CN103790148A - 一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，该方法首先采用锥形夯锤冲击预处理湿陷性的黄土场地进行地基处理；然后，采用钻孔夯扩灰土挤密桩进行补桩加固；最后，进行灌注桩后压浆施工。本发明湿陷性黄土地基的联合处理施工方法具有经济环保、处理深度大、处理效果好、承载潜力大、抵御复杂荷载能力强等优势。运用该方法能够消除深厚湿陷性黄土场地的湿陷性所造成的各种负面效应，能够满足上部高层建筑物对地基承载力及沉降要求。

Description

一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法

技术领域

本发明涉及一种地基的施工方法，尤其涉及一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法。

背景技术

现有技术中传统的湿陷性黄土地基的处理方法主要有以下方法：(1)垫层，(2)重锤表层夯实，(3)强夯，(4)挤密桩，(5)化学加固，(6)预浸水，(7)桩基础。以上对湿陷性黄土地基的处理方法中，方法(1)和方法(2)处理深度浅，不宜用于湿陷性黄土深厚的场地；方法(3)对环境的负面影响大，不宜在已有建筑物周围及市区使用；方法(4)所用填料单一，且对桩间土的挤密效果不理想，仅能有限的消除地基湿陷性；方法(5)处理费用昂贵，一般不予采用；方法(6)浸水时场地周围地表下沉开裂，并容易造成″跑水″穿洞，影响周围建筑物的安全；方法(7)在处理深厚湿陷性黄土地区，尤其在自重湿陷性黄土场地，为克服负摩擦力带来的不利影响，所需桩较长，经济性差。以上针对湿陷性黄土地基的处理方法中，尤其在已有建筑物附近的自重湿陷性黄土深厚的场地，尚无经济有效的地基处理方法能够满足高层建筑物对地基承载力及沉降量的要求。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，该方法首先采用锥形夯锤冲击预处理湿陷性的黄土场地进行地基处理；然后，采用钻孔夯扩灰土挤密桩进行补桩加固；最后，进行灌注桩后压浆施工；

具体过程为：

步骤1，使用锥形夯锤冲击预处理地基并形成填充孔道；

步骤2，所述填充孔道达到预处理深度后，使用加固材料填充所述填充孔道；

步骤3，使用所述锥形夯锤多次冲击、夯扩所述填充孔道内的所述加固材料，使所述加固材料不断向所述填充孔道的侧面和底部挤密；

步骤4，循环多次添加所述加固材料，使用所述锥形夯锤多次冲击至夯实所述加固材料到达地基表层；

步骤5，进行施工放验线，并将钻孔机械就位，对钻孔机械进行垂直校正，然后进行钻孔，钻出的孔为成孔，将钻孔机械移开成孔位置；

步骤6，将夯实桩机就位，先对孔底进行空夯，同时进行回填材料的拌制；

步骤7，在进行灌注桩施工之前，采用100mm厚C15混凝土对已处理过的地面进行硬化处理；

步骤8，采用全站仪利用指定的轴线交点作控制点，对灌注桩桩位放样、定位；

步骤9，采用桩身预埋管压浆法，即按设计的压浆深度要求，将压浆管固定在钢筋笼上，压浆装置随钢筋笼一起下放，压浆管之间采用丝扣连接；

步骤10，成孔机具就位，并保持成孔机械平稳，不发生倾斜、位移；

步骤11，调整成孔机械，用对位圈对好灌注桩桩位，开动成孔机械，达到控制深度后，进行清孔作业；

步骤12，移动成孔机具到下一灌注桩位，重复上述步骤10和11，直至完成所有灌注桩的成孔作业；

步骤13，将预先制作的安装好注浆管的钢筋笼吊装下放，钢筋笼放入前绑好砂浆垫块或塑料卡，吊放钢筋笼时，要对准孔位，调直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁；钢筋笼放到设计位置时，应立即固定；在两段钢筋笼之间的连接处进行焊接，以确保钢筋笼的位置正确，保证保护层厚度符合要求；

步骤14，压浆管试水，每节压浆管随钢筋笼下放时应做试水试验；钢筋笼放置完毕后孔内进行第二次清孔完成后需再次检查孔内水面，无异常后用堵头封住压浆管上口；

步骤15，浇筑混凝土，用放溜筒浇筑混凝土，在放溜筒前再次检查和测量钻孔内虚土的厚度，达到设计要求时进行，混凝土浇筑采用连续进行，混凝土浇筑到灌注桩的桩顶时，应适当超过灌注桩的桩顶设计标高；同时，制作同一配合比的试块，每班不得少于一组；

步骤16，压水试验，压水试验在成桩后24小时内进行，正式压浆前必须进行压水试验，以检查管路及单向阀的畅通状况；

步骤17，重复上述步骤13、步骤14、步骤15、步骤16，完成各灌注桩的成桩工作，同时为后压浆施工做好准备工作；

步骤18，后压浆施工，采取二次注浆的方式；

步骤19，终止压浆，终止压浆的总的控制原则是以压浆量为主，压力控制为辅；压浆完毕后立即给压浆管拧上堵头；

步骤20，重复上述步骤18、步骤19，连续完成各个灌注桩后压浆的施工工作。

进一步，上述步骤1中的锥形夯锤包括吊环、锤体、切割齿和锥形锤头，其中，所述锥形锤头设在所述锤体的一端，所述吊环设在所述锤体的另一端；所述锥形锤头的轴线、所述锤体的轴线和所述吊环的轴线共线；锥形锤头的横截面为圆形；锥形夯锤上还包括切割齿，所述切割齿设在所述锥形锤头的外壁上。

进一步，所述步骤18的具体过程为：

步骤a，初注：灌注桩桩身混凝土养护3～5天后开始压浆，将按设计配置好的水泥浆通过高压泵和预埋压浆管注入到桩底或桩侧土层中去，若采用复式压浆，则先进行桩侧压浆，12小时后再进行桩底压浆；初注时压力要小，浆液由稀到稠；初注时要密切注意注浆压力、注浆量的变化，并注意注浆节奏，桩底注浆时应设置百分表检测桩的上抬量，避免过大；

步骤b，二次注浆：第二次注浆的注浆管与第一次注浆的注浆管成对称分布，第二次注浆量一般为第一次的1／3～1／4，且水灰比适当提高；

步骤c，同一根桩的压浆顺序：先对上侧管进行压浆，然后下侧管，最后进行端管压浆；同一承台桩的压浆顺序：先四周桩后中心桩。

进一步，所述步骤6中的回填材料为粘性土和白灰，其中粘性土的重量份数为2-3份，白灰的重量份数为7-8份，将上述重量份数的粘性土和白灰均匀拌制后，填入空夯后的成孔中，并采用分层夯实回填的方法进行重复填料夯实，直至重复回填到设计的标高，封顶后，桩机移位。

进一步，上述步骤6中，桩孔中心偏差不应超过桩径设计的1／4，对条形基础不应超过设计值的1／6，桩孔垂直度偏差不应大于1.5％，空夯后桩孔深度不应小于设计深度，成桩后桩身直径不得小于设计桩径。

进一步，上述步骤6中，

设备的选用方法如下：

钻孔设备：桩长30米以内采用螺旋钻机钻孔；

成桩回填设备：机架高度要满足回填时提锤高度的需要，提锤高度不得小于4米，提升卷扬机为溜放式3-5吨卷扬机；

回填柱尖锤：材料为45#铸钢，实心，要求质量1000公斤以上，根据施工需要分为1000公斤，1300公斤，1500公斤和1800公斤，锤上部形状为圆柱体，锤底形状为锤尖。

进一步，上述步骤8中灌注桩的桩位方向距离误差不小于5mm，并用长钉对桩位进行一一标记。

进一步，上述步骤14中，若发现水柱下降或水柱消失，则应检查压浆管是否有砂眼、丝扣连接是否密封。

进一步，在上述步骤16中，若在桩侧或桩端发生扩孔、塌孔或充盈系数较大的情况时，需特别注意提前进行压水试验，在混凝土浇筑完的5小时内进行以确保能冲开较厚的混凝土覆盖层。

进一步，在上述步骤2中，所述加固材料为无机固体材料、活性混合材料。

与现有技术相比较本发明的有益效果在于：本发明湿陷性黄土地基的联合处理施工方法具有经济环保、处理深度大、处理效果好、承载潜力大、抵御复杂荷载能力强等优势。运用该方法能够消除深厚湿陷性黄土场地的湿陷性所造成的各种负面效应，能够满足上部高层建筑物对地基承载力及沉降要求。

附图说明

图1为本发明补桩的结构示意图；

图2为本发明锥形夯锤的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

本发明湿陷性黄土地基的联合处理方法，该方法首先采用锥形夯锤冲击预处理湿陷性的黄土场地进行地基处理；然后，采用钻孔夯扩灰土挤密桩进行补桩加固；最后，进行灌注桩后压浆施工。

请参阅图1所示，其为本发明补桩的结构示意图，图中a为锥形夯锤处理区域，b为钻孔夯扩灰土挤密桩，该挤密桩设置在所述锥形夯锤处理区域的四个角上以及中心位置处。

具体包括下述步骤：

步骤1，使用锥形夯锤冲击预处理地基并形成填充孔道；

请参阅图2所示，其为本发明锥形夯锤的结构示意图，所述锥形夯锤包括吊环1、锤体2、切割齿3和锥形锤头4，其中，所述锥形锤头4设在所述锤体2的一端，所述吊环1设在所述锤体2的另一端；所述锥形锤头4的轴线、所述锤体2的轴线和所述吊环1的轴线共线；锥形锤头4的横截面为圆形；锥形夯锤上还包括切割齿3，所述切割齿3设在所述锥形锤头4的外壁上。

步骤2，所述填充孔道达到预处理深度后，使用加固材料填充所述填充孔道；所述加固材料为无机固体材料、活性混合材料。

步骤3，使用所述锥形夯锤多次冲击、夯扩所述填充孔道内的所述加固材料，使所述加固材料不断向所述填充孔道的侧面和底部挤密；

步骤4，循环多次添加所述加固材料，使用所述锥形夯锤多次冲击至夯实所述加固材料到达地基表层；

步骤5，进行施工放验线，并将钻孔机械就位，对钻孔机械进行垂直校正，然后进行钻孔，钻出的孔为成孔，将钻孔机械移开成孔位置；

步骤6，将夯实桩机就位，先对孔底进行空夯，同时进行回填材料的拌制；

所述回填材料为粘性土和白灰，其中粘性土的重量份数为2-3份，白灰的重量份数为7-8份，将上述重量份数的粘性土和白灰均匀拌制后，填入空夯后的成孔中，并采用分层夯实回填的方法进行重复填料夯实，直至重复回填到设计的标高，封顶后，桩机移位；

桩孔中心偏差不应超过桩径设计的1／4，对条形基础不应超过设计值的1／6，桩孔垂直度偏差不应大于1.5％，空夯后桩孔深度不应小于设计深度，成桩后桩身直径不得小于设计桩径；在该步骤中，空夯后桩孔深度不应小于设计深度，成桩后桩身直径大于钻孔直径；

为保证桩头的强度和桩头部分桩间土的挤密效果，施工时必须在桩顶标高以上留0.6-1.2米的预留土层；为保证桩头的强度和桩头部分桩间土的挤密效果，施工时必须在桩顶标高以上留0.6-1.2米的预留土层；

设备的选用方法如下：

钻孔设备：桩长6米以下，采用机动洛阳铲钻孔，桩长30米以内采用螺旋钻机钻孔；

成桩回填设备：机架高度要满足回填时提锤高度的需要，提锤高度不得小于4米，提升卷扬机为溜放式3-5吨卷扬机；

回填柱尖锤：材料为45#铸钢，实心，要求质量1000公斤以上，根据施工需要分为1000公斤，1300公斤，1500公斤和1800公斤，锤上部形状为圆柱体，锤底形状为锤尖；

步骤7，在进行灌注桩施工之前，采用100mm厚C15混凝土对已处理过的地面进行硬化处理；

步骤8，采用全站仪利用指定的轴线交点作控制点，对灌注桩桩位放样、定位，灌注桩的桩位方向距离误差不小于5m m，并用长钉对桩位进行一一标记；

步骤9，采用桩身预埋管压浆法，即按设计的压浆深度要求，将压浆管固定在钢筋笼上，压浆装置随钢筋笼一起下放，压浆管之间采用丝扣连接避免焊接；

步骤10，成孔机具就位，并保持成孔机械平稳，不发生倾斜、位移；

步骤11，调整成孔机械，用对位圈对好灌注桩桩位，开动成孔机械，达到控制深度后，进行清孔作业；

步骤12，移动成孔机具到下一灌注桩位，重复上述步骤10和11，直至完成所有灌注桩的成孔作业；

步骤13，将事先制作的安装好注浆管的钢筋笼吊装下放，钢筋笼放入前绑好砂浆垫块或塑料卡，吊放钢筋笼时，要对准孔位，调直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁；钢筋笼放到设计位置时，应立即固定；在两段钢筋笼之间的连接处进行焊接，以确保钢筋笼的位置正确，保证保护层厚度符合要求；

步骤14，压浆管试水，每节压浆管随钢筋笼下放时应做试水试验，若发现水柱下降或水柱消失，则应检查压浆管是否有砂眼、丝扣连接是否密封；

钢筋笼放置完毕后孔内进行第二次清孔完成后需再次检查孔内水面，无异常后用堵头封住压浆管上口；

步骤15，浇筑混凝土，用放溜筒浇筑混凝土，在放溜筒前再次检查和测量钻孔内虚土的厚度，达到设计要求时进行，混凝土浇筑采用连续进行，混凝土浇筑到灌注桩的桩顶时，应适当超过灌注桩的桩顶设计标高，以保证在凿除浮浆后，灌注桩的桩顶标高符合设计要求；同时，制作同一配合比的试块，每班不得少于一组；

步骤16，压水试验，压水试验在成桩后24小时内进行，正式压浆前必须进行压水试验，以检查管路及单向阀的畅通状况，若在桩侧或桩端发生扩孔、塌孔或充盈系数较大的情况时，需特别注意提前进行压水试验，在混凝土浇筑完的5小时内进行以确保能冲开较厚的混凝土覆盖层；

试验时由专人记录冲破压力值及管道畅通情况；

步骤17，重复上述步骤13、步骤14、步骤15、步骤16，完成各灌注桩的成桩工作，同时为后压浆施工做好准备工作；

步骤18，后压浆施工，采取二次注浆的方式，包括：

(1)初注：灌注桩桩身混凝土养护3～5天后开始压浆，将按设计配置好的水泥浆通过高压泵和预埋压浆管注入到桩底或桩侧土层中去，若采用复式压浆，则先进行桩侧压浆，12小时后再进行桩底压浆；初注时压力要小，浆液由稀到稠；初注时要密切注意注浆压力、注浆量的变化，并注意注浆节奏，桩底注浆时应设置百分表检测桩的上抬量，避免过大；

(2)二次注浆：第二次注浆的注浆管与第一次注浆的注浆管成对称分布，第二次注浆量一般为第一次的1／3～1／4，且水灰比适当提高；

(3)同一根桩的压浆顺序：先对上侧管进行压浆，然后下侧管，最后进行端管压浆；同一承台桩的压浆顺序：先四周桩后中心桩；

步骤19，终止压浆，终止压浆的总的控制原则是以压浆量为主，压力控制为辅，但压浆参数根据地质条件合理选择，如若桩端为密实的砾石卵石层时，应以压浆量为主要控制指标；桩侧为密实的黄土层时则应以压浆压力为主要控制指标；

压浆完毕后立即给压浆管拧上堵头，以免因回浆而降低压浆质量；

步骤20，重复上述步骤18、步骤19，连续完成各个灌注桩后压浆的施工工作。

本发明湿陷性黄土地基的联合处理施工方法具有经济环保、处理深度大、处理效果好、承载潜力大、抵御复杂荷载能力强等优势。运用该方法能够消除深厚湿陷性黄土场地的湿陷性所造成的各种负面效应，能够满足上部高层建筑物对地基承载力及沉降要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，该方法首先采用锥形夯锤冲击预处理湿陷性的黄土场地进行地基处理；然后，采用钻孔夯扩灰土挤密桩进行补桩加固；最后，进行灌注桩后压浆施工；

具体过程为：

步骤1，使用锥形夯锤冲击预处理地基并形成填充孔道；

步骤2，所述填充孔道达到预处理深度后，使用加固材料填充所述填充孔道；

步骤3，使用所述锥形夯锤多次冲击、夯扩所述填充孔道内的所述加固材料，使所述加固材料不断向所述填充孔道的侧面和底部挤密；

步骤4，循环多次添加所述加固材料，使用所述锥形夯锤多次冲击至夯实所述加固材料到达地基表层；

步骤5，进行施工放验线，并将钻孔机械就位，对钻孔机械进行垂直校正，然后进行钻孔，钻出的孔为成孔，将钻孔机械移开成孔位置；

步骤6，将夯实桩机就位，先对孔底进行空夯，同时进行回填材料的拌制；

步骤7，在进行灌注桩施工之前，采用100mm厚C15混凝土对已处理过的地面进行硬化处理；

步骤8，采用全站仪利用指定的轴线交点作控制点，对灌注桩桩位放样、定位；

步骤9，采用桩身预埋管压浆法，即按设计的压浆深度要求，将压浆管固定在钢筋笼上，压浆装置随钢筋笼一起下放，压浆管之间采用丝扣连接；

步骤10，成孔机具就位，并保持成孔机械平稳，不发生倾斜、位移；

步骤11，调整成孔机械，用对位圈对好灌注桩桩位，开动成孔机械，达到控制深度后，进行清孔作业；

步骤12，移动成孔机具到下一灌注桩位，重复上述步骤10和11，直至完成所有灌注桩的成孔作业；

步骤13，将预先制作的安装好注浆管的钢筋笼吊装下放，钢筋笼放入前绑好砂浆垫块或塑料卡，吊放钢筋笼时，要对准孔位，调直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁；钢筋笼放到设计位置时，应立即固定；在两段钢筋笼之间的连接处进行焊接，以确保钢筋笼的位置正确，保证保护层厚度符合要求；

步骤14，压浆管试水，每节压浆管随钢筋笼下放时应做试水试验；钢筋笼放置完毕后孔内进行第二次清孔完成后需再次检查孔内水面，无异常后用堵头封住压浆管上口；

步骤15，浇筑混凝土，用放溜筒浇筑混凝土，在放溜筒前再次检查和测量钻孔内虚土的厚度，达到设计要求时进行，混凝土浇筑采用连续进行，混凝土浇筑到灌注桩的桩顶时，应适当超过灌注桩的桩顶设计标高；同时，制作同一配合比的试块，每班不得少于一组；

步骤16，压水试验，压水试验在成桩后24小时内进行，正式压浆前必须进行压水试验，以检查管路及单向阀的畅通状况；

步骤17，重复上述步骤13、步骤14、步骤15、步骤16，完成各灌注桩的成桩工作，同时为后压浆施工做好准备工作；

步骤18，后压浆施工，采取二次注浆的方式；

步骤19，终止压浆，终止压浆的总的控制原则是以压浆量为主，压力控制为辅；压浆完毕后立即给压浆管拧上堵头；

步骤20，重复上述步骤18、步骤19，连续完成各个灌注桩后压浆的施工工作。

2.根据权利要求1所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，上述步骤1中的锥形夯锤包括吊环、锤体、切割齿和锥形锤头，其中，所述锥形锤头设在所述锤体的一端，所述吊环设在所述锤体的另一端；所述锥形锤头的轴线、所述锤体的轴线和所述吊环的轴线共线；锥形锤头的横截面为圆形；锥形夯锤上还包括切割齿，所述切割齿设在所述锥形锤头的外壁上。

3.根据权利要求1或2所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，所述步骤18的具体过程为：

步骤a，初注：灌注桩桩身混凝土养护3～5天后开始压浆，将按设计配置好的水泥浆通过高压泵和预埋压浆管注入到桩底或桩侧土层中去，若采用复式压浆，则先进行桩侧压浆，12小时后再进行桩底压浆；初注时压力要小，浆液由稀到稠；初注时要密切注意注浆压力、注浆量的变化，并注意注浆节奏，桩底注浆时应设置百分表检测桩的上抬量，避免过大；

步骤b，二次注浆：第二次注浆的注浆管与第一次注浆的注浆管成对称分布，第二次注浆量一般为第一次的1／3～1／4，且水灰比适当提高；

步骤c，同一根桩的压浆顺序：先对上侧管进行压浆，然后下侧管，最后进行端管压浆；同一承台桩的压浆顺序：先四周桩后中心桩。

4.根据权利要求3所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，所述步骤6中的回填材料为粘性土和白灰，其中粘性土的重量份数为2-3份，白灰的重量份数为7-8份，将上述重量份数的粘性土和白灰均匀拌制后，填入空夯后的成孔中，并采用分层夯实回填的方法进行重复填料夯实，直至重复回填到设计的标高，封顶后，桩机移位。

5.根据权利要求3所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，上述步骤6中，桩孔中心偏差不应超过桩径设计的1／4，对条形基础不应超过设计值的1／6，桩孔垂直度偏差不应大于1.5％，空夯后桩孔深度不应小于设计深度，成桩后桩身直径不得小于设计桩径。

6.根据权利要求3所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，上述步骤6中，

设备的选用方法如下：

钻孔设备：桩长30米以内采用螺旋钻机钻孔；

成桩回填设备：机架高度要满足回填时提锤高度的需要，提锤高度不得小于4米，提升卷扬机为溜放式3-5吨卷扬机；

回填柱尖锤：材料为45#铸钢，实心，要求质量1000公斤以上，根据施工需要分为1000公斤，1300公斤，1500公斤和1800公斤，锤上部形状为圆柱体，锤底形状为锤尖。

7.根据权利要求1所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，上述步骤8中灌注桩的桩位方向距离误差不小于5mm，并用长钉对桩位进行一一标记。

8.根据权利要求7所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，上述步骤14中，若发现水柱下降或水柱消失，则应检查压浆管是否有砂眼、丝扣连接是否密封。

9.根据权利要求8所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，在上述步骤16中，若在桩侧或桩端发生扩孔、塌孔或充盈系数较大的情况时，需特别注意提前进行压水试验，在混凝土浇筑完的5小时内进行以确保能冲开较厚的混凝土覆盖层。

10.根据权利要求8所述的湿陷性黄土地基的联合处理施工方法，其特征在于，在上述步骤2中，所述加固材料为无机固体材料、活性混合材料。

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