CN103243702A

CN103243702A - 一种砂裹体碎石桩施工方法

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Publication number: CN103243702A
Application number: CN2013101651537A
Authority: CN
Inventors: 信建强; 荣兆斌
Original assignee: China Chemical Engineering Second Construction Corp
Current assignee: China Chemical Engineering Second Construction Corp
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: CN103243702B

Abstract

一种砂裹体碎石桩施工方法，适用于含水量较高，不排水抗剪强度为10～20kPa饱和盐渍土地基的处理，所述砂裹体碎石桩桩位按正三角形满堂布置；桩径为325mm～530mm；桩长为6～8m；桩间距为桩径的3～4倍；配料为级配碎石1600kg/m³；砂600kg/m³；所述级配碎石的粒径是3～5cm；砂的粒径是0.1～5mm；将级配碎石和砂混合成砂石料，包裹在土工布袋中振捣密实。本发明施工方便，材料便宜经济合理，技术先进，安全实用，承载力复合，效果良好，保护环境。

Description

一种砂裹体碎石桩施工方法

技术领域

本发明适用于含水量较高，不排水抗剪强度为10～20KPa饱和盐渍土地基的处理。如柴达木盆地东部盐湖区(察尔汗)盐渍土，多为粉质黏土及粉土，可塑~软塑状态饱和，有触变性，天然地基承载力仅有60~80kPa的盐渍土的袋装碎石桩复合地基。

背景技术

目前国内复合地基处理技术中的袋装碎石桩复合地基是由浙江大学岩土工程研究所（原土工教研室），于1987年提出了用冲抓法成孔并用土工织物袋围护碎石的加固方法。成孔直径为80cm,但未在实际工程中应用。在此之后福州大学岩土工程教研室采用自制的简易射水器，射水成孔深度可达12～13 m ,直径为40 cm 或45 cm ;放入土工织物袋后，采用小直径的插捣棒，这样就可以边填料边捣实，而上段部分则采用插入式混凝土振动器振实，使施工效果大大提高。通过试验，这种碎石桩已在福州大学两幢住宅工程与泉州市某综合楼工程中应用。袋装碎石桩复合地基的承载力可由复合地基载荷试验确定。

福州大学的袋装碎石桩复合地基的载荷试验表明，当置换率为0.15时，复合地基承载力由天然地基承载力的63 kPa 提高到117～141 kPa 。与一般的振冲碎石桩比较，它具有填料用量少，易于控制填料数量，桩身密实度较高，受力性能较好的优点，且土工织物袋能起到隔离、过滤，保证排水固结，并防止软粘土受压后挤入碎石孔隙的作用，它适合于在高含水量、低强度的软粘土中应用。这种碎石桩的提出，有助于降低工程造价，促进碎石桩在软粘土地基工程中的推广应用。

碎石裹体桩法处理地基技术施工方法是用螺旋钻等方式在地基土中成孔（在土体含水率小于11%也可以采用震动沉管施工桩孔但对于软塑土体不适合因为它可能造成土体液化），它可以减少了对地基桩间土的扰动，减少破坏原状地基土的承载力，能充分利用原地基土的承载力与桩体共同组成复合地基承载力。

裹体桩成孔和成桩方法手段，目前尚未定型、统一，地层情况及其组合关系变化多样，因此，边试验边成孔成桩。总体上成孔成桩质量易于掌握，比碎石桩质量控制简单容易。

上述技术排水孔设置数量多，桩体受力后的沉降量较大。

发明内容

本发明的目的是通过碎石桩基与土体的共同作用增加土体的承载力，增加砂以充填碎石的部分间隙达到尽量减小桩体受力后的沉降量，减少排水孔隙。

本发明的技术方案是：

配料：级配碎石1600kg/m³；砂600㎏/m³。

所述级配碎石的粒径是3～5cm；砂的粒径是0.1～5mm；

本发明的操作步骤是：将级配碎石和砂干搅拌使其充分混合。包裹在土工布袋中，限制级配碎石+砂侧向移动，既可以提高桩体径向围限力，也改善桩周土的径向支持力，基础作用在地基上的竖向荷载可以传递到桩体的深部，发挥整个桩体的支撑力。

采用中国实用新型专利号是2012201198001公开的“钻管跟进式裹体碎石桩施工机具”对装入土木布袋内的级配碎石和砂混合砂石进行振捣密实。

桩位布置：桩位按正三角形满堂布置。

桩径确定：桩径为325mm-530mm。

在盐渍土地基工程实践证明，当复合地基承载特征值不大于180kPa且不小于150kPa时，桩径为325mm。

当复合地基承载特征值大于180kPa时，桩径为426mm。

桩距确定：桩距的大小要以上部荷载的大小和地质条件确定，桩距为桩径的3-4倍。

对荷载大或软---流塑状态地层宜采用较小的桩距，对荷载小或可---硬塑状态地层，宜采用较大的桩间距。在满足设计要求的前提下，对盐渍土地基应尽量减小对地基土的扰动，以充分发挥桩间土的天然承载力，最佳桩间距为1.0m。

桩长确定：在盐渍土地基中桩长为6—8m。

裹体碎石桩复合地基；由桩和桩间土共同组成。

本发明的优点是：

1、施工方便，材料便宜经济合理，技术先进，安全实用，承载力复合，效果良好，保护环境。作为地基处理：为提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。

2、用于处理不排水抗剪强度为10～20kPa的饱和粘性土地基，尤其适用于处理饱和的软塑～流塑的盐渍土地基。裹体碎石桩复合地基由桩，桩间土和垫层共同组成。

具体实施方式

1、场地作业条件准备：先确保施工场地的“三通一平”和“临设”，并审核机具完好率和施工材料到场量，测试和检测设备，长螺旋钻机、机具和施工机具到位和完好率。

2、采用中国实用新型专利号是2012201198001公开的钻管跟进式裹体碎石桩施工机具对装入土木布袋内的级配碎石和砂混合砂石进行振捣密实。

配料：级配碎石1600kg/m³；砂600㎏/m³。

所述级配碎石的粒径是3～5cm；砂的粒径是0.1～5mm；

中国实用新型专利号是2012201198001的钻管跟进式裹体碎石桩施工机具，型号和能力应满足设计孔深和孔径要求，钻机配备有副卷扬机用来提、下护筒和套管，提升钻杆时钻杆应是螺旋，避免提钻时套管内形成负压。护管的直径应符合设计要求，土工布袋的卡具和下料装备要配套合适，应进行试运行。

3、裹体碎石桩法处理地基的设计内容：

桩径确定：桩径应根据设计要求结合地层和工程施工经验综合考虑，一般桩径宜采用325mm-426mm。在盐渍土地基工程实践证明，；当复合地基承载特征值不大于180kPa且不小于150kPa时，桩径宜采用325mm（套管的钢管直径是Φ325mm而钻机的钻头直径是300mm，以下的桩径均按套管的钢管直径计算））。当复合地基承载特征值大于180kPa时，桩径宜采用426mm.若桩径大于426mm时，性价比就提高了。因此在盐渍土地基中应用时，最大桩径不宜大于530mm。

桩距确定：桩距的大小要以上部荷载的大小和地质条件确定，一般桩距宜为桩径的3-4倍。对荷载大或软---流塑状态地层宜采用较小的桩距，对荷载小或可---硬塑状态地层，宜采用较大的桩间距。在满足设计要求的前提下，对盐渍土地基应尽量减小对地基土的扰动，以充分发挥桩间土的天然承载力，桩间距宜为1.0M。

桩长确定：裹体碎石桩桩长度可根据工程要求和工程地质条件通过计算确定。按《建筑地基处理技术规范》有关规定，当软弱土层厚度不大时，裹体碎石桩桩长宜穿透软弱土层，当软弱土层厚度较大时，按变形控制的工程，裹体碎石桩的桩长应不少于最危险滑动面以下2m的深度。裹体碎石桩的桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物地基变形允许值，并满足软弱下卧层承载力的要求。实践证明：在盐渍土地基中桩长6—8m较为合适。

裹体碎石桩裹体材料的选择：应根据工程要求，尽量就地取材、确保质量、经济合理、保护环境。碎石裹体桩使用主材是碎石料和土木布袋。裹体材料（土木织物）一般宜选用单位面积质量200～300g/㎡，抗拉强度≥50kN/m、GBR顶破强度4.0≥kN具有耐久性和抗腐蚀性的高强机织长丝土工织物。主要采用聚丙烯或聚乙烯长丝材料机织土工布缝制成或编织成土工布袋。

裹体碎石桩状体碎石料主要是散体材料，如当地耐腐蚀的碎石、卵石、等硬质散体材料，含泥量不应超过6%，级配应良好。

4、施工方法：

4.1裹体碎石桩桩位定位放线，用经纬仪打出轴线，用钢尺在轴线上拉线定位其桩点，误差不超过10mm

4.2桩基就位成孔，在盐渍土地基应采用螺旋钻成孔。当地的土层在地表以下有一层1.5~2.5m左右厚的软塑土层，所以采用套管跟进法进行钻孔防止钻孔缩径或钻孔坍塌。

4.3钻至设计孔底标高时应留钻15秒，正转提升钻具至地面，留套管在桩孔内，填料前先向桩孔底投入30cm砂石料，再将套有土工布袋的带震动电机的加料漏斗安装在套管顶端，然后填料。装入土工袋的砂石，必须是干燥的砂石，边填边启动震动电机捣振，直到填满布袋。裹体桩顶应高出地面15cm左右，然后拔除套管停止震动电机捣振完成此根桩的全部作业。

4.4裹体碎石桩成桩施工结束后，应先将桩顶土清理至设计桩顶标高，再将桩头夯压密实、平整到设计标高。

4.5垫层宜采用静力压实法或动力夯实法施工，垫层的压实系数应不小于0.95.

4.6裹体碎石桩施工时，应严格控制桩的填料量和桩顶标高。

4.7裹体碎石桩施工过程中，应由专人监测放线、放点、成孔、安装土木布袋、填料、移位、清土、处理桩头、碾压垫层等施工环节的质量，并做好施工记录。如发现问题，应查明原因，及时采取有效处理措施。

5、安全技术措施

5.1加强施工现场安全管理，健全安全管理制度。施工期间施工现场设置警戒线，并作明显标志，严禁无关人员进入或通过。派专职保卫人员负责警戒，非作业人员严禁入内，严格遵守《建筑施工机械安全操作技术规程》。施工过程中质检人员应按相关规定跟踪施工随机抽检在铺设垫层前应对桩数、桩位、单桩填料量纪录、桩头情况等进

行检查

5.2利用做过静载荷试验的地方开挖探井，以直接观查桩体受力状况。由于裹体碎石桩桩径较小，不能破坏裹体材料，因此，不宜采用动触的方法确定其密实度。

5.3虽然裹体碎石桩法施工是以不扰动桩间土为前提，但实施工过程中桩间土原状土的结构会受到不同程度的扰动，强度会有所降低，包括饱和软弱地基土与裹体桩桩身的紧密结合过程。它们都需一段休止时间。盐渍土地基应采用螺旋钻机成孔成桩，对桩间土扰动小根据工程实践，采用裹体碎石桩法处理地基强度恢复期一般不宜小于7d.尚需说明裹体桩技术的核心就是以不扰动桩间土为前提而生产的，恢复期短。

5.4裹体碎石桩法处理地基最终是要满足承载力和变形的要求，裹体碎石桩法复合地基静荷载试验是检验裹体碎石桩法处理地基效果的重要方法。复合地基承载力特征值和地基土的压缩模量值是评价裹体碎石桩法复合地基处理效果的重要依据。静荷载试验承压板的面积不应小于单桩分担的处理面积，多桩复合载荷试验更能充分反映桩、桩间土和垫层的共同作用。承压板应置于裹体碎石桩法复合地基垫层的顶面，这样可真实模拟上部荷载通过基础传递给地基土的情况

5.5检测的数量是按国家现行标准结合裹体碎石桩法处理地基技术的特点而确定。裹体碎石桩复合地基静载荷试验数量不应少于总桩数的0.3%，且每个单体建筑不应少于3处。当试验结果差异较大时，应增加试验数量。

Claims

1.一种砂裹体碎石桩施工方法，其特征是所述砂裹体碎石桩桩位按正三角形满堂布置；桩径为325mm～530mm；桩长为6～8m；桩间距为桩径的3～4倍；配料为级配碎石1600kg/m³；砂600㎏/m³；所述级配碎石的粒径是3～5cm；砂的粒径是0.1～5mm；将级配碎石和砂混合成砂石料，包裹在土工布袋中振捣密实。

2.根据权利要求1所述的一种砂裹体碎石桩施工方法，其特征是当复合地基承载特征值不大于180kPa且不小于150kPa时，桩径为325mm。

3.根据权利要求1所述的一种砂裹体碎石桩施工方法，其特征是当复合地基承载特征值大于180kPa时，桩径为426mm。

4.根据权利要求1所述的一种砂裹体碎石桩施工方法，其特征是桩间距为1.0m。

5.根据权利要求1所述的一种砂裹体碎石桩施工方法，其特征是施工操作步骤是：

（1）裹体碎石桩桩位定位放线，用经纬仪打出轴线，用钢尺在轴线上拉线定位其桩点，误差不超过10mm；

（2）桩基就位成孔，在盐渍土地基采用螺旋钻成孔；

（3）钻孔至设计孔底标高时留钻15秒，正转提升钻具至地面，留套管在桩孔内，填料前先向桩孔底投入30cm砂石料，再将套有土工布袋的带震动电机的加料漏斗安装在套管顶端，然后填料；装入土工袋的砂石料，必须是干燥的砂石料，边填边启动震动电机捣振，直到填满布袋；砂裹体碎石桩顶高出地面15cm，然后拔除套管停止震动电机捣振完成此根桩的全部作业;

（4）砂裹体碎石桩成桩施工结束后，先将桩顶土清理至设计桩顶标高，再将桩头夯压密实、平整到设计标高;

（5）垫层采用静力压实法或动力夯实法施工，垫层的压实系数不小于0.95。