CN102995622A - 一种用于处理液化地基的套管排水端承桩及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于处理液化地基的套管排水端承桩及施工方法。桩体由塑料内管、塑料外管、盲沟、混凝土、土工布组成。套管桩为端承桩，采用钻机钻孔将包裹土工布的塑料外管打入地基持力层，在塑料外管内侧放入直径比外管略小的环形排水盲沟，形成竖直排水通道，再在环形排水盲沟内侧放入塑料内管，在塑料内管内部浇筑混凝土成桩；在桩顶沿水平方向铺设碎石垫层，形成水平方向的排水通道。本发明提高了相等混凝土用量情况下桩的承载力，应用范围广，适用于一般软弱地基、液化地基的处理，在地基液化时提供了水平、竖向排水通道，降低了地基液化的可能性，结构合理，成桩效果好，造价低廉，施工方便，达到了地基处理、抗震加固的作用。

Description

一种用于处理液化地基的套管排水端承桩及施工方法

技术领域

本发明属于土木水利工程技术领域，特别涉及一种用于处理液化地基的套管排水端承桩及施工方法。

背景技术

目前地震中由液化引起的灾害已经引起工程界的普遍关注。近十几年来，发展了多种可液化地基的处理方法，其中常用的是用桩基础来处理易液化地基，但是位于易液化土层中的桩基础极易遭到严重破坏。在本发明之前，已有的桩基础有挤密碎石桩、抗液化刚性排水桩等。

振动挤密碎石桩法是在过去解决软弱粘性土地基承载力的挤密砂桩、砂井等方法的基础上发展起来的一种新的可液化砂土地基的处理方法。它因为其加固效果好、施工简单、成本低廉而备受建设者的青睐。但该方法在实际应用中有如下弊端：

（1） 对土壤的挤密作用及邻近建筑物有一定的影响，施工时噪音大，震动大。

（2） 对以细颗粒为主的土层不十分有效，因为细颗粒土渗透系数较小、排水通道不畅导致孔隙难以压缩。

（3） 对消除粉土层的液化是有效的，但对提高地基土承载力效果不明显。

中国专利（专利号ZL200520076660.4）公开了一种抗液化刚性排水桩，该方法采用在刚性桩的侧面沿竖向设置凹槽，在凹槽中设置排水管，在圆形凹槽内放置圆形排水钢丝软管，在方形凹槽内放置方形塑料排水板，形状大小互相匹配。理论上解决了现有技术中刚性桩不能排水而导致地基液化引起刚性桩基础的破坏的缺陷。但该排水桩存在如下弊端：

（1） 桩的施工工艺较为复杂，在打设过程中钢丝软管或塑料排水板由于没有保护，会在周围土体的挤密作用下发生损坏而失效。

（2） 该桩属于桩基础，在大面积地基处理应用时造价偏高。

 

发明内容

本发明的目的就是在于克服上述传统方法的缺陷，提供一种新型处理液化地基的套管排水端承桩及施工方法。

本发明采用的技术方案是：

一种用于处理液化地基的套管排水端承桩，桩体由塑料内管、塑料外管、环形排水盲沟、现浇混凝土桩、碎石垫层、土工布组成，其特征在于：用钻孔的方式将塑料外管打入持力层，在塑料外管内侧装入直径比外管略小的环形环形排水盲沟，形成竖直排水通道，再在环形排水盲沟内测放入塑料内管，在塑料内管空腔内部浇筑混凝土成桩；塑料外管外侧包裹一层土工布，以防止排水通道堵塞，所述的塑料外管在对应于砂土层分布的深度处打有排水孔，在桩顶沿垂直桩的方向铺设碎石垫层，形成水平排水通道。

所述的现浇混凝土桩的直径大小根据地基承载力以及桩的根数进行设计。

所述的塑料套内管内外侧均带有带螺纹，增加桩体的整体性。

所述的盲沟空隙率为80-95%，抗压强度大，在250kPa压力下，其压缩率低于10%，其大小是根据塑料内管的直径的大小预制而成，厚度为8~10cm。

所述桩的桩顶沿水平方向铺设碎石垫层，形成水平排水通道。

一种用于处理液化地基的套管排水端承桩的施工方法，其主要技术步骤如下：

（1）  根据地质勘探结果，采用钻机成孔至持力层所处深度；

（2）  将塑料外管管壁上打设排水孔；

（3）  将管壁打好排水孔的塑料外管外侧包裹一层土工布；

（4）  将包裹好土工布的带孔塑料外管下放到钻孔底部，并嵌入持力层；

（5）  加工与塑料外管与塑料内管组成的环形空间相应大小的环形排水盲沟；

（6）  将环形排水盲沟放入塑料外管内部；

（7） 在环形排水盲沟内部放入塑料内管；

（8）  在塑料内管内部浇筑混凝土成桩；

（9）  在桩顶沿水平方向铺设碎石垫层。

本发明的优点和效果在于：

（1） 该桩型提供了竖直和水平方向上的排水通道，极大的降低了液化的可能性；提高了相等混凝土用量情况下桩的承载力。在塑料套管外侧放置已加工成形的环形排水盲沟，可及时消散桩周的超孔隙水压，维持有效应力

（2） 相对于振密碎石桩，本发明中增加了环形排水盲沟，根据盲沟自身的特性，能最有效的收集砂土中的渗水，通过土工布及时排除出，消散超孔隙水压力。

（3） 相对于刚性排水桩，成本低廉，施工工艺简单，易于在实践操作。

（4） 在塑料套管外侧套上盲沟，增加了桩的实际使用半径，从而提高了桩的承载力，节省了混凝土的用量，降低了成本。

（5） 在水平向铺设碎石垫层，形成水平排水通道，及时将盲沟排出的水

（6） 盲沟的空隙率为80-95%，抗压强度大，250kPa压力下，其压缩率低于10%，因而具有以下的优点：抗压强度高，耐压性能好；表面开孔率高，集排水性好；永久的使用寿命；柔性好，适应土体变形。这都在一定程度上弥补了纯混凝土桩的缺陷和不足。

 

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为图1中A-A位置剖面图

图中：

1 现浇混凝土桩

2 环形排水盲沟

3 塑料内管

4 碎石垫层

5 塑料外管

6 持力层

7. 土工布

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

 

具体实施方式

一种用于处理液化地基的套管排水端承桩，直径大小根据地基承载力以及桩的根数进行设计。采用钻机钻孔将包裹土工布（7）的塑料外管（5）打入地基持力层（6），塑料外管（5）在对应于砂土层分布的深度处打有排水孔，塑料外管（5）内侧放入环形排水盲沟（2），环形排水盲沟（2）是根据塑料内管（3）和塑料外管（5）所形成的环形空腔的大小预先制作而成，使其恰好紧套在塑料内管（3）上，用于形成竖向的排水通道，及时地消散超静孔隙水压力，环形排水盲沟（2）的厚度为8~10cm，环形排水盲沟（2）内侧放入塑料内管（3）；在塑料内管（3）内部空腔内浇筑混凝土桩（1），在桩顶沿水平方向铺设碎石垫层（4），形成水平排水通道，及时将超静孔隙水排出地基。

具体施工步骤：

1. 根据承载力要求和桩的根数，确定排水端承桩的直径，预先制作塑料外管（5），塑料内管（3）：

2. 根据塑料内管（3）和塑料外管（5）所形成的空腔的大小，预先制作环形排水盲沟（2），环形排水盲沟（2）的内径比塑料内管（3）稍大，外径比塑料外管（5）稍小：

3. 根据地质勘测的结果，在塑料外管（5）对应砂土层的深度处，均匀打设排水孔，并包裹一层土工布（7）；

4. 进行地质勘测，了解土层的分布情况，放样桩位，采用钻机成孔至持力层（6）所处深度，将包裹好土工布（7）的带排水孔塑料外管（5）下放到钻孔底部，并嵌入持力层；

5. 将环形排水盲沟（2）放入塑料外管（5）的内侧；

6. 将塑料内管（3）再放入环形排水盲沟（2）的内侧；

7. 在塑料内管（3）空腔内部浇筑混凝土桩（1）；

8. 在桩顶沿水平方向铺设碎石垫层（4）。

Claims (6)

1.一种用于处理液化地基的套管排水端承桩，由现浇混凝土桩、环形排水盲沟、塑料内管、塑料外管、土工布、碎石垫层组成，其特征在于：用钻孔的方式将塑料外管打入持力层，在塑料外管内侧装入直径比外管略小的环形排水盲沟，形成竖直排水通道，再在环形排水盲沟内部放入塑料内管，在塑料内管空腔内部浇筑混凝土成桩；塑料外管外侧包裹一层土工布，防止排水通道堵塞，在桩顶沿垂直桩的方向铺设碎石垫层，形成水平排水通道。

2.根据权利要求1所述的一种用于处理液化地基的套管排水端承桩，其特征在于：塑料内管内外侧均带有带螺纹，增加桩体的整体性。

3.根据权利要求1所述的一种用于处理液化地基的套管排水端承桩，其特征在于：所述的环形排水盲沟空隙率为80-95%，在250kPa压力下，其压缩率低于10%。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于处理液化地基的套管排水端承桩，其特征在于：所述的环形排水盲沟的厚度为8~10cm。

5.根据权利要求1所述的一种用于处理液化地基的套管排水端承桩，其特征在于：在桩顶沿水平方向铺设碎石垫层，形成水平排水通道。

6.根据权利要求1所述的一种用于处理液化地基的套管排水端承桩的施工方法，包括以下技术步骤：

（1） 根据地质勘探结果，采用钻机成孔至持力层所处深度；

（2） 将塑料外管管壁上打设排水孔；

（3） 将管壁打好排水孔的塑料外管外侧包裹一层土工布；

（4） 将包裹好土工布的带孔塑料外管下放到钻孔底部，并嵌入持力层；

（5） 加工与塑料外管与塑料内管组成的环形空间相应大小的环形排水盲沟；

（6） 将环形排水盲沟放入塑料外管内部；

（7） 在环形排水盲沟内部放入塑料内管；

（8） 在塑料内管内部浇筑混凝土成桩；

（9） 在桩顶沿水平方向铺设碎石垫层。

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