应三种承台的加固结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

1、确定加固方案。

如图1至图3所示，该软土地基防工程桩偏位结构中的加固结构设置在以基坑中央为中心约2/3-3/4基坑范围内，包括多个搅拌桩1，这些搅拌桩基本上是围绕在承台3周围，大致以承台为井口呈近似“井”字型排列，形成连续的、栅格式的加固区块，工程桩2设置在其对应承台3的边角上。对应多个承台的加固区块也可各自独立。

如图1所述的承台呈大致的三角形，所述的工程桩有三个，均设置在所述承台的各角落位置，各工程桩之间还设有将各工程桩俩俩间隔开的搅拌桩。

如图2所示的承台呈正方形，工程桩有四个，均设置在所述承台的各角落位置，相邻近的工程桩之间设有将两者间隔开的搅拌桩。

如图3所述的承台呈长方形，工程桩有二个，设置在所述承台的两侧位置，加固结构呈“井”字型。

搅拌桩1的深度为基坑深度的1.3倍，采用Φ700600水泥搅拌桩。水泥搅拌桩桩顶标高为基坑底标高。

2、材料及设备。

主要材料：水泥采用42.5R级普硅酸盐水泥；施工用水采用市政自来水；外掺剂选用生石膏粉。主要施工机械设备如表1所示。

表1

名称	规格	数量	功率(KW)	用途
					水泥搅拌桩机	SGH-16	7	2×30	打桩
挤压泵	HB6-3	14	2.2	输浆
					拌浆机	HL-1型200L	1	2.2	水泥浆搅拌拌
砼搅拌机	JZC-350	1	5.5	砼搅拌
					潜水泵	QSR-15	4	1.5	排水
水准仪	S-3	2	-	测量
					全站仪	RTS-632H	1	-	测量

3、主要施工程序及工艺

施工程序：挖去原沉桩时宕渣填层→搅拌桩定位→制配水泥浆→喷浆搅拌下沉→提升→重复喷浆搅拌下沉→重复提升直至孔口→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩，重复以上工序。

具体的软土地基防工程桩偏位预处理方法如下：

(1)定位对中：吊车悬吊搅拌机到达指定桩位，对中，若地面不平时应调节丝杆使钻杆保持与水平地面垂直。

(2)制备固化剂浆液：后台拌制固化剂浆液，待压浆前将浆液倒入集料斗中。

(3)预搅下沉：启动搅拌机电机，待搅拌头转速正常后放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架边搅拌边下沉，下沉至桩顶标高时，开启挤压泵，使主机头沿导向架边喷浆边搅拌下沉至规定的设计深度。

(4)搅拌提升：深层搅拌机下沉到达设计深度后，关闭挤压泵，搅拌钻头开始搅拌提升至喷浆桩顶标高。

(5)重复喷浆搅拌：搅拌机提升至设计顶面标高时，重新开启挤压泵，边喷浆边搅拌边下沉至设计深度，此时每根桩水泥用量应当刚好用尽。

(6)重复提升：搅拌钻头下沉至设计深度后，然后边搅拌边提升至地面。

(7)移位：重复上述六个步骤进行下一根桩的施工。

(8)关闭搅拌机械，移位至新的加固点。

4、质量控制标准。

(1)采用Φ700600水泥搅拌桩，水泥掺量15％，空搅部分水泥掺量为8％，采用42.5R级普硅水泥，水灰比0.5。外加剂生石膏粉，掺量为水泥掺量的2.0％；搅拌桩施工提升速度控制在0.8m/min以内。水泥搅拌桩养护14天后开始地下室土方施工。

(2)为保证水泥搅拌桩的垂直度，要注意起吊搅拌设备的平整度和导向架的垂直度，水泥土搅拌桩的桩位偏差不大于50mm，垂直偏差不大于1.0％，搅拌升降速度不大于0.5m/min。

(3)水泥搅拌桩应连续施工，间隔时间不得超过24h，如间隔时间过长导致无法搭接，应采取补救措施。

(4)水泥搅拌桩的施工工艺为“四搅二喷”的全桩长均匀喷浆。如二次喷浆无法用完水泥浆，可多次喷浆。

(5)搅拌头切土下沉到达桩端前，把拌好滤净的水泥浆液输送到桩端(注意：根据试桩确认的施工参数操作，搅拌头切土下沉到达桩端，浆液也应同时到达桩端)，灰浆泵压力控制在0.4～0.6MPa范围内，搅拌提升速度应与输浆速度同步。

(6)每天上班开机前，应先量测搅拌头刀片直径是否达到700mm，搅拌刀片有磨损时应及时加焊，防止桩径偏小。

(7)预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适当冲水，但应用缩小浆液水灰比或增加掺入浆液等方法来弥补冲水对桩身强度的影响。

(8)施工时因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下1.0m处，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机3小时以上，应拆卸输浆管路，清洗干净，防止恢复施工时堵管。

(9)为保证桩端桩顶施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端；当钻头提升至桩顶标高时，应停止提升，再搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。

Claims

1.一种软土地基防工程桩偏位结构，其特征在于在工程桩的周围设置加固结构，所述的加固结构包括多个围绕承台呈格栅结构连续排列的水泥土搅拌桩，所述搅拌桩的桩顶标高与基坑底标高平齐，搅拌桩的深度为基坑深度的1.2-1.4倍，并且所述的加固结构位于以所述基坑中央为中心的2/3-3/4基坑范围内。

2.根据权利要求1所述的软土地基防工程桩偏位结构，其特征在于所述的搅拌桩以承台为井口呈大致“井”字型结构排列。

3.根据权利要求2所述的软土地基防工程桩偏位结构，其特征在于所述承台呈大致的三角形，所述的工程桩有三个，均设置在所述承台的各角落位置，各工程桩之间还设有将各工程桩俩俩间隔开的搅拌桩；或者所述的承台呈正方形，所述的工程桩有四个，均设置在所述承台的各角落位置，相邻近的工程桩之间设有将两者间隔开的搅拌桩；或者所述的承台呈长方形，工程桩有二个，设置在所述承台的两侧位置。

4.根据权利要求1所述的软土地基防工程桩偏位结构，其特征在所述的搅拌桩为水泥搅拌桩。

5.根据权利要求4所述的软土地基防工程桩偏位结构，其特征在于所述搅拌桩的桩位偏差不大于50mm，垂直偏差不大于1.0％。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的软土地基防工程桩偏位结构，其特征在于所述加固结构中相邻近的二个搅拌桩之间部分叠合。

7.一种软土地基防工程桩偏位预处理法，其特征在于包括下述步骤：

1)搅拌桩定位：挖去所述的工程桩沉桩时的宕渣填层，在工程桩周围定位所述的加固结构，所述的加固结构位于以所述基坑中央为中心的2/3-3/4基坑范围内，构成加固结构的多个搅拌桩围绕承台呈格栅结构连续排列；

2)搅拌机对中指定的搅拌桩位；

3)后台拌制固化剂浆液，将固化剂浆液倒入集料斗中；

4)启动搅拌机，在基坑深度1.2-1.4倍的位置处开始灌制搅拌桩，搅拌桩桩顶的标高与所述基坑底标高平齐；

8.根据权利要求7所述的软土地基防工程桩偏位预处理法，其特征在于所述的搅拌桩为Φ700600水泥搅拌桩，水泥掺量为10％-20％，外掺剂生石膏粉的掺量为水泥掺量的2.0％，空搅部分水泥掺量为8％，水灰比为0.5-0.6。

9.根据权利要求7或8所述的软土地基防工程桩偏位预处理法，其特征在于所述搅拌桩施工时搅拌钻头的提升速度控制在0.8m/min以内，搅拌升降速度不大于0.5m/min。

10.根据权利要求7所述的软土地基防工程桩偏位预处理法，其特征在于所述的加固结构中的多个搅拌桩连续施工，间隔时间不得超过24h。