CN103410143A - 一种提高空心桩桩基承载力的施工方法 - Google Patents

一种提高空心桩桩基承载力的施工方法 Download PDF

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顾国荣
魏建华
马宗玉
李晓勇
夏群
郭星宇
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Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，其特征在于：所述方法至少包括以下步骤：清理所述空心桩桩孔内的积水以及所述土塞顶部的虚土；将用于加载的填充物填筑于所述桩孔中的所述土塞顶部，当所述填充物的填充高度达到一定程度后，可使空心桩的桩基承载力明显提高；在所述桩孔中灌入粘结材料，所述粘结材料填满所述填充物及所述土塞中的空隙，并使得所述填充物与所述土塞之间构成粘合固定连接。本发明的优点是：通过对空心桩进行孔内填芯，压实土塞处理后，空心桩桩基竖向极限承载力可明显提高。

Description

一种提高空心桩桩基承载力的施工方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，针对的是因孔内土塞高度不够造成桩基承载力达不到工程要求的空心桩。
背景技术
敞口预应力混凝土空心桩（主要为预应力混凝土空心管桩和预应力混凝土空心方桩）在建筑工程领域内应用十分广泛。相对实心桩桩端阻力的计算，《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）第5.3.8款对空心桩桩端阻力的计算考虑了桩端土塞效应系数这一概念，即充分考虑了土塞效应对桩基竖向承载力的影响，也就是说空心桩孔内土塞的存在，也可提供一部分桩端阻力。
通过大量工程经验，只有土塞具有一定长度且土塞充填密实时，上述土塞效应才可充分发挥，但有些工程中因浅部建筑垃圾等存在（或其他原因），会在压桩过程中堵塞压桩孔，造成压桩完毕后土塞长度较短，难以发挥土塞效应。同时，近年来大量地基处理工程采用空心桩，桩长较短，因桩基入土深度有限，土塞长度也比较短，土塞效应也难以充分发挥。还有，因压桩深度过快、大面积沉桩等影响，有些工程桩会浮桩，造成桩基承载力达不到设计要求。当空心桩的桩基承载力达不到要求时，目前只能采用补桩的方法重新贯入空心桩，这样一来无疑增加了工程耗时以及工程造价。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，该方法利用土塞效应的原理，在空心桩贯入后其桩孔内既有土塞的基础上，人工填筑填充物，使得填充物与既有土塞之间充分固结并对空心桩共同作用产生土塞效应，使得空心桩桩基承载力得到明显提高，避免当空心桩承载力不够时，需要进行补桩施工，从而节约工程工期，缩短工程造价。 
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，所述空心桩在贯入后其桩孔底部具有一定高度的土塞，其特征在于：所述方法至少包括以下步骤：
清理所述空心桩桩孔内的积水以及所述土塞顶部的虚土；
将用于加载的填充物填筑于所述桩孔中的所述土塞顶部；
在所述桩孔中灌入粘结材料，所述粘结材料填满所述填充物及所述土塞中的空隙，并使得所述填充物与所述土塞之间构成粘合固定连接。
所述填充物的填筑，包括对所述填充物进行振捣夯实，使得所述填充物与所述土塞结合紧密，同时使所述填充物、所述土塞与所述桩孔内壁构成紧密贴合。
采用所述振捣夯实时，以连续三次夯实后，所述填充物的下沉量小于1cm时完成。
所述填充物的填筑至少通过二次重复填筑完成。
所述粘结材料灌入之后，采用盖板封闭所述空心桩的桩孔。
经过清理之后的所述土塞高度不高于2m。
所述填充物为干硬性混凝土，所述粘结物为水泥浆。
本发明的优点是：在土塞长度较短的情况下，通过对空心桩进行孔内填芯，压实土塞处理后，空心桩桩基竖向极限承载力可提高20%到30%左右，此方法还可对空心桩浮桩和入土深度比较浅的空心桩进行处理，也可大幅提高桩基竖向极限承载力，具有良好的经济效益和社会效益，可减少工程用桩量，在常规工程中避免补桩造成工程造价大幅增加，同时相对补桩而言，亦可大幅节约工程工期。 
附图说明
图1是本发明的施工步骤一；
图2是本发明的施工步骤二；
图3是本发明的施工步骤三；
图4是本发明的施工步骤四。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4所示，图中1-8标记分别为：空心桩1、高压水枪2、潜水泵3、土塞4、振捣棒5、干硬性混凝土6、水泥浆7、盖板8。
实施例：本实施例中的空心桩1为已贯入状态，其桩孔底部具有一定高度的土塞4，但土塞4的高度不及空心桩1桩长的1/3，且空心桩1的桩基承载力无法达到该空心桩1的承载力使用要求。
对该空心桩1进行承载力提升的施工，其步骤具体包括：
1）如图1所示，首先采用潜水泵3和高压水枪2清理排除空心桩1桩孔内的积水和土塞4上部的虚土，目的在于能使即将填筑的填充物能够与土塞4充分固定联成一体，以增加空心桩1的承载力，也为了在将填充物与土塞4振捣夯实时能够方便施工。由于工程桩桩基的持力层有时会有承压水存在，为避免承压水扰动击穿土塞4，所以不宜将土塞4全部清除，尽量保留土塞4高度不超过2m，若实际既有的土塞4长度已经少于2m时，则仅需排除空心桩1的孔内积水和土塞4顶部的表层少部分虚土即可。
2）如图2所示，采用级配碎石和水泥拌制成作为填充物的干硬性混凝土6，然后人工分次均匀地将干硬性混凝土6填筑至空心桩1的桩孔内的土塞4上方，当填充物的填充高度达到一定程度后，可使空心桩的桩基承载力明显提高，其中每次填筑之后，均先采用振捣棒5对填筑的干硬性混凝土6进行振捣夯实，振捣棒5采用铁棒或钢棒，从而使干硬性混凝土6不但与土塞4紧密结合，还能使干硬性混凝土6与土塞4分别与空心桩1的桩孔内壁紧密贴合。振捣棒5的停击是以振捣棒5连续夯实三次之后，干硬性混凝土6的下沉量低于1cm为停击标准。人工填筑干硬性混凝土6时，可根据其填筑高度分为至少两次，且每一次填筑一般控制在0.5m左右，分次振捣密实。
3）如图3所示，采用水泥浆7作为粘合物，根据空心桩1的桩孔直径大小和干硬性混凝土6的填筑高度，把水泥浆7的浆液注入空心桩1的桩孔内，以填满干硬性混凝土6与土塞4中的空隙，还能使得干硬性混凝土6与土塞4之间构成粘合固定连接。水泥浆7灌入量是以水泥浆7浆液盖过干硬性混凝土6的表面且水泥浆6的浆液面不再降低为标准。
水泥浆7固结后与干硬性混凝土6作为填充物与空心桩1的桩孔内壁以及土塞4构成紧密贴合，此时填充物与土塞4均对空心桩1作用产生土塞效应，空心桩1便随着土塞效应的加强，承载力得到相应增加。当所述填充物的填充高度达到一定程度后，可使空心桩的桩基承载力明显提高。
4）如图4所示，采用盖板8封闭空心桩1的桩孔，以免雨水和杂土进入孔内，影响水泥浆7的固结。
本实施例在具体实施时：干硬性混凝土6采用级配碎石（最大粒径控制在5.0cm以内）和P.O 42.5普通硅酸盐水泥等拌制而成，塌落度小于10mm。
水泥浆7采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥配置，水灰比0.5左右，以水泥浆具有良好的流动性为宜。
采用振捣棒5进行振捣夯实，振捣棒5的直径小于空心桩1的桩孔直径5cm左右，质量控制在100kg至150kg左右，以可以对空心桩1桩孔内的干硬性混凝土6和土塞4进行有效夯实为准。
多项工程实践表明，在土塞长度较短的情况下，通过对空心桩1进行孔内填芯，压实土塞4处理后，空心桩1的桩基竖向极限承载力可提高20%到30%左右，此方法还可对空心桩浮桩和入土深度比较浅的空心桩进行处理，也可大幅提高桩基竖向极限承载力，具有良好的经济效益和社会效益，可减少工程用桩量，在常规工程中避免补桩造成工程造价大幅增加，同时相对补桩而言，亦可大幅节约工程工期。
试验：该工程位于上海市宝山区，拟建场地内地质条件属于典型的滨海平原地貌，地势平坦起伏较小。
沉桩完成后，进行静载荷试验以检测桩基承载力是否满足设计要求，设计要求的单桩竖向极限承载力为2700kN。试桩为PHC 500 AB 125-25，即桩长25.0m，桩顶基本与自然地面齐平，桩基持力层为第⑦砂质粉土，该层土平均比贯入阻力Ps值为6.31 MPa，桩基进入持力层深度约4.0~5.0m。
现场共进行试桩25组，其中22组试桩均满足设计要求，有3组试桩不满足，经调查，22组满足设计要求的试桩孔内土塞高度均在8.0~12.0m左右，3组不满足设计要求的试桩孔内土塞高度均在5.5m以下，采取孔内填芯压实土塞处理后15天再进行静载荷试验，结果3组试桩竖向极限承载力均满足了设计要求。
试桩土塞处理试验结果对比数据如下：
Figure 188427DEST_PATH_IMAGE002
 土塞处理后桩基竖向极限承载力平均提高31%。 

Claims (7)

1.一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，所述空心桩在贯入后其桩孔底部具有一定高度的土塞，其特征在于：所述方法至少包括以下步骤：
清理所述空心桩桩孔内的积水以及所述土塞顶部的虚土；
将用于加载的填充物填筑于所述桩孔中的所述土塞顶部；
在所述桩孔中灌入粘结材料，所述粘结材料填满所述填充物及所述土塞中的空隙，并使得所述填充物与所述土塞之间构成粘合固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，其特征在于：所述填充物的填筑，包括对所述填充物进行振捣夯实，使得所述填充物与所述土塞结合紧密，同时使所述填充物、所述土塞与所述桩孔内壁构成紧密贴合。
3.根据权利要求2所述的一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，其特征在于：采用所述振捣夯实时，以连续三次夯实后，所述填充物的下沉量小于1cm时完成。
4.根据权利要求1所述的一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，其特征在于：所述填充物的填筑至少通过二次重复填筑完成。
5.根据权利要求1所述的一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，其特征在于：所述粘结材料灌入之后，采用盖板封闭所述空心桩的桩孔。
6.根据权利要求1所述的一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，其特征在于：经过清理之后的所述土塞高度不大于2.0m。
7.根据权利要求1所述的一种提高空心桩桩基承载力的施工方法，其特征在于：所述填充物为干硬性混凝土，所述粘结物为水泥浆。
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