CN105064351A - 一种植桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植桩方法，该方法包括步骤：钻孔搅拌注浆步骤：在测量确定的桩位上钻孔的同时进行注浆和搅拌，形成注浆孔；植桩步骤：在形成注浆孔后4小时内，将静压预制桩吊起、调垂和对准所述注浆孔后并植入所述注浆孔。根据本发明的方法在湖相沉积层中进行植桩，克服了传统方法中存在的难以穿越粉土、粉砂层，无法进入设计持力层的问题，并有效地改善了粉土、粉砂层，解决了湖相沉积层不易成孔，易塌孔以及在植桩过程中挤土效应严重等难题。

Description

一种植桩方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种植桩方法。

背景技术

众所周知，湖相沉积区，从湖盆边缘向湖心方向依次分布湖滨砾外带、砂带、砂质泥灰质内带、中心部分的泥带。湖相沉积常具有薄而均匀的水平层理，所述层理包括纹层状层理、交错层理、递变层理、薄互层层理、扩散层理以及波痕层理，湖相沉积层中常以深厚粉砂岩和粉砂质泥岩土层为主。

随着社会经济的发展和城市化进程的迅速推进，大型高层建筑越来越多，其中部分大型高层建筑物位于湖相沉积区。为满足位于湖相沉积区大型高层建筑物基础承载力要求，当前经常采用桩基础。在湖相沉积区大型高层建筑物桩基础选型时，由于静压预制桩具有无噪音、无振动、无冲击力、工艺简明、桩身质量容易保证、施工速度快、价格相对较低、可直观或预估单桩承载力等优点而得到广泛应用。

湖相沉积地区(如：云南滇池流域)由上至下的土层分布通常为：上部及下部分布湖积层软粘土及泥炭，中部为冲积层密实度好、承载力高的深厚粉土、粉砂层。建筑物的基桩往往要穿越软粘土进入较深厚的粉土、粉砂持力层。采用静压预制桩方法存在的一般问题为：静压预制桩难以穿越粉土、粉砂层，即湖相沉积土层中粉土和粉砂层宜塌孔，基桩难以穿越粉土和粉砂层，造成静压预制桩无法使桩端进入设计持力层，基桩穿越粉土和粉砂层下的软粘土层静压预制桩端更是无法进入设计持力层，易给工程留下质量隐患；湖相沉积土层静压预制桩的挤土效应突出，即在原状土中植入静压预制桩时，原状土存在一定强度及孔隙水压力，加之沉桩挤压土体无法排出造成严重挤土效应，甚至在加设排水井等降低预制桩施工所形成孔隙水压力措施后，对周边环境及相邻已施工完成的桩基仍会产生较大影响；静压预制桩压桩过程中桩顶及桩身易开裂，即在沉桩过程中，桩周土体挤密，土体对沉桩的阻力加大，特别在粉土、粉砂层等密实度较好的砂性土中，须通过加大压桩力来保证桩基达到设计标高，压桩力过大可能引起桩顶(身)开裂，进而造成桩身缺陷。

发明内容

为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的或至少能部分解决上述问题的一种植桩方法。

根据本发明的一方面，提供了一种植桩方法，该方法包括步骤：钻孔搅拌注浆步骤(S1200)：在预定桩位上进行钻孔，同时将浆液注入所述钻孔中，并在注入浆液的同时进行搅拌，以形成注浆孔；以及植桩步骤(S1300)：在形成注浆孔后预定时间内，将静压预制桩植入所述注浆孔。

可选地，根据本发明的植桩方法，进一步地包括制备浆液步骤：按1.2:1～1.6:1的浆液水灰比称量制浆材料，将制浆材料拌合至少10min后得到浆液。

可选地，根据本发明的植桩方法，其中所述制浆材料包括32.5的硅酸盐水泥和外加剂。

可选地，根据本发明的植桩方法，其中所述外加剂选自下述中的一种：三乙醇胺、粘土和膨润土。

可选地，根据本发明的植桩方法，其中所述浆液制备完成距离所述浆液用完的时间控制在4h内。

可选地，根据本发明的植桩方法，所述浆液包括普通水泥浆液和磨细水泥浆液，其中，

所述普通水泥浆液制备完成距离其用完的时间控制在4h内；

所述磨细水泥浆液制备完成距离其用完的时间控制在2h内。

可选地，根据本发明的植桩方法，其中在钻孔搅拌注浆步骤钻孔使用长螺旋钻机或高压旋喷机。

可选地，根据本发明的植桩方法，其中在钻孔搅拌注浆步骤浆液水灰比根据注浆时的反土和反浆量进行调整。

可选地，根据本发明的植桩方法，其中在植桩步骤至少植入一段静压预制桩。

可选地，根据本发明的植桩方法，其中在植桩步骤植入的静压预制桩大于等于两段时，所述静压预制桩之间采用焊接方式连接。

根据本发明的方法，在湖相沉积层中进行植桩，克服了传统方法中存在的难以穿越粉土、粉砂层，无法进入设计持力层的问题，并有效地改善了粉土、粉砂层，解决了湖相沉积层不易成孔，易塌孔以及在植桩过程中挤土效应严重等难题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1示出了根据本发明的一种植桩方法流程图。

具体实施方式

本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。

图1示出了根据本发明的植桩方法。该方法始于步骤S1100，该步骤可以称为制备浆液步骤。

在步骤S1100中，首先按照预定比例，例如1.2:1～1.6:1的水和制浆材料的比例来准备各种原料，随后将制浆材料和水拌合一段时间(例如至少10分钟后)就可以得到浆液。

根据一种实施方式，浆液原料中的水灰比根据场地土层情况及静压桩桩长而控制在1.2:1-1.6:1范围内。在实践中，采用灰浆搅拌机搅拌浆液，按照浆液配比称量水泥等制浆材料，并保证称量误差不大于5％，浆液要搅拌均匀。通常，水泥浆液拌合时间不少于10min。

根据一种实施方式，其中制浆材料包括32.5的硅酸盐水泥和外加剂。

可选地，外加剂选自下述中的一种：三乙醇胺、粘土和膨润土。

具体而言，为保证注浆改性土层的速度及浆液强度，可在水泥浆液中掺入一定量的三乙醇胺外加剂；而对于部分特殊土层，可采取加入粘土和膨润土作为外加剂。

另外，根据一种实施方式，根据制浆材料的不同，浆液可以包括普通水泥浆液和磨细水泥浆液。浆液在制备完成以后，需要在一段时间内使用掉，例如，一般需要在4个小时内进行使用。根据一种实施方式，一般要求普通水泥浆液制备完成后距离其用完的时间控制在4h内；所述磨细水泥浆液制备完成距离其用完的时间控制在2h内。

在步骤S1100制备了浆液之后，植桩方法进入步骤S1200。步骤S1200可以称为钻孔搅拌注浆步骤。在步骤S1200中，在预定桩位上进行钻孔，同时将浆液注入所述钻孔中，并在注入浆液的同时进行搅拌，以形成注浆孔。

在步骤S1200中，可通过观察钻孔排渣来判断地质变化，从而动态调整注浆参数，控制土层改性程度；并可根据不同地层条件要求动态修正注浆参数，动态调整土层改性程度。

可选地，在步骤S1200中，在植桩孔进行初次注浆后，可通过灌浆参数反馈分析结果，对植桩孔穿越的土层进行二次注浆，以确保土层改性效果，并进一步提高湖相沉积土层承载力。

根据一种实施方式，在步骤S1200中，钻孔使用长螺旋钻机或高压旋喷机。通过采用长螺旋钻机等机具边钻孔边注浆边搅拌的方式，可通过向湖相沉积土层中的粉土、粉砂层注浆以达到改性粉土、粉砂层的目的，能有效解决湖相沉积土层中粉土、粉砂层钻孔过程宜塌孔和不易成孔的难题。采用长螺旋钻机钻孔，边钻孔边注浆边搅拌，通过注浆改性湖相沉积的淤泥、泥炭、粉土、粉砂、圆砾、粘土等土层，形成钻孔护壁，可成Ф400-Ф800mm的孔，成孔容易且成孔速度快；在湖相沉积的淤泥、泥炭、粉土、粉砂、圆砾和粘土等土层中，利用钻孔注浆改性土层及注浆护壁钻进成孔，改性后土层及泥浆作为护壁和孔壁不塌陷，使钻孔周边湖相沉积特殊地层在水泥浆作用下达到稳定从而形成静压预制桩桩孔。

根据本发明的一种实施方式，步骤S1200和步骤S1100之间可以进行交互，即根据在步骤S1200中进行注浆时的反土和反浆量，调整调整在步骤S1100中进行浆液制备的水和制浆材料的比例，从而确保土层改性效果。

在步骤S1200中形成注浆孔之后，植桩方法进入步骤S1300。步骤S1300可以称为植桩步骤。在该步骤S1300中，将静压预制桩植入在步骤S1200中形成的注浆孔中，随后结束植桩方法。

具体而而言，将静压预制桩吊起、调垂和对准所述注浆孔后并植入所述注浆孔中。

在步骤S1300中，根据一种实施方式，需要植入至少一段静压预制桩。例如，在步骤S1300中，可以首先植入第一段静压预制桩到注浆孔中，同时使得第一段静压预制桩预留一部分在注浆孔之外，以便利用该部分和其它静压预制桩进行连接。随后在第一段静压预制桩之上叠加第二段静压预制桩；并将第一段静压预制桩和第二段静压预制桩连接在一起。接下来，将连接在一起的第一段静压预制桩和第二段静压预制桩一起植入到注浆孔中。

此时，如果两段静压预制桩，即植入到注浆孔中的静压预制桩的总长度仍然低于预定总长度时，即仍然没有达到设计桩长时，可以在第二段静压预制桩之上连接新的静压预制桩，并将新连接的静压预制桩植入到注浆孔中。这样持续连接新的静压预制桩，直到静压预制桩的总长度达到设计桩长为止。

另外，可选地，在植桩步骤(S1300)中，植入的第一段和第二段静压预制桩之间采用焊接方式连接。

本方法中针对湖相沉积土层静压预制桩的施工特点和难点，采用了先通过钻孔注浆改性湖相沉积土层中粉土、粉砂层，再在钻孔中植入静压预制桩的方法，据此对湖相沉积层中的粉土、粉砂层钻孔注浆以达到改性粉土、粉砂层的目的，有效的解决了湖相沉积土层中粉土、粉砂层钻孔过程易塌孔，不易成孔的问题。

根据本发明的方法，通过注浆改性湖相沉积土层，使湖相沉积深厚的粉土及粉砂层在注浆搅拌的作用下发生改性，使粉土、粉砂与浆液形成流塑状混合浆液，并在混合浆液终凝前进行静压预制桩植桩沉桩，解决了湖相沉积深厚粉土及粉砂层中静压预制桩难以穿越粉土及粉砂层的难题。

根据本发明的方法，减少了湖相沉积土层静压预制桩的挤土效应，由于在湖相沉积土层中进行静压预制桩注浆植桩，边钻孔边注浆，取土成孔与注浆过程一并完成，注浆时，孔内残留土体经注浆搅拌形成流塑状混合浆液，在静压预制桩植桩沉桩时，混合浆液靠自身良好的流动性从桩周上返，降低了静压预制桩植桩沉桩时的挤土效应。

根据本发明的方法，降低了湖相沉积土层静压预制桩沉桩植桩的压桩力及终压桩力，湖相沉积土层边钻孔边注浆搅拌形成的流塑状浆-土混合浆液，对静压预制桩植桩沉桩过程的阻力较小，有利于植桩沉桩，减少了静压预制桩植桩沉桩过程的压桩力，有效避免了静压预制桩压桩过程的爆桩现象，保证了静压预制桩压桩施工过程的桩身质量。

根据本发明的方法，有效保证了单桩承载力，桩侧混合浆液凝固后，其强度远大于原状土强度，可有效保证单桩承载力。

根据本发明的方法，应用静压预制桩注浆植桩时，由于注浆改性了土体，提高了土体承载力，所需静压预制桩的桩长可减少；此外静压预制桩沉桩植桩过程的压桩力也可减少，因此，应用静压预制桩注浆植桩能节省静压预制桩、减少压桩动力，总体可节省费用，具有高效环保的优点。

根据本发明的方法地层适应性强，湖相沉积土层静压预制桩植桩可适用于湖相沉积各土层场地环境，静压预制桩植桩工艺克服了静压预制桩施工过程中存在的主要问题，进一步保障了工程的安全和质量，植桩工艺对特殊地层的适应能力远远高于常规预制桩施工工艺，扩大预制桩的使用领域。

由此可见，根据本发明的方法，可选因素较多，根据权利要求的内容可以组合出不同的实施例，因此实施例并不是对本发明方法的限制，而是对本方法的进一步描述。下面将结合附图采用实施例对本发明进行进一步地描述。

实施例

拟建场地属于滇池盆地湖相沉积平原地貌，场地高程介于1887.00～1893.00米之间，最大高差约6.0米。地表普遍分布较厚填土层，填土以杂填土为主，厚度多在约2～5米范围，其下主要为第四系冲洪积及湖沼相沉积地层，以黏性土层和粉土层为主。

根据图1示出的植桩方法流程图，首先进入制备浆液步骤S1100：按1.2:1～1.6:1的浆液水灰比称量制浆材料，将制浆材料拌合至少10min后得到浆液，其中制浆材料包括32.5的硅酸盐水泥和外加剂，外加剂选自下述中的一种：三乙醇胺、粘土和膨润土，浆液制备完成距离所述浆液用完的时间控制在4h内，浆液为普通水泥浆液制备完成距离其用完的时间控制在4h内；浆液为磨细水泥浆液制备完成距离其用完的时间控制在2h内；制备浆液完成后进入钻孔搅拌注浆步骤S1200：在测量确定的桩位上钻孔的同时进行注浆和搅拌，形成注浆孔，其中钻孔使用长螺旋钻机或高压旋喷机，其中的浆液水灰比根据注浆时的反土和反浆量进行调整；形成注浆孔后进入植桩步骤S1300：在形成注浆孔后4小时内，将静压预制桩吊起、调垂和对准所述注浆孔后并植入所述注浆孔，在该步骤至少植入一段静压预制桩，当植入的静压预制桩大于等于两段时，所述静压预制桩之间采用焊接方式连接。

根据本实施例的植桩方法，在湖相沉积深厚的软粘土、泥炭、粉砂岩、粉砂质泥岩、圆砾等土层的建筑物静压预制桩基础工程中采用本方法，能有效解决湖相沉积深厚粉土及粉砂层中静压预制桩难以穿越粉土及粉砂层、静压预制桩挤土效应突出、静压预制桩压桩过程中桩顶及桩身易开裂、静压预制桩压桩施工质量难控制等难题。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

Claims (10)

1.一种植桩方法，该方法包括步骤：

钻孔搅拌注浆步骤(S1200)：在预定桩位上进行钻孔，同时将浆液注入所述钻孔中，并在注入浆液的同时进行搅拌，以形成注浆孔；以及

植桩步骤(S1300)：在形成注浆孔后预定时间内，将静压预制桩植入所述注浆孔。

2.根据权利要求1所述的植桩方法，进一步地包括制备浆液步骤(S1100)：按1.2:1～1.6:1的比例称量水和制浆材料，将制浆材料和水拌合至少第二预定时间之后后得到浆液。

3.根据权利要求2所述的植桩方法，其中所述制浆材料包括32.5的硅酸盐水泥和外加剂。

4.根据权利要求3所述的植桩方法，其中所述外加剂选自下述中的一种：三乙醇胺、粘土和膨润土。

5.根据权利要求2所述的植桩方法，其中在所述浆液制备完成之后，在4个小时内将所述浆液注入到所述钻孔中。

6.根据权利要求1所述的植桩方法，其中在钻孔搅拌注浆步骤(S1200)中，使用长螺旋钻机或高压旋喷机在所述预定桩位上进行钻孔。

7.根据权利要求2所述的植桩方法，其中根据在钻孔搅拌注浆步骤(S1200)中进行浆液注入时的反土和反浆量调整在所述制备浆液步骤中的水和制浆材料的比例。

8.根据权利要求1所述的植桩方法，其中所述植桩步骤(S1300)包括：

植入第一段静压预制桩到所述注浆孔中，使得所述第一段静压预制桩预留一部分在所述注浆孔之外；

在所述第一段静压预制桩之上叠加第二段静压预制桩；

将第一段静压预制桩和第二段静压预制桩连接在一起；以及

将连接在一起的第一段静压预制桩和第二段静压预制桩一起植入到所述注浆孔中。

9.根据权利要求8所述的植桩方法，其中所述植桩步骤(S1300)还包括：

当植入到注浆孔中的静压预制桩的总长度低于预定总长度时，在所述第二段静压预制桩之上连接新的静压预制桩，并将新连接的静压预制桩植入到注浆孔中。

10.根据权利要求8或者9所述的植桩方法，其中在植桩步骤(S1300)植入的第一段和第二段静压预制桩之间采用焊接方式连接。