CN106087626B - 小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法。该方法步骤如下：在软弱土地基上的填方路基上表面放置带中心孔的钢板；在钢板中心孔位置进行下钻成孔到设计深度并进行扩底处理；成孔后向孔内绑扎固定钢筋，完成后注浆成桩；在钢板以上的主筋上设置钢垫圈和弹簧，通过钢垫圈对弹簧施加下压力，利用弹簧对钢板的反作用力对地基进行预压加载。本发明的可以不需要堆载土源，也可以和堆载预压法联合使用，大大减少设计所需堆载量。同时，可以避免在原本就有一定堆高的路基上，由于预压堆载过高而造成的地基失稳问题。

Description

小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法

技术领域

本发明是一种针对软弱土地基上填方路基(路堤)的创新地基处理预压法，具体涉及一种小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法。

背景技术

在道路工程施工过程中，由于软弱土具有强度低、压缩性高、渗透性差等特点，使得软弱土区域的道路施工往往面临较多的问题。为了避免路基失稳、减小工后沉降，一般需要对软弱土地基进行加固处理，以提高地基承载力。目前主要的道路软弱土地基处理办法有：强夯法、预压法、置换法、振冲法、反压法、水泥土搅拌法及砂石桩法等，其中堆载预压法在软弱土填方路基工程中的运用最为广泛。

目前堆载预压法在软土地基填方路基工程中仍存在一些实际运用的问题：其所需工期相对较长、需要大量堆载土源、处理深度受堆载荷载大小及排水板长度控制、可能引起地基失稳等。

发明内容

针对软弱土填方路基，考虑上述堆载预压法存在的缺陷，本文提出了一种对小直径钻孔扩底桩施加上拔力，利用扩底桩自身抗拔性，通过上拔力的作用反力来对地基土体进行预压加载的地基处理办法。

本发明解决具体技术问题采用的技术方案是：

小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法，步骤如下：

步骤1.在路基上表面布置带中心孔的钢板；

步骤2.在钢板中心孔位置进行下钻成孔到设计深度，孔底部穿过或基本贯穿处理区软弱土层，并对孔底部进行扩底处理；

步骤3.成孔后向孔内绑扎固定钢筋，并保证主筋上部露出钢板，完成后注浆成桩；

步骤4.在桩体具备一定强度后，在钢板以上的主筋上从下至上依次安装弹簧、钢垫圈和锚环，将多孔夹片套入主筋；

步骤5.通过钢垫圈对弹簧施加下压力，当钢板的预压荷载满足设计要求时，利用双作用千斤顶在张拉主筋的同时将多孔夹片挤入锚环中，完成固定，卸掉对钢垫圈的下压力及双作用千斤顶，利用弹簧对钢板的反作用力对地基进行预压加载。

作为优选，所述的通过钢垫圈对弹簧施加下压力的具体方法为：在钢垫圈位置安装卡口钢板，通过在卡口钢板上进行配重或利用现场载重车辆上压，下压钢垫圈进而压缩弹簧。

作为优选，需要每隔一段时间或一定沉降值后，重复步骤5对地基进行预压加载；重复若干次后，当单位时间沉降值增量低于预设值时，预压加载过程结束。

进一步的，压加载过程结束后，撤去钢板、弹簧、钢垫圈、锚环以及多孔夹片，将步骤3形成的钻孔扩底桩作为加固区竖向增强体，使处理区地基成为复合地基，提高地基承载力。

作为优选，进行步骤3之前，对小直径钻孔扩底桩的主筋及锚具进行以下一种或多种预处理，：

a.通过多孔夹片确定钢筋间相对位置，再将不同主筋底部均焊接于钢板上；

b.将锚环、钢垫圈及弹簧三者从上到下依次焊接相连。

作为优选，不同钢板间留有一定间隙对加固区域进行拼接铺设。

作为优选，所述的扩底处理采用机械挤压法或注浆挤压法。

作为优选，在步骤1之前，对软弱土地基上填方路基场地中，打设塑料排水板作为竖向排水系统，布置排水沟及排水设备。

作为优选，本方法可与堆载预压法联合使用，在一定堆载高度上进行步骤2～5，以减小堆载预压法所需的堆载高度。

本发明的有益效果如下：

1.可以不需要堆载土源，也可以和堆载预压法联合使用，大大减少设计所需堆载量；

2.可以避免在原本就有一定堆高的路基上，由于预压堆载过高而造成的地基失稳问题；

3.可以解决堆载预压法中附加应力随着深度增加应力扩散的问题，在扩底桩深度范围的附加应力相对集中且均匀，有利于土体固结；

4.小直径钻孔扩底桩可以作为加固区竖向增强体，使处理区地基成为复合地基，提高地基承载力；

5.由于是小直径桩，桩位及钢板平面布置灵活，可以有效处理多种工况，具有良好的工程适应性。

附图说明

图1为采用小直径钻孔扩底桩反力加载预压法对软弱土上填方路基(路堤)进行处理的断面示意图；

图2为钢筋锚具的剖面图；

图3为卡口钢板使用状态示意图；

图中：主筋1、多孔夹片2、锚环3、钢垫圈4、弹簧5、圆形钢板6、钢板7、路堤回填碎石土层8、软弱土层9、相对好土层10、卡口钢板11和现场载重车12。

具体实施方式

下面结合附图和实施步骤对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明所针对的工况为软弱土地基上已铺设质地较硬的填方路基，即路堤回填碎石土层8，需要对下方的软弱土地基进行预压。针对该工况，本发明的小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法具体步骤如下。

1.对软弱土地基上填方路基场地进行预处理：打设塑料排水板作为竖向排水系统，布置排水沟及排水设备。其施工方法与堆载预压法相同。

2.对小直径钻孔扩底桩的主筋1及锚具进行预制处理，包括：

a.通过多孔夹具确定钢筋间相对位置，并按照确定的位置在各主筋1底部焊接圆形钢板6，以增强主筋1在扩底桩中的锚固能力；

b.锚具包括多孔夹片2，锚环3、配套钢垫圈4及弹性系数较大的弹簧5，将后三者依次焊接连接。

3.对软弱土地基进行小直径钻孔扩底桩反力加载预压法，包括如下子步骤：

步骤1.在完成场地排水系统布置后，根据场地平面情况，在路基上表面布置预制方形(带中心孔)钢板7，钢板7间可以留有一定间隙对加固区域进行拼接铺设；

步骤2.根据小直径钻孔扩底桩的要求，采用成孔设备在钢板7预留中心孔位置进行下钻成孔到设计深度。桩长穿过或基本贯穿处理区软弱土层9，进入相对好土层10。采用机械挤压方法对底部进行扩底处理；

步骤3.成孔后向孔内绑扎经过预处理的固定钢筋，并保证主筋1上部出露预制钢板7，完成后注浆成桩，形成小直径钻孔扩底桩；

步骤4.在桩体具备一定强度后，进行预压加载。如图2所示，在钢板7以上的主筋1上从下至上依次安装弹簧5、钢垫圈4和锚环3，将多孔夹片2套入主筋1。

步骤5.如图3所示，在钢垫圈4位置安装卡口钢板11，卡口钢板11上具有一个凹口，刚好卡于钢垫圈4上。通过在卡口钢板11上进行配重，也可将卡口钢板11一端卡于钢垫圈4上，另一端支于地面上，利用现场载重车12的车轮行驶压住卡口钢板11，通过钢垫圈4对弹簧5施加下压力，压缩弹簧5。当弹簧5压缩量满足设计要求时，用双作用千斤顶在张拉主筋1的同时将多孔夹片2挤入锚环3，取下卡口钢板11及双作用千斤顶，完成张拉锚固，此时夹具(包括锚环3以及多孔夹片2)被紧固于主筋1上，弹簧5对桩体产生上拔力，而钢板7则通过该上拔力的反力对地基进行预压加载。

步骤6.由于路基表面在固结过程中会出现沉降，造成一定程度的预压力松弛，需要每隔一段时间(或一定沉降值)重复步骤5操作。当沉降不再发展或增长缓慢(单位时间沉降值增量低于预设值时)，可以认为预压加载过程结束；

步骤7预压过程结束后，撤去钢板7、锚具(锚环3以及多孔夹片2)以及钢垫圈4、弹簧5等配件，小直径钻孔扩底桩可以作为加固区竖向增强体，使处理区地基成为复合地基，提高地基承载力。

上述方法也可与堆载预压法联合使用，首先在钢板7上常规堆载部分土源，在一定堆载高度上进行上述小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法，由于该预压力的存在，可以减小堆载预压法所需的堆载高度。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1.在软弱土地基上的填方路基上表面放置带中心孔的钢板；

步骤2.在钢板中心孔位置进行下钻成孔到设计深度，孔底部穿过或基本贯穿处理区软弱土层，并对孔底部进行扩底处理；

步骤3.成孔后向孔内绑扎固定钢筋，并保证主筋上部露出钢板，完成后注浆成桩；

步骤4.在桩体具备一定强度后，在钢板以上的主筋上从下至上依次安装弹簧、钢垫圈和锚环，将多孔夹片套入主筋；

步骤5.通过钢垫圈对弹簧施加下压力，当钢板的预压荷载满足设计要求时，利用双作用千斤顶在张拉主筋的同时将多孔夹片挤入锚环中，完成固定，卸掉对钢垫圈的下压力及双作用千斤顶，利用弹簧对钢板的反作用力对地基进行预压加载；

步骤6. 每隔一段时间或一定沉降值后，重复步骤5对地基进行预压加载；重复若干次后，当单位时间沉降值增量低于预设值时，预压加载过程结束。

2.如权利要求1所述的小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法，其特征在于，所述的通过钢垫圈对弹簧施加下压力的具体方法为：在钢垫圈位置安装卡口钢板，通过在卡口钢板上进行配重或利用现场载重车辆上压卡口钢板，以下压钢垫圈进而压缩弹簧。

3.如权利要求2所述的小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法，其特征在于，压加载过程结束后，撤去钢板、弹簧、钢垫圈、锚环以及多孔夹片，将步骤3形成的钻孔扩底桩作为加固区竖向增强体，使处理区地基成为复合地基，提高地基承载力。

4.如权利要求1所述的小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法，其特征在于，进行步骤3之前，对小直径钻孔扩底桩的主筋及锚具进行以下一种或多种预处理：

a.通过多孔夹片确定钢筋间相对位置，再将各主筋底部均焊接于钢板上；

b.将锚环、钢垫圈及弹簧三者从上到下依次焊接相连。

5.如权利要求1所述的小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法，其特征在于，不同钢板间留有一定间隙对加固区域进行拼接铺设。

6.如权利要求1所述的小直径钻孔扩底桩反力加载预压方法，其特征在于，所述的扩底处理采用机械挤压法或注浆挤压法。