CN106087998B - 一种组合复合管桩地基的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合复合管桩地基的施工方法，管桩在地基处理中被广泛使用，但是其因桩端虚土和自身抗剪能力差而使其使用范围受到影响，本发明的方法利用桩端处理，管桩联合作用，以及桩周水泥土补强等方法有效的克服了上述缺陷，使得管桩的应用范围更加广泛，可靠性更高。

Description

一种组合复合管桩地基的施工方法

技术领域

本发明涉及一种组合复合管桩地基的施工方法。

背景技术

管桩和预应力管桩是当前最为常见的地基工程施工技术和方法之一，更是当前建筑工程项目中最为常见的地基处理措施。其在施工的过程中存在着现场整洁、工程机械化程度高、施工工艺简单的优势，但是由于其在施工的过程中也常常会因配套工艺及自身受力特点而带来一些缺陷。

目前工程项目中预应力管桩最早出现在二十世纪初期，当时仅仅是作为一种高层建筑物的地基处理措施而存在的，伴随着科学技术的发展，这种施工工艺被广泛的应用在各类型的建筑工程项目中。其主要可以分为钢管桩、混凝土管桩、钢管混凝土管桩等。预应力管桩的出现与应用为目前社会发展提供了动力，也为社会主义现代化建设解决了不少难题与隐患，进一步改善了我国人们的生活质量和提高人们的生活水平。但是预应力管桩在实际的工程施工中仍然存在着许多问题，如何对预应力管桩进行合理的设计和优化，对保证项目施工的安全和降低项目的造价等方面具有重要的作用。

管桩地基在高层项目应用过程中出现的主要弊端包括，挤土效应和浮桩。在将管桩打入土层中时，由于管桩对土体的挤压会使土体向四周排挤，周围的土体会因此而受到严重的扰动。土体遭到严重的扰动后会发生径向位移，离管桩一定范围内的土体受到不排水剪切和很大的水平挤压力，经过这些外部干扰后，土体会形成具有很强的孔隙水压力的扰动重塑区。重塑区土体的不排水抗剪能力大大的削弱了，而且直接促使周围的土体会因不排水剪切而被破坏。随着管桩数量的不断增加，会使已经打入土体的管桩和相邻靠近的管桩产生较大的侧向位移和上浮，土体的和管桩的位移与管桩的数量成正比，用的管桩越多产生的位移就越大。

浮桩只是管桩挤土效应的另外一种表现形式，但是浮桩问题表现得非常之隐蔽，往往是压桩工程结束之后在做静载检测时才发现这一问题。这个时候可能整个压桩工程已经结束，要再次进行压桩就会处于非常被动的地位，而且再次压桩施工时的难度和施工资金都会增加。

管桩还存在的主要缺陷是沉桩不达标和断桩。沉桩没有达到设计要求的原因主要有以下几点，施工前对地质的勘探点不够多，对持力层的起伏标高不明确，导致在考虑持力层和选择管桩的长度时出现差错；没有设计合适的持力层，不恰当的持力层会使管桩的承载力受较大的影响，例如在选择全风化层时由于全风化层具有易软化的特点，容易导致地下水渗入管桩内部，大大的削弱了管桩的承载力；对单个管桩的承载力估算不准，导致选择的管桩长度与压桩力不相匹配；管桩自身出现断裂。断桩是在管桩施工中经常遇到的问题，主要原因是使用了未经检验的不合格管桩；管桩在地下碰到了坚硬障碍物；在压桩过程中没有控制好垂直度；挤土效应造成管桩断裂。

另外由于滥用管桩也会带来一些工程危险。管桩虽然在工程中得到了广泛的应用，但是这并不代表着管桩适用于任何的施工场地，管桩的持力层可以选择是强风化岩层、坚硬的黏土层或砂层和碎石层，但是管桩不能打入中风化和弱风化岩层。某工地在进行地基施工时，打桩100根，但是其中有断桩23根，管桩破损率超过了20％。相关单位在分析事故时初步判断有管桩质量问题、压桩过程问题和地质问题等三个问题，但是在随后具体的事故分析中排除了前面2种事故原因，一致认为管桩破损率高是由于地质问题所造成。之后的地质勘探结果显示，在该施工场地中，岩基是属于中至微风化岩，坚硬的地基导致了管桩的破损断裂。

另外，近期的研究发现由于管桩抗剪切能力差，其破坏可能会是因断桩而导致上部建筑物倾覆。还有管桩端部土体处理不好，导致其在受力过程中不均下沉而使得建筑物拉裂。为了克服以上缺陷，本发明设计了以下技术方案。

发明内容

一种组合复合管桩地基的施工方法，包括如下步骤：(1)向地基桩位处打入护筒，然后将护筒中的土取出形成桩孔；(2)在桩孔底部放入土工布和钢板网；(3)在桩孔中放入管桩；(4)将搅拌好的水泥土压灌送入护筒和管桩之间，并随之拔出护筒；(5)依次按照桩位形成临近位置的复合管桩；(6)将各个管桩桩头局部破碎，穿过至少双层钢筋并浇筑混凝土形成钢筋混凝土板或板带。

在步骤(2)放入土工布和钢板网之前，对桩端土体进行夯扩。在进行步骤(3)在桩孔中放入管桩之前，在管桩外壁上挂上钢板网，钢板网与管桩外壁伸出的锚件焊接。根据需要，向水泥土中插入钢筋笼。在管桩周围的水泥土中插入硬质工程塑料厚壁水泥浆补液管，补液管浇筑到钢筋混凝土板或板带中并伸出地基外侧。

护筒内径为800mm，管桩外径直径为300mm－400mm。钢筋笼直径为700mm。

按照本发明的方法施工的桩基础可靠性高，对周围环境影响小。而且没有锤击沉桩的过程，管桩保持完好；通过管桩之间的联合受力，即防止了管桩的不均匀沉降，同时还可以充分利用桩周的摩擦力，成为端承和摩擦联合作用的桩群，针对水泥土在地下水扰动的过程中容易失去耐久性，在桩基设计中加入了补强设备，有效的改善了桩基的耐久性。

附图说明

图1是本申请施工方法成桩后的侧视图；

1－预搅拌水泥土，2－管桩，3－土工布，4－补液管，5－钢板网，6－混凝土板或板带，7－钢筋。

具体实施方式

某工程场地地面标高为2.20m，根据岩土勘察报告，施工场地在清水池施工影响范围内的土体均为第四纪松散沉积物，成因以滨海相沉积为主，主要分成如下6个工程地质层，自上而下依次为：

①素填土：灰色，湿，成份以粉质粘土为主，夹较多植物根茎，明(暗)塘部位底部见厚约30cm黑淤，富含有机质，具臭味，土质松散，不均匀。层底标高：-0.02m～1.43m，层厚：0.30m～2.40m。

②粉质粘土：黄色，湿～饱和，可塑，见铁锰质氧化物，无摇震反应，无光泽反应，切面稍有光滑，中等干强度，中等韧性，明(暗)塘部位该层土缺失，土质较均匀。层底标高：0.46m～0.53m，层厚：0.0～0.90m。

③淤泥质粉质粘土：灰黄～灰色，饱和，流塑，夹少量砂质粉土团块或薄层，无摇震反应，切面光滑，中等干强度，中等韧性，拟建场地该层土层底面埋深稍有起伏，土质较均匀。层底标高：-13.07m～-11.19m，层厚：11.70m～13.60m。

④粘土：灰～灰黄色，饱和，可塑，夹少量淤质粘性土条带，无摇震反应，切面稍有光滑，中等干强度，中等韧性，该层土仅分布于拟建清水池场地北部，其余部位缺失，土质较均匀。层底标高：-12.97m～-12.79m，层厚：0.0～1.60m。

⑤粘质粉土：黄色，湿，稍密，夹较多软塑状粘性土薄层(单层厚2mm～5mm)，呈“千层饼”状，层理清晰，见铁锰质氧化物，摇震反应中等，无光泽反应，中等干强度，中等韧性，该层土仅分布于拟建清水池场地北部，其余部位缺失，土质欠均匀。层底标高：-14.32m～-13.57m，层厚：0.0～1.50m。

⑥粉砂：黄～灰色，饱和，中密，局部密实，夹少量淤质粘性土条带，见云母碎屑，颗粒级配良好，平均粘粒含量为5.8％，拟建场地该层土分布不均匀，层面埋深及层厚变化较大；强度在垂直与水平方向上变化较大，土质欠均匀。层底标高：-16.63m～-13.97m，层厚：1.40m～3.50m。

对本工程有影响的地下水类型主要为孔隙潜水(根据当地经验承压水对基坑开挖及基桩施工的影响可不予考虑)，勘察期间测得钻孔内初见水位标高在1.13m～1.20m之间，稳定水位标高在1.25m～1.33m之间，地下水位年变化幅度在1.5m左右。场地环境地质条件为湿润区含水量w≥30％的弱透水土层。

根据以上地质情况，设计管桩长度为8米，桩径400mm，外围水泥土直径为800mm。按照如下步骤施工：(1)向地基桩位处打入直径800mm的钢护筒，然后将护筒中的土取出形成桩孔；(2)在桩孔底部放入2层土工布和1层钢板网，两者间隔放置；(3)在管桩外壁上焊接钢板网，然后将管桩放入桩孔中；(4)将搅拌好的水泥土压灌送入护筒和管桩之间，并随之拔出护筒；(5)依次按照桩位形成临近位置的复合管桩，并在管桩外侧的水泥土中插入补液管，补液管开口位置在地下水位附近；(6)将各个管桩桩头局部破碎，穿过至少双层钢筋并浇筑混凝土形成钢筋混凝土板或板带，补液管放入钢筋混凝土板或板带中。

Claims (7)

1.一种组合复合管桩地基的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)向地基桩位处打入护筒，然后将护筒中的土取出形成桩孔；(2)在桩孔底部放入土工布和钢板网；(3)在桩孔中放入管桩；(4)将搅拌好的水泥土压灌送入护筒和管桩之间，并随之拔出护筒；(5)依次按照桩位形成临近位置的复合管桩；(6)将各个管桩桩头局部破碎，穿过至少双层钢筋并浇筑混凝土形成钢筋混凝土板或板带。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤(2)放入土工布和钢板网之前，对桩端土体进行夯扩。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在进行步骤(3)在桩孔中放入管桩之前，在管桩外壁上挂上钢板网，钢板网与管桩外壁伸出的锚件焊接。

4.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，向水泥土中插入钢筋笼。

5.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在管桩周围的水泥土中插入水泥浆补液管，补液管浇筑到钢筋混凝土板或板带中并伸出地基外侧。

6.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，护筒内径为800mm，管桩外径直径为300mm－400mm。

7.如权利要求4所述的施工方法，其特征在于，钢筋笼直径为700mm。