CN108643214A - 一种回填杂土复合地基结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回填杂土复合地基结构及其施工方法，其技术方案要点包括人工积土层和洪积层，在人工积土层和洪积层内等间距设置有多根钢管桩；在人工积土层和洪积层上采用空压机配合潜孔锤钻机成孔,间隔钻设多个竖直的桩孔；所述钢管桩包括插接在所述桩孔内的钢管，所述钢管内注有第一水泥浆层，在所述钢管和桩孔之间注有第二水泥浆层；所述钢管桩与钢管桩之间形成第三水泥浆层。施工方法包括以下施工步骤：在地层中钻孔，形成桩孔；在钢管的侧壁上开设导浆孔；将钢管插接在桩孔内；在钢管内进行注浆。该地基结构及方法能够对复杂地层进行加固支撑，提升地基的整体承载能力，且使得不同地基面积的承载能力较为均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种地基施工工艺，更具体地说，它涉及一种回填杂土复合地基结构及其施工方法。
背景技术
地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
在首钢工业园区，在施工建筑中，首先对地质进行考察，在考察过程中发现，勘探深度范围内分布的土层按沉积年代、成因类型可分为人工堆积层、第四系坡洪积层两大类。
由于园区中地层较为复杂，地层中含有较多的人工回填土，人工回填土中含有较大的碎石、砖块、灰渣、钢渣、混凝土块，使得土质较复杂，需要对地基进行处理。
现有对地基进行加工的方法，通常是使用地质钻机150型或SH30钻机等进行成孔，在成孔后，在内部进行注浆，以对地基进行加固，但是现有的这种施工方式，由于地质复杂，在使用钻机进行钻孔时，钻进难度较大，与此同时，现有的成桩工艺在成型后，由于地基内部土质不均匀，故在不同的地点地基的承载能力不同，对修建的建筑物影响较大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种回填杂土复合地基结构，能够对复杂地层进行加固支撑，提升地基的整体承载能力，且使得不同地基面积的承载能力较为均匀。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种回填杂土复合地基结构，包括人工积土层和洪积层，在人工积土层和洪积层内等间距设置有多根钢管桩；在人工积土层和洪积层上采用空压机配合潜孔锤钻机成孔，间隔钻设多个竖直的桩孔；所述钢管桩包括插接在所述桩孔内的钢管，所述钢管内注有第一水泥浆层，在所述钢管和桩孔之间注有第二水泥浆层；所述钢管桩与钢管桩之间形成第三水泥浆层。
通过采用上述技术方案，通过在地基上均匀开设桩孔，在桩孔内浇注钢管桩，通过浇注的第一水泥浆层和第二水泥浆层对钢管的抗压能力进行提升，同时，通过钢管提升整体钢管桩的抗弯能力，从而，通过第一水泥浆层、第二水泥浆层和钢管的结合提升整体的承载能力。与此同时，通过均匀设置的钢管桩整体提成地基的承载能力，使得地基承载受力的主要部件为钢管桩，从而使得地基整体的承载能力较为均匀。
由于地质层中含有较大的碎石、砖块、灰渣、钢渣、混凝土块，从而给地层中孔隙较大，通过充盈的第三水泥浆层，从而提高钢管桩间土体的抗剪强度、承载力、和压缩模量，能够对复杂地层进行加固支撑，提升地基的整体承载能力，且使得不同地基面积的承载能力较为均匀。
较佳的，所述钢管侧壁上间隔开设有若干导浆孔。
通过采用上述技术方案，通过在钢管侧壁上开设的若干导浆孔，使得第一水泥浆层和第二水泥浆层之间连接较为紧密，钢管桩固定较为稳定。
较佳的，所述钢管长度为7.0m-20.0m；所述钢管直径为150mm-180mm。
通过采用上述技术方案，由于在人工积土层中含有较大快的钢块、水泥块等，为了减小开孔难度，将钢管直径设置的较小，单根钢管桩成型后，单桩承载力较大，整体承载力较佳。
较佳的，所述钢管外壁设间隔设置有使其保持居中的多组居中支架。
通过采用上述技术方案， 通过设置的居中支架使得钢管在进行安装时，可以插接在桩孔居中的位置，从而使得第一水泥浆层和第二水泥浆层在钢管内和钢管为分布较为均匀，成桩后整体承载能力较佳。
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于还提供一种回填杂土复合地基施工方法，通过该施工方法，能够对复杂地层进行加固支撑，提升地基的整体承载能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种回填杂土复合地基施工方法，该施工方法包括以下施工步骤：
S1、在地层中钻孔，形成桩孔；
S2、在钢管的侧壁上开设导浆孔；
S3、将钢管插接在桩孔内；
S4、在钢管内进行注浆。
通过采用上述技术方案，在地质复杂的地层，通过插接钢管，并径向浇注水泥浆，成型钢管桩，从而，使得地基主要承载受力点在钢管桩处，从而，使得整个地基的承载力较为均匀，且承载能力更强。
较佳的，在S1步骤中，采用空压机配合潜孔锤成型桩孔。
通过采用上述技术方案，由于人工积土层中含有较大的碎石、砖块、灰渣、钢渣、混凝土块，使得土质较复杂，在进行钻孔时，使用普通的电钻钻进较为困难，且收效甚微，而空压机配合潜孔锤，可以钻透旧厂房的钢筋砼基础。比起大型钻机，潜孔锤钻机需要的作业面比较小。还可以在比较松散的地层下入保护套管成孔作业，不会塌孔，适应性较强。
较佳的，在步骤S4中，还包括步骤S4-2、使用压力注浆的方法进行注浆；同时对注浆量按照Q=πr²hnα（1+β）进行把控；达到单桩处理半径内的满堂注浆，同时钢管桩之间充满水泥浆液；其中Q:注浆量，r是渗透半径，H是注浆深度，N是土体孔隙率，α是有效灌注系数，（1+β）是损失系数。
通过采用上述技术方案，采用压力注浆，使钢管桩与钢管桩之间的土体中，充盈第三水泥浆层，从而提高钢管桩间土体的抗剪强度、承载力、和压缩模量。通过对注浆量的把控达到单桩处理半径内的满堂注浆，继而能够对复杂地层进行加固支撑，提升地基的整体承载能力，且使得不同地基面积的承载能力较为均匀。
较佳的，在步骤S1中，相邻两个桩孔之间的距离为0.5m-1.5m。
通过采用上述技术方案，由于单桩承载能力有限，通过控制相邻两个桩之间距离，较有效的提高整体复合地基的承载能力，与此同时，复合地基承载力较为均匀。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过在地基上均匀开设桩孔，在桩孔内浇注钢管桩，通过浇注的第一水泥浆层和第二水泥浆层对钢管的抗压能力进行提升，同时，通过钢管提升整体钢管桩的抗弯能力，从而，通过第一水泥浆层、第二水泥浆层和钢管的结合提升整体的承载能力。与此同时，通过均匀设置的钢管桩整体提成地基的承载能力，使得地基承载受力的主要部件为钢管桩，从而使得地基整体的承载能力较为均匀；
2、由于地质层中含有较大的碎石、砖块、灰渣、钢渣、混凝土块，从而给地层中孔隙较大，通过充盈的第三水泥浆层，从而提高钢管桩间土体的抗剪强度、承载力、和压缩模量，能够对复杂地层进行加固支撑，提升地基的整体承载能力，且使得不同地基面积的承载能力较为均匀；
3、在地质复杂的地层，通过插接钢管，并径向浇注水泥浆，成型钢管桩，从而，使得地基主要承载受力点在钢管桩处，从而，使得整个地基的承载力较为均匀，且承载能力更强。
附图说明
图1为一种回填杂土复合地基打孔的示意图；
图2为在桩孔内插接钢管后的示意图；
图3为在桩孔内浇注水泥浆的示意图；
图4为突出钢管的示意图；
图5为突出钢管上居中支架的示意图；
图6为实施例二中突出钢管加强板的示意图。
附图标记：1、人工积土层；11、桩孔；2、洪积层；3、钢管桩；31、钢管；311、导浆孔；312、居中支架；3121、支撑杆；3122、定位环；312、加强板；32、第一水泥浆层；33、第二水泥浆层；34、第三水泥浆层；4、注浆管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语 “内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例一
一种回填杂土复合地基结构，如图1所示，包括人工积土层1和洪积层2，在人工积土层1和洪积层2内均匀桩钉有多根钢管桩3。通过设置钢管桩3，使得地基结构能够较为稳定，提高整体地基的承载能力。
结合图1和图2所示，在人工积土层1和洪积层2中均匀开设有多个竖直的桩孔11，其中，钢管桩3插接在桩孔11内。进一步的，为了使得钢管桩3在安装之后能够较为稳定，相邻两个桩孔11之间的距离在0.5m-1.5m之间，从而，使得钢管桩3在桩钉之后，地基整体的承载力能够较为均匀且较为稳定。
结合图2和图3所示，进一步的，钢管桩3包括插接在桩孔11内的钢管31、浇注在钢管31内的第一水泥浆层32、以及浇注在外侧的第二水泥浆层33，通过浇注的第一水泥浆层32和第二水泥浆层33对钢管31的抗压能力进行提升，同时，通过钢管31提升整体钢管桩3的抗弯能力，从而，通过第一水泥浆层32、第二水泥浆层33和钢管31的结合提升整体的承载能力。
结合图3和图4所示，进一步的，为了增加整根钢管31和第一水泥浆层32和第二水泥浆层33之间的连接关系，在钢管31侧壁上均匀开设有多个导浆孔311，在进行注浆时，可以有钢管31内进行注浆，水泥浆液由导浆孔311蔓延至钢管31外，从而使得钢管31、第一水泥浆层32和第二水泥浆层33的连接较为紧密。
进一步的，在进行注浆时，第二水泥层33向钢管桩3之间的土体中蔓延，形成第三水泥浆层34，从而提高钢管桩3间土体的抗剪强度、承载力、和压缩模量。提升地基的整体承载能力，且使得不同地基面积的承载能力较为均匀。
其中，钢管31的直径设置为150mm-180mm，长度为7.0m-20.0m，由于在人工积土层1中含有较大快的钢块、水泥块等，为了减小开孔难度，将钢管31直径设置的较小，单根钢管桩3成型后，单桩承载力较大，相邻两个桩孔11之间的距离在0.5m-1.5m之间，由于单桩承载能力有限，通过控制相邻两个钢管桩3之间距离，较有效的提高整体复合地基的承载能力，与此同时，复合地基承载力较为均匀。
结合图2和图6所示，在将钢管31插接在桩孔11内时，为了防止钢管31位置偏移，从而使得钢管31没有处于桩孔11的中心位置，在钢管31上设置有居中支架312，通过居中支架312使得钢管31在安装时处于居中位置，其中，居中支架312在钢管31上间隔设置有至少两组。
结合图6所示，居中支架312包括套接在钢管上的定位环3122、以及在定位环3122上沿径向向外固定多根支撑杆3121，其中，多根支撑杆3121的外端的最大距离小于桩孔11的直径，从而，在使用时能够较为方便的将钢管31插接在桩孔11内，同时，也可以使得钢管31处于居中位置。进一步的，在浇注水泥浆后，支撑杆3121处于水泥浆内，可以使得钢管31和水泥浆连接成一体。
实施例二
一种回填杂土复合地基施工方法，如图1所示，该施工方法包括以下施工步骤：
S1、在地层中钻孔，形成桩孔11；
S2、在钢管31的侧壁上开设导浆孔311；
S3、将钢管31插接在桩孔11内；
S4、在钢管31内进行注浆。
结合图1和图2所示，在步骤S1中，由于人工积土层1中含有较大的碎石、砖块、灰渣、钢渣、混凝土块，使得土质较复杂，在进行钻孔时，使用普通的电钻钻进较为困难，且收效甚微，故采用空压机配合潜孔锤钻机成形桩孔11，与此同时，当遇到旧的钢筋砼块应采用金刚石钻头穿透。且将相邻两个桩孔11之间的距离控制在0.5m-1.5m，通过较为密集的控制桩孔11的位置，在安装钢管桩3之后，地基整个的承载力较为均匀。
在步骤S2中，可以通过预制的方式开设钢管31侧壁上的导浆孔311。通过导浆孔311在注浆时，使得水泥浆可以蔓延至外部。
结合图3所示， 在步骤S4中，还包括步骤S4-1、使用压力注浆的方法进行注浆；同时对注浆量按照Q=πr²hnα（1+β）进行把控；达到单桩处理半径内的满堂注浆，同时钢管桩之间充满水泥浆液；其中Q:注浆量，r是渗透半径，H是注浆深度，N是土体孔隙率，α是有效灌注系数，（1+β）是损失系数。通过对注浆量的把控，达到单桩处理半径内的满堂注浆，继而能够对复杂地层进行加固支撑，提升地基的整体承载能力，且使得不同地基面积的承载能力较为均匀。
需要说明的是，注浆方法可以为劈裂注浆的方式。向钢管31内进行注浆，首先向钢管31内插接注浆，将上侧开口通过使用水泥袋进行封堵，向钢管31内进行注浆，从而，在对钢管31内进行注浆时，形成一定的压力，从而使得浆液能够向外扩散的面积较大，成桩时较为稳定。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种回填杂土复合地基结构，包括人工积土层（1）和洪积层（2），其特征在于：在人工积土层（1）和洪积层（2）内等间距设置有多根钢管桩（3）；
在人工积土层（1）和洪积层（2）上采用空压机配合潜孔锤钻机成孔，间隔钻设多个竖直的桩孔（11）；
所述钢管桩（3）包括插接在所述桩孔（11）内的钢管（31），所述钢管（31）内注有第一水泥浆层（32），在所述钢管（31）和桩孔（11）之间注有第二水泥浆层（33）；
所述钢管桩（3）与钢管桩（3）之间形成第三水泥浆层（34）。
2.根据权利要求1所述的回填杂土复合地基结构，其特征是：
所述钢管（31）侧壁上间隔开设有若干导浆孔（311）。
3.根据权利要求1所述的回填杂土复合地基结构，其特征是：
所述钢管（31）长度为7.0m-20.0m；所述钢管（31）直径为150mm-180mm。
4.根据权利要求1所述的回填杂土复合地基结构，其特征是：
所述钢管（31）外壁设间隔设置有使其保持居中的多组居中支架（312）。
5.一种回填杂土复合地基施工方法，其特征是：该施工方法包括以下施工步骤：
S1、在地层中钻孔，形成桩孔（11）；
S2、在钢管（31）的侧壁上开设导浆孔（311）；
S3、将钢管（31）插接在桩孔（11）内；
S4、在钢管（31）内进行注浆。
6.根据权利要求5所述的回填杂土复合地基施工方法，其特征是：
在S1步骤中，采用空压机配合潜孔锤成型桩孔（11）。
7.根据权利要求5所述的回填杂土复合地基施工方法，其特征是：
在步骤S4中，还包括步骤S4-1、使用压力注浆的方法进行注浆；同时对注浆量按照Q=πr²hnα（1+β）进行把控；达到单桩处理半径内的满堂注浆，同时钢管桩之间充满水泥浆液；其中Q:注浆量，r是渗透半径，H是注浆深度，N是土体孔隙率，α是有效灌注系数，（1+β）是损失系数。
8.根据权利要求5所述的回填杂土复合地基施工方法，其特征是：
在步骤S1中，相邻两个桩孔（11）之间的距离为0.5m-1.5m。
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2018
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