CN102277870A - 砂桩置换型搅拌桩 - Google Patents

Abstract

本发明所述的砂桩置换型搅拌桩涉及一种适用于淤泥土等软土地基的防渗结构物。所述的砂桩置换型搅拌桩是由若干对砂桩和水泥搅拌桩组成，其中水泥搅拌桩是设置在砂桩内部。本发明通过施打砂桩的方式，将防渗水泥搅拌桩桩体所在范围内的淤泥土等软土置换为砂，再进行搅拌桩成墙，使成型的搅拌桩提高了其桩身强度，增大插筋在搅拌桩体中的粘着力，使防渗墙与闸底板有效连接，避免地基土下沉将防渗墙下拉脱离底板导致形成渗漏通道。较好地解决了水工建筑物在淤泥土等软土地基中采用桩基础的防渗处理难题，为水工建筑物投入长期正常运行发挥了重要作用。本发明适用于淤泥软土地基，而且施工简单、投资小，防渗效果好。

Description

砂桩置换型搅拌桩

【技术领域】

本发明涉及一种水利工程中水工建筑物置于淤泥土等软土地层上的地基处理方法，尤其涉及一种适用于淤泥土等软土地基的防渗结构物。

【背景技术】

目前，在沿海深厚淤泥土等软土地区修筑水闸和船闸工程中，由于软土厚度大，难以大面积进行深处理，一般采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用，原因一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，技术落后，存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基，由于存在工期长，工后变形大等问题，已不再用作对变形有要求的建筑地基处理；三是由于施工设备限制，桩长无法到达淤泥层底部，易出现较大的沉降。因此，部分对沉降要求较高的工程采用了刚性桩基础的地基处理方法，如钻孔灌注桩、管桩基础等。由于钻孔灌注桩、管桩基础等桩长可达到淤泥层底部，处理后，上部建筑物沉降小，避免因沉降而导致的上部结构开裂、渗漏、外观变形等不利影响。但采用刚性桩基础处理后，底板地基土体固结沉降与桩基础沉降不一致，容易导致闸底与地基土体脱空而产生严重渗漏，所以，采用桩基础后，如何解决防渗处理，是目前水利工程技术人员亟待解决的难题之一。

目前，在深厚淤泥土等软土地基中采取的防渗措施主要有搅拌桩联体防渗墙、钢板桩和钢筋砼板桩等方式，而搅拌桩联体墙以往按常规工艺方法施工，即直接在淤泥土等软土中喷浆(或粉)成桩，强度低，桩体与钢筋粘着力弱，防渗墙与闸底板连接可靠性低。

【发明内容】

本发明根据现有的淤泥土等软土地基处理和防渗处理方法中的局限性和缺点，提供一种适用于淤泥软土地基、施工简单、投资小，防渗效果好的砂桩置换型搅拌桩结构物。

本发明所述的砂桩置换型搅拌桩是由若干对砂桩和水泥搅拌桩组成，其中水泥搅拌桩是设置在砂桩内部。

其中优选地，水泥搅拌桩内设有若干根钢筋。

更优选地，水泥搅拌桩的深度大于砂桩。

进一步优选地，砂桩、水泥搅拌桩和钢筋均为圆柱体。

更进一步优选地，若干个钢筋的顶点均在水泥搅拌桩上表面上，并且是均匀地设置在以水泥搅拌桩上表面的中心为圆心，以小于水泥搅拌桩半径的任意长度为半径的圆上。

在上述优选的实施例中，可以选择性地使砂桩的直径为600mm，水泥搅拌桩的直径为500mm，并且每个水泥搅拌桩内设有4根钢筋，每根的直径为16mm，并且钢筋中心轴与水泥搅拌桩中心轴之间的间距为125mm；可以较优选地将每个水泥搅拌桩的中心轴之间的间距设置为400mm。

本发明的创新点是采用砂桩置换防渗墙范围内的淤泥土等软土，即通过施打砂桩的方式，将防渗水泥搅拌桩桩体所在范围内的淤泥土等软土置换为砂，再进行搅拌桩成墙，使成型的搅拌桩提高了其桩身强度，增大插筋在搅拌桩体中的粘着力，使防渗墙与闸底板有效连接，避免地基土下沉将防渗墙下拉脱离底板导致形成渗漏通道。较好地解决了水工建筑物在淤泥土等软土地基中采用桩基础的防渗处理难题，为水工建筑物投入长期正常运行发挥了重要作用。本发明适用于淤泥土等软土地基，而且施工简单、投资小，防渗效果好。

【附图说明】

图1是本发明优选实施例中四对砂桩和水泥搅拌桩的俯视图；

图2是本发明优选实施例中每对砂桩和水泥搅拌桩的侧视图；

图中，1-砂桩，2-水泥搅拌桩，3-钢筋。

【具体实施方式】

本发明所述的砂桩置换型搅拌桩，由若干圆柱体形钢筋，砂桩和水泥搅拌桩组成，其中每个砂桩分别设置在与其对应的一个水泥搅拌桩内部，砂桩的直径为600mm，水泥搅拌桩的直径为500mm。水泥搅拌桩内设有4根钢筋，每根钢筋的顶点均匀地设置在以水泥搅拌桩上表面的中心为圆心，以125mm为半径的圆上，并且钢筋的直径为16mm。此外，水泥搅拌桩的深度大于砂桩的深度，并达到设计深度。

该砂桩置换型搅拌桩施工步骤如下：

1、制备砂桩

(1)整平场地。

(2)对桩位进行编号，注明于布桩图上，先在场地上将防渗墙位置用石灰粉进行放线，然后用竹桩定位砂桩，按序号施工，避免漏打。

(3)桩机就位于防渗线的侧面，行走方向与防渗线平行，操作导架垂直防渗线。桩架就位后，调整导杆的垂直度小于1.5％，提升桩管，将桩头活页闭合。

(4)开动砂桩机振动锤，将钢管沉入至设计要求深度，钢管的进料口位置应根据设计的振入深度而开口，振沉至设计深度后，进料口比地面高约300-500mm，便于斗车或翻斗车灌砂。

(5)用人工斗车或机动翻斗车往桩管内灌砂，直至灌满为止。为保证砂桩身的密实度，应按桩孔体积和砂在中密状态时的干密度计算其实际灌砂量，然后按1.20-1.40松散系数和扩孔系数估算用料量，一次上足或分两次投料，亦可超量投砂，即增投砂量，保证桩管全部拔出地面时，仍剩余一些砂料。砂料应采用淡水中粗砂，细度模数2.8以上，含泥量小于5％。

(6)边振边均匀缓慢拔出桩管，直至桩管全部拔出。一般情况下，拔管速度控制在2m/min之内，每拔起0.5m停拔续振10秒，在设计桩顶以下1.0m范围进行反插。

(7)平行移动桩机，至下一桩施工。

2、制备水泥搅拌桩

(1)砂桩施工完成后，将场地周围会堆积一些砂桩用剩的小砂堆进行场地二次整平。

(2)将防渗墙的中心线重新测放在现场，并在离防渗墙中心线侧旁约2.0米的位置多测放一条同长度等距离的平行线，将搅拌桩位用竹桩测放在该平行线上，作为搅拌桩位控制点。

(3)将搅拌桩机开至防渗墙中心线位置上，使桩机纵轴线与防渗墙中心线重合，施工时沿着该中心线后退施工。在桩机底架前端搅拌轴的中心位置附近搁置一根长度约2.5m的Φ25钢管或Φ22钢筋，悬挑一垂球至侧旁平行线桩位控制竹桩上，调整机位，使垂球对正竹桩。桩机安装就位必须平整和稳固，以确保施工中不发生倾斜、移动，在桩架上设置用于施工中观测深度和斜度的装置。

(4)按设计确定的掺灰量制备水泥浆。

(5)预搅下沉、提升喷浆搅拌和复搅均按常规搅拌桩施工工艺方法操作。因在淤泥地区进行搅拌桩施工时，淤泥容易堵塞喷嘴，所以在预搅下沉时也要开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷边旋转。

3、插入钢筋

防渗搅拌桩采取后退的方法施工，插筋跟进成桩进度逐条人工插入钢筋，插筋采用送筋套管送到预定的深度为止。

4、效果检测

(1)桩身强度

搅拌桩完成后通常28天后才随机抽芯检测，检测结果表明：桩身芯样抗压强度平均值介于5.1-6.7Mpa，比直接在淤泥中喷浆成桩抗压强度1.3-2.2Mpa提高2-4倍，效果明显。

(2)蓄水试验

本发明产品在中山市西河水闸重建工程应用，于2009年8月14日蓄水试验及运行，运行至今，并经历了设计最大水位差，没发现漏水现象，满足防渗要求。

Claims (7)

1.砂桩置换型搅拌桩，其特征在于其是由若干对砂桩(1)和水泥搅拌桩(2)组成，其中水泥搅拌桩(2)是设置在砂桩(1)内部。

2.如权利要求1所述的砂桩置换型搅拌桩，其特征在于所述的水泥搅拌桩(2)内还设有若干根钢筋(3)。

3.如权利要求1或2所述的砂桩置换型搅拌桩，其特征在于所述的水泥搅拌桩(2)的深度大于砂桩(1)。

4.如权利要求3所述的砂桩置换型搅拌桩，其特征在于所述的砂桩(1)、水泥搅拌桩(2)和钢筋(3)均为圆柱体。

5.如权利要求4所述的砂桩置换型搅拌桩，其特征在于若干个钢筋(3)的顶点均在水泥搅拌桩(2)上表面上，并且是均匀地设置在以水泥搅拌桩(2)上表面的中心为圆心，以小于水泥搅拌桩(2)半径的任意长度为半径的圆上。

6.如权利要求5所述的砂桩置换型搅拌桩，其特征在于所述砂桩(1)的直径为600mm，水泥搅拌桩(2)的直径为500mm，并且每个水泥搅拌桩(2)内设有4根钢筋(3)，每根的直径为16mm，并且钢筋(3)中心轴与水泥搅拌桩(2)中心轴之间的间距为125mm。

7.如权利要求6所述的砂桩置换型搅拌桩，其特征在于每个砂桩(1)的中心轴之间的间距为400mm。

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