CN104480956A - 一种小直径模袋混凝土桩复合地基 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小直径模袋混凝土桩复合地基，其特征在于地基内设置小直径模袋混凝土桩，所述小直径模袋混凝土桩通过在模袋内灌入混凝土制成，小直径模袋混凝土桩桩顶设半刚性垫层，所述半刚性垫层中间铺设一层玻纤土工网。本发明的优点和效果在于由于使用了模袋，使得细桩断面小、桩身连续无缩颈断桩现象；由于使用了特制的模袋使桩的长细比可大于100。该桩可节省混凝土，降低工程造价；该桩沉桩设备简单轻小、施工方便，施工中不会对周边环境造成污染。是现浇混凝土桩加固软土技术发展过程中具有较大突破的新技术。该类型桩复合地基技术在道路工程中的使用，将有助于解决许多工程实践问题，节约成本，缩短工期，提高工程质量，提供更好的前景。

Description

一种小直径模袋混凝土桩复合地基

技术领域

本发明为土木工程和道路工程所涉及的地基处理的技术领域，具体涉及一种适用于软土地基或路基处理的小直径模袋混凝土桩复合地基。

背景技术

滨海或沿江地区，特别是上海，存在着许多复杂的软土地基，因此，在公路及城市道路建设过程中必须对软土地基进行加固处理，以增加地基的稳定性及减少沉降。软基处理方法的选择使用对工程质量、工期和经济效益均有重要地影响。随着岩土工程技术日益发展，软基加固技术也得到了丰富。目前在公路软基处理中使用的方法主要有桩基、粉喷桩、散体材料桩、强夯法和真空预压、堆载预压等加固法。任何一种加固技术都有它的优越性，也有其局限性。粉喷桩、散体材料桩方法，造价低廉，但施工质量不易控制，且加固深度有限；超载预压方法由于软弱地基土的强度很低，因存在路堤的稳定性问题，不可能快速加载，制约着工程的进度，因此施工工期很长，对影响工程本身的经济效益，另外超载预压需要额外土方，在平原地区如上海将会多占用耕地，破坏环境；强夯法主要是针对透水性较强软土的加固效果明显，对软粘土不适宜，对滨海或沿江地区的粘土及淤泥质土的加固受到了限制。

基桩在加固软土地基中的使用，由于施工速度快捷、可大大缩短工期，加固处理深度较其它方法更深，适宜各种地质条件，可明显增加路基的稳定性，减少地基的沉降。长期以来，无论在建筑工程中，还是在道路工程中，都普遍采用实心混凝土桩用于提高地基的承载力和减小变形，这其中包括预制桩和现场灌注混凝土桩。预制桩较现场灌注桩造价要高；现场浇筑混凝土桩的方量并未减少，造价得不到降低。预制混凝土管桩，该桩型的单方混凝土提高承载力较实心混凝土桩有了较大的提高，但预制混凝土管桩的使用同样也存在着不足，对基础加固的造价要求仍然较高。薄壁管桩技术，使得管桩实现了现场的浇筑，造价得到降低。但它们存在着沉桩设备大，混凝土用量大，施工工期长，工程造价高等问题。现有的各种现浇混凝土桩桩径小于30cm时极易出现断桩。

小直径模袋混凝土桩复合地基技术的目的就在于克服上述缺陷，设计、研究一种新型小直径刚性桩复合地基技术。

该技术主要是吸收袋装砂井的施工技术优点，利用类似袋装砂井的沉桩施工机械进行成孔，打设费用将大大降低。利用模袋技术进行混凝土灌装，可以保证混凝土成桩的连续性和整体性，避免断桩产生。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种小直径模袋混凝土桩复合地基，解决传统基桩复合地基成本较高的问题，实现解决工程实践问题并经济有效的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种小直径模袋混凝土桩复合地基，其特征在于地基内设置小直径模袋混凝土桩，所述小直径模袋混凝土桩通过在模袋内灌入混凝土制成，小直径模袋混凝土桩桩顶设半刚性垫层，所述半刚性垫层中间铺设一层玻纤土工网。所述半刚性垫层宜用砾石砂、粗砂、中粗砂、中砂、级配砂石或碎石等材料。所述小直径模袋混凝土桩平面布置采用正方形或梅花形，桩间距为0.5～1.5m，桩径为10～30cm，桩长为3～15m。

本发明的另一目的在于提供一种小直径模袋混凝土桩，可以保证小直径混凝土桩成桩的连续性和整体性，避免断桩产生。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种小直径模袋混凝土桩，其特征在于所述模袋混凝土桩主要包括模袋，所述模袋内灌入混凝土，形成小直径模袋混凝土桩。

本发明的再一目的在于提供一种小直径模袋混凝土桩的施工方法，解决传统基桩复合地基成本较高的问题，实现解决工程实践问题并经济有效的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种小直径模袋混凝土桩的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制作模袋；B、制备混凝土；C、桩机成孔，将钢制套管沉到预定深度；D、制作模袋混凝土，将搅拌的混凝土灌入模袋中；E、将模袋混凝土放入钢制套管，继续泵送混凝土至模袋内直至达到地面；F、上拔钢制套管。

本发明的优点和效果在于由于使用了模袋，使得细桩断面小、桩身连续无缩颈断桩现象；由于使用了模袋使桩的长细比可大于100。该桩可节省混凝土，降低工程造价；该桩沉桩设备简单轻小、施工方便，施工中不会对周边环境造成污染。小直径模袋混凝土桩复合地基技术是现浇混凝土桩加固软土技术发展过程中具有较大突破的新技术。小直径模袋混凝土桩复合地基技术在道路工程中的使用，将有助于解决许多工程实践问题，节约成本，缩短工期，提高工程质量，提供更好的前景。

附图说明

图1为本发明一实施例的平面布置示意图。

图2为本发明一实施例的横断面布置示意图。

图3为本发明一实施例的纵断面布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明的目的在于提供一种小直径模袋混凝土桩复合地基技术，解决传统基桩复合地基成本较高的问题，实现解决工程实践问题并经济有效的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种小直径模袋混凝土桩，它主要包括模袋、混凝土桩身、桩顶半刚性垫层及玻纤土工网，其特征在于由模袋、混凝土桩身、桩顶半刚性垫层及玻纤土工网构成细（桩径为10～30cm）桩复合地基。

桩身外部模袋为加筋编织袋，须选用抗拉力强、抗腐蚀能力强、透水性能弱、韧性和柔性好并且不外露混凝土骨料的材料制作，模袋直径应略大于桩径。

图1所示的为一道路工程路基处理时采用小直径模袋混凝土桩进行复合地基处理的平面布置示意图，图中桩为梅花形布置、桩间距一般为0.5~1.5m，处理范围为路基宽度L直至坡脚线以外两侧各Bm（B一般为2~5m）。

图2及图3所示分别为横断面、纵断面布置示意图，如图所示，原地面1以下设置小直径模袋混凝土桩6，图中H为桩长（H一般为3~15m），桩顶设砾石砂垫层2（厚度一般为15~30cm），中间铺设一层玻纤土工网5，砾石砂垫层之上为路基填料3，直至设计道路标高4。

本发明的施工工艺：

1）模袋（即加筋编织袋）制作。模袋材料必须选用抗拉力强、抗腐蚀能力强、透水性能弱、韧性和柔性好并且不外露混凝土骨料的材料制作，可选用聚丙烯模袋。直径略大于桩径。

2）混凝土制备。强制式搅拌现场制作混凝土，混凝土应以细石料为主（粒径不宜大于20mm），可以适当掺入减水剂。

3）桩机成孔。将带活瓣管尖或套有混凝土端靴的钢制套管沉到预定深度。

4）模袋混凝土制作。将搅拌的混凝土用泵送方式灌入模袋中约2m。

5）将模袋混凝土放入套管沉到要求深度，利用小导管继续在模袋内泵送混凝土直至达到地面。

6）上拔钢管，完成一根小直径模袋混凝土桩施工。

施工要点：

1）施工前应整平场地，并在桩基施工场地附近应设置基准点，其位置应不受打桩影响，桩位应从基准点引出测放。在场地一侧（距离场地边界约5m）应设置控制桩，妥加保护并经常检查其位置，一般每一周应检查一次。

2）打桩前应处理高空和地下障碍物。桩机移动的范围内除应保证桩机垂直度的要求外，并应考虑地面的承载力，施工场地及周围应保证排水沟畅通。

3）作为一种刚性桩复合地基加固方案，桩复合地基采用的满堂布置的方式，对其桩位的中心允许偏差不得超过20cm。

4）在软土地基上打较密集群桩时，为减少桩的变位，可采取控制打桩速度及设计合理打桩顺序，最大程度减少挤土效应。

5）桩施工前应作成孔、成桩试验，以检验设备和工艺是否符合要求，数量不得少于2根。

6）每班连续施工应随机留置混凝土试块一组（3块），若每班连续施工的混凝土方量超过50m³，则应增加留置试块一组。

7）打桩锤宜用中高频率的锤，激振锤选择应根据工程地质条件、桩的直径、结构、密集程度等条件选用。

8）桩机就位时应调整桩机的垂直度和水平度，垂直度以桩塔的垂线控制，垂直偏差应小于1％。沉管应自然下垂就位不得人为强行推动沉管就位。

9）打桩时如发现地质条件与提供的数据不符，应及时上报研究处理。

10）所有进场材料应检测合格。每盘料的拌和时间应达到2分钟以上，塌落度应控制在50～100mm，首盘料宜适当减小。夏季施工时为保证混凝土灌注有足够的时间可在混凝土中适当添加缓凝剂。

11）桩的实际浇筑混凝土方量不得小于理论计算体积，实际管的充盈系数应在1.1以上。灌注时桩管内混凝土灌满后，先振动5～10秒，再边振动边拔管。在沉管未提离地面前管模内混凝土保持高于地面50㎝，且锤头不停止振动。

12）拔管是影响桩身质量的关键工序，也是造成扩、缩颈甚至断桩的重要因素。拔管速度应控制在0.8～1.2m/min之间，不应超过1.5m/min，在土层分界面附近应停顿30秒钟左右。

13）拔管后移机时应对桩头进行初步处理，多余的混凝土应及时清运，应对桩头进行堆土养护。

14）为加强对施工质量的控制应做好施工过程的记录工作。

15）邻近桩施工场地附件有建筑物（构筑物）时，应采取开挖减振沟等适当的隔振减震措施，以减小桩施工对邻近建筑物的影响。

实施例：

某工程为新近围垦的海岛区域。原地面表层存在较厚的淤泥质粉质粘土层而导致施工困难，需要进行特殊软土地基处理的路段。其特点是原表面土层流动性很强，开挖施工困难，形成不了施工面。由于道路两侧边沟开挖不成，导致土层降水不畅，场内常积有明水。根据地勘报告，该层土很不均匀，厚度变化在3m～6m，天然含水量大、压缩性大、承载力低、抗剪强度底，呈流塑状，天然地基承载力仅50kPa。如不进行路基处理，一般路段工后沉降高达40cm，不满足规范规定。

因此经工期造价比选，采用小直径模袋混凝土桩复合地基进行处理。参数：桩径20cm，桩长8m，桩间距0.7m，梅花型布置，处理范围为全路段路基宽度两侧各外延2m。

经现场实测及理论反演计算：道路15年使用期内工后沉降22.6cm，满足规范要求。该法施工快速、无污染、造价相对其他刚性桩较低，是一种适用于软土路基处理的新型复合地基技术方法。

Claims (7)

1.一种小直径模袋混凝土桩复合地基，其特征在于地基内设置小直径模袋混凝土桩，所述小直径模袋混凝土桩通过在模袋内灌入混凝土制成，小直径模袋混凝土桩桩顶设半刚性垫层，所述半刚性垫层中间铺设一层玻纤土工网。

2.根据权利要求1所述的一种小直径模袋混凝土桩复合地基，其特征在于：所述半刚性垫层采用砾石砂、粗砂、中粗砂、中砂、级配砂石或碎石。

3.根据权利要求1或2所述的一种小直径模袋混凝土桩复合地基，其特征在于：所述小直径模袋混凝土桩平面布置采用正方形或梅花形，桩间距为0.5～1.5m。

4.一种小直径模袋混凝土桩，其特征在于所述模袋混凝土桩主要包括模袋，所述模袋内灌入混凝土，形成小直径模袋混凝土桩。

5.根据权利要求4所述的一种小直径模袋混凝土桩，其特征在于：所述小直径模袋混凝土桩桩径为10～30cm，桩长为3～15m。

6.一种小直径模袋混凝土桩的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制作模袋；B、制备混凝土；C、桩机成孔，将钢制套管沉到预定深度；D、制作模袋混凝土，将搅拌的混凝土灌入模袋中；E、将模袋混凝土放入钢制套管，继续泵送混凝土至模袋内直至达到地面；F、上拔钢制套管。

7.根据权利要求6所述的一种小直径模袋混凝土桩的施工方法，其特征在于：步骤C中，将带活瓣管尖或套有混凝土端靴的钢制套管沉到预定深度。