CN103790190B - 预制空心打入桩基补救加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制空心打入桩基补救加固方法。包括以下步骤：检算并确定补救加固后单桩容许承载力[P]和补救加固后地基沉降S两项施工参数；根据设计图纸对地基加固范围内的缺陷预制空心打入桩进行统计，现场测量定位并做好标记；在指定的预制打入桩位置安装钻机，钻杆从预制打入桩空心部分穿过，然后开始钻进，钻进过程中钻杆保持垂直，加固至预期深度等。本发明能缺陷预制空心打入桩的承载力和沉降满足工程要求，施工质量易于得到保证，并且具有较好的工程实用价值。

Description

预制空心打入桩基补救加固方法

技术领域

本发明涉及地基加固领域，具体为一种预制空心打入桩基补救加固方法。

背景技术

预制钢筋混凝土空心打入桩具有制作工艺简单、质量容易保证、造价相对便宜、施工速度快以及承载力高等诸多优点，因此在地基加固工程中得到了广泛应用。预制空心打入桩主要采用锤击法或静压法施工，由于地基土在空间分布特性上具有一定的不确定性，施工过程中如遇到局部硬层过厚或存在孤石等不易贯穿的硬夹层时，预制空心打入桩不能进入到预定的持力层，即只能打到缺陷预制打入桩实际贯入位置，无法打到缺陷预制打入桩设计贯入位置，尤其硬夹层下方存在软弱下卧层时，会导致地基承载力或沉降不能达到预期的控制标准；由于预制空心打入桩多依据设计的桩长在工厂分段预制，施工过程中达到设计深度后如果贯入度过大，亦会导致地基承载力或沉降不能达到预期的控制标准；上述情况均需要采取合理的措施进行补救或补强加固，目前常规的处理方法有补桩法和灌芯补救法等方法，无法利用既有缺陷桩，从而造成工程投资的明显增加，而且不能同时解决地基承载力不足和沉降控制问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足提供一种经济且实用的预制空心打入桩基补救加固方法。

本发明预制空心打入桩基补救加固方法，包括以下步骤：

第一步：在指定的预制空心打入桩位置安装钻机，旋喷桩钻杆从预制空心打入桩空心部分穿过，然后开始钻进，钻进过程中旋喷桩钻杆保持垂直，加固至预制空心打入桩设计贯入位置；

第二步：施工旋喷桩，待旋喷桩钻杆至预制空心打入桩设计贯入位置后，旋喷桩喷头高压喷射加固材料，直至喷射至预制空心打入桩底部；当旋喷桩施工至预制空心打入桩桩底时，用止浆塞封堵预制空心打入桩桩孔上部，继续边旋转边喷射最终在预制空心打入桩桩底形成补救加固体；

第三步：重复上述第一步至第二步，直至全部缺陷预制空心打入桩均补救加固完毕；

在所述第二步中高压喷射加固材料时，使旋喷桩钻杆保持10～20r/min匀速旋转，喷头在孔底边旋转边喷射保持l～2min后，使旋喷桩钻杆按照10～30cm/min的速度稳速提升，直至喷射至预制空心打入桩底部；用止浆塞封堵预制空心打入桩桩孔上部后，旋喷桩钻杆继续边旋转边喷射保持l～2min后终止施工；

在所述第一步之前检算并确定补救加固后单桩容许承载力[P]和补救加固后地基沉降S两项施工参数；并根据设计图纸对地基加固范围内的缺陷预制空心打入桩进行统计，现场测量定位并做好标记；

补救加固后单桩容许承载力[P]的计算公式如下：

[P]＝min{ξP_gA_g,[P]_x+πd_g∑q_sil_i}

[P]_x＝min{ηP_xA_x,q_pA_x+π∑d_xiq_sil_i}

其中：P_g—预制空心打入桩桩体无侧限抗压强度；A_g—预制空心打入桩的截面积；d_g—预制空心打入桩外径；P_x—旋喷桩的桩体无侧限抗压强度；A_x—旋喷桩桩底截面积；q_p—旋喷桩桩底容许承载力；d_xi—第i层地基土的旋喷桩的桩径；q_si—第i层地基土的桩侧容许摩阻力；l_i—第i层地基土的厚度；ξ—修整系数，范围取0.5～0.8；η—修整系数，范围取0.4～0.6；

补救加固后地基沉降S的计算公式如下：

S＝S_g+S_x+S_t

$S_x=\Σ\frac{{\mathrm{\Δ\σ}}_i}{E_{dxi}}{l}_i$

E_dx＝mE_x+(1-m)E_t

其中：S_g、S_x、S_t分别为预制空心打入桩加固区、旋喷桩补救加固区、下卧层沉降量；E_dxi—加固后第i层地基土的复合压缩模量；E_dx—加固后地基土的复合压缩模量；Δσ_i—第i层地基土的平均附加应力增量；m—旋喷桩置换率；E_x—旋喷桩加固体压缩模量；E_t—地基土压缩模量。

本发明预制空心打入桩基补救加固方法，具有以下有益效果：

(1)在不降低预制空心打入桩加固区的受力特性的条件下，通过在预制空心打入桩桩底以下土层中生成旋喷桩补救加固体，来提高预制空心打入桩桩底的力学特性，从而使得缺陷预制空心打入桩的承载力和沉降满足工程要求。

(2)可根据预制空心打入桩桩底以下地层特点选择旋喷桩施工参数，适用范围广泛，施工质量易于得到保证。

(3)本发明应用于缺陷预制空心打入桩地基的补救加固，通过利用预制空心打入桩中间部位的空心孔，易于旋喷桩施工，可以充分利用原有的预制空心打入桩基础，避免了原有缺陷预制空心打入桩的废弃，且增加费用较少，是一种较为经济的补救加固方法，具有较好的工程实用价值。

附图说明

图1为本发明预制空心打入桩地基的补救加固结构示意图。

图2为本发明预制空心打入桩地基的补救加固方法施工顺序效果图。

图3为止浆塞示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步说明本发明。

实施例：本发明所述的预制空心打入桩基补救加固方法包括以下步骤：如图1和图2所示，利用既有打入桩的空心，旋喷桩2的旋喷桩钻杆5穿过空心至缺陷打入桩的桩底，对桩底以下至预定深度范围进行加固处理，形成旋喷桩2补救加固体。旋喷桩2可根据地质条件，选用单管法、双管法或三管法进行。旋喷桩2桩径宜为预制空心打入桩1桩径的1.2～1.5倍左右。当旋喷桩2施工至预制打入桩桩底时，采用止浆塞4封堵预制打入桩桩顶空心部分，止浆塞4与预制打入桩间需采用钢筋、螺栓或其它方式连接牢固，以避免旋喷桩2加固浆体3由预制打入桩空心部位溢出。

补救加固后单桩容许承载力[P]的计算公式如下：

[P]＝min{ξP_gA_g,[P]_x+πd_g∑q_sil_i}

[P]_x＝min{ηP_xA_x,q_pA_x+π∑d_xiq_sil_i}

其中：P_g—预制空心打入桩桩体无侧限抗压强度；A_g—预制空心打入桩的截面积；d_g—预制空心打入桩外径；P_x—旋喷桩的桩体无侧限抗压强度；A_x—旋喷桩桩底截面积；q_p—旋喷桩桩底容许承载力；d_xi—第i层地基土的旋喷桩的桩径；q_si—第i层地基土的桩侧容许摩阻力；l_i—第i层地基土的厚度；ξ—修整系数，范围取0.5～0.8；η—修整系数，范围取0.4～0.6；

补救加固后地基沉降S的计算公式如下：

S＝S_g+S_x+S_t

$S_x=\Σ\frac{{\mathrm{\Δ\σ}}_i}{E_{dxi}}{l}_i$

E_dx＝mE_x+(1-m)E_t

其中：S_g、S_x、S_t分别为预制空心打入桩加固区、旋喷桩补救加固区、下卧层沉降量；E_dxi—加固后第i层地基土的复合压缩模量；E_dx—加固后地基土的复合压缩模量；Δσ_i—第i层地基土的平均附加应力增量；m—旋喷桩置换率；E_x—旋喷桩加固体压缩模量；E_t—地基土压缩模量。

本发明所述的一种预制空心打入桩地基的补救加固方法，施工前首先按照上述公式进行检算确定施工参数，然后再按照以下步骤进行施工：

(1)测量定位：根据设计图纸对地基加固范围内的缺陷预制空心打入桩1进行统计，现场测量定位并做好标记。

(2)穿桩钻进：在指定的预制打入桩位置安装钻机，钻机应安装稳固，旋喷桩钻杆5从预制打入桩空心部分穿过，开始钻进，钻进过程中旋喷桩钻杆5应保持垂直，加固至预期深度。

(3)根据现场地质条件，选用单管法、双管法或三管法施工旋喷桩2，加固材料的配比参数应通过现场工艺试验确定。在旋喷桩钻杆5至预定深度后，旋喷桩喷头高压喷射加固材料，旋喷桩钻杆5保持10～20r/min匀速旋转，喷头在孔底边旋转边喷射保持l～2min后，旋喷桩钻杆5按照10～30cm/min的速度稳速提升，边提升边喷射直至预制空心打入桩1底部。当旋喷桩2施工至预制打入桩桩底时，由于上覆压力不足容易导致加固浆体从预制打入桩空心部位溢出，此时采用特制的止浆塞4封堵预制空心打入桩1桩孔上部，旋喷桩钻杆5继续边旋转边喷射保持l～2min后终止施工。最终在预制空心打入桩1桩底形成补救加固体。

(4)重复上述过程至全部缺陷预制空心打入桩1均补救加固完毕。

如图3所示，止浆塞4为圆台形的中空结构，中空部分直径与旋喷桩钻杆5的外径相同。止浆塞4与旋喷桩钻杆5间可涂抹少量的润滑油，以保证旋喷桩钻杆5良好的可旋转性。止浆塞4可采用弹性较好的橡胶材料制作，止浆塞4可以为分体式结构，各组成部分间需采用螺栓或其它方式连接牢固；止浆塞4也可为整体式，此时需要在旋喷桩2施工至预制空心打入桩1桩底1～2m、且更换旋喷桩钻杆5时安装。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种预制空心打入桩基补救加固方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：在指定的预制空心打入桩位置安装钻机，旋喷桩钻杆从预制空心打入桩空心部分穿过，然后开始钻进，钻进过程中旋喷桩钻杆保持垂直，加固至预制空心打入桩设计贯入位置；

第二步：施工旋喷桩，待旋喷桩钻杆至预制空心打入桩设计贯入位置后，旋喷桩喷头高压喷射加固材料，直至喷射至预制空心打入桩底部；当旋喷桩施工至预制空心打入桩桩底时，用止浆塞封堵预制空心打入桩桩孔上部，继续边旋转边喷射最终在预制空心打入桩桩底形成补救加固体；

第三步：重复上述第一步至第二步，直至全部缺陷预制空心打入桩均补救加固完毕；

在所述第二步中高压喷射加固材料时，使旋喷桩钻杆保持10～20r/min匀速旋转，喷头在孔底边旋转边喷射保持l～2min后，使旋喷桩钻杆按照10～30cm/min的速度稳速提升，直至喷射至预制空心打入桩底部；用止浆塞封堵预制空心打入桩桩孔上部后，旋喷桩钻杆继续边旋转边喷射保持l～2min后终止施工；

在所述第一步之前检算并确定补救加固后单桩容许承载力[P]和补救加固后地基沉降S两项施工参数；并根据设计图纸对地基加固范围内的缺陷预制空心打入桩进行统计，现场测量定位并做好标记；

补救加固后单桩容许承载力[P]的计算公式如下：

[P]＝min{ξP_gA_g,[P]_x+πd_gΣq_sil_i}

[P]_x＝min{ηP_xA_x,q_pA_x+πΣd_xiq_sil_i}

其中：P_g—预制空心打入桩桩体无侧限抗压强度；A_g—预制空心打入桩的截面积；d_g—预制空心打入桩外径；P_x—旋喷桩的桩体无侧限抗压强度；A_x—旋喷桩桩底截面积；q_p—旋喷桩桩底容许承载力；d_xi—第i层地基土的旋喷桩的桩径；q_si—第i层地基土的桩侧容许摩阻力；l_i—第i层地基土的厚度；ξ—修整系数，范围取0.5～0.8；η—修整系数，范围取0.4～0.6；

补救加固后地基沉降S的计算公式如下：

S＝S_g+S_x+S_t

E_dx＝mE_x+(1-m)E_t

其中：S_g、S_x、S_t分别为预制空心打入桩加固区、旋喷桩补救加固区、下卧层沉降量；E_dxi—加固后第i层地基土的复合压缩模量；E_dx—加固后地基土的复合压缩模量；Δσ_i—第i层地基土的平均附加应力增量；m—旋喷桩置换率；E_x—旋喷桩加固体压缩模量；E_t—地基土压缩模量。