CN111254909B - 一种软土地区地基复合桩基施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软土地区地基复合桩基施工工艺和复合桩基，涉及地基施工的技术领域，一种软土地区地基复合桩基施工工艺，包括成孔；吊放钢筒；筒外注浆；筒内填料；桩间土加固。一种复合桩基，包括挤密桩和设于所述挤密桩外周的砼渗入层，所述挤密桩在竖直方向上呈串珠状排布，挤密桩上部外圈设有树枝状的阻尼分支，所述阻尼分支与所述砼渗入层一体设置。本发明通过将桩体与地基土壤之间进行紧密的结合，使桩体和桩间地基共同承受建筑物的重压，具有提高地基承载力的有益效果。

Description

一种软土地区地基复合桩基施工工艺

技术领域

本发明涉及地基施工的技术领域，尤其是涉及一种软土地区地基复合桩基施工工艺和复合桩基。

背景技术

由于软土地基具有孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小的特点，地基承载力普遍很低，整体稳定性较差，因此利用此类软弱地基时工程上必须采取适当的地基处理方式。现阶段对软土地基采用的主要处理方式是复合地基技术，使得天然地基部分土体得到增强，形成预定深度和范围的加固土。

公开号为CN101899838A的发明公开了一种注浆扩底小直径预应力管桩复合地基施工方法。其特征是：注浆扩底小直径预应力管桩利用预应力管桩的高强承载能力与桩底水泥浆加固扩大端有效减小传统预应力管桩桩体直径，降低桩体入土深度，根据适当桩距平面布置，形成微型浅密群桩效应，达到浅层软弱场地土复合地基加固效果。

该注浆扩底小直径预应力管桩复合地基利用小直径预应力管桩挤密周围土体传递荷载，桩底注浆加固提高端承力，形成浅层桩基复合地基，具有工艺简单、施工速度快、施工设备小型化、用料省、造价低的特点。

但是上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在构筑复合地基时，仅对管桩正下方的土体进行了加固，达到了防止管桩下沉的目的，但是大面积的桩间土壤依然处于松散状态，无法与管桩一起承载建筑物的重力，导致单根管桩所受的承载力较大，如果将管桩的密度加大，虽然能在一定程度上减小下沉，但是势必会增大施工成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种软土地区地基复合桩基施工工艺，其将桩体与地基土壤之间进行紧密的结合，使桩体和桩间地基共同承受建筑物的重压，具有提高地基承载力的有益效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种软土地区地基复合桩基施工工艺，包括如下步骤：

S1：成孔，清理并夯实场地，按设计桩位放线、钻孔；

S2：吊放钢筒，并以桩孔中心进行对中，钢筒的直径小于桩孔的直径；

S3：筒外注浆，在钢筒外部高压注入砼浆液；

S4：筒内填料，一边拔出钢筒，一边在钢筒中间注入骨料，并分层夯实，桩孔填满时，钢筒取出；

S5：桩间土加固。

通过采用上述技术方案，利用钢筒将桩孔内空间分成内层与外层，外层高压注入砼浆液时，砼浆液不会在高压下进入内层，而是会渗入到软弱疏松的桩孔侧壁内的土壤中，从而对桩间土壤进行加密，在钢筒内注入骨料之后，骨料挤压桩孔侧壁，并与砼浆液进行紧密结合，当地基上层受力时，建筑物的重力作用于桩体与桩间土上，桩间土内渗有砼浆液，所以承载力更大，而桩体受力后，桩体侧壁与地层之间通过凝固后的砼浆液共同受力，从而使得桩体发生沉降的可能性较小，整个的地基复合桩基具有更大的承载力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S1包括

S11：打孔，按照设计桩孔直径和桩高进行打孔；

S12：扩孔，在设计孔径的基础上使用扩孔器进行扩孔，扩孔后的桩孔直径大于设计桩径20-50mm。

通过采用上述技术方案，扩孔后的桩孔直径大于设计桩孔直径，当钢筒放入桩孔中之后，钢筒外壁与桩孔内壁之间具有一定的间隙，此间隙中用于注入砼浆液，砼浆液具有一定的厚度，能够在钢筒与桩孔壁之间流通，从而更好地渗入到桩孔壁内部，同时，存在于钢筒与桩孔壁之间的砼浆液能够与后期的填料之间进行更好的挤密和结合，进一步起到阻止桩体沉降的作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S1步骤还包括S13：打斜孔，从桩孔的上方使用定向钻机在桩孔的侧壁上斜向钻引流孔，多个引流孔在桩孔的周向均匀布设。

通过采用上述技术方案，斜向的引流孔使得砼浆液能够更好地沿着引流孔渗入到桩间土中，从而对桩间土进行更好的加固，抵抗地基沉降的效果更好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S2步骤中，将钢筒位置调整好之后进行竖直振击，使钢筒下端陷入桩孔底面80-100mm。

通过采用上述技术方案，高压注入砼浆液时，砼浆液不会在高压下从钢筒底部流入到钢筒内孔中，从而保证了桩体的高度和质量符合要求。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S3中的注浆过程中在钢筒上方进行竖直施压，然后围绕钢筒从下到上进行环形喷注砼浆液，喷注到顶部之后对钢筒泄压。

通过采用上述技术方案，钢筒竖直方向受压之后，在高压喷注砼浆液的过程中，当钢筒一侧受到挤压时，钢筒不会发生歪斜或上浮，因此不会有砼浆液进入到钢筒底部，并且保证了钢筒始终处于竖直状态，进而使得最终施工完成的桩体处于竖直状态，保证了桩体的受力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S4在S3中的砼浆液初凝但未完全凝固时进行，首先将钢筒竖直向上提起一定高度H，然后从钢筒中心灌入挤密骨料，并对挤密骨料进行夯实，夯实之后再将钢筒上提同样的高度，再次灌入挤密骨料进行夯实，重复上述步骤，直到钢筒完全提出，并使用挤密骨料将桩孔填至与地面齐平，挤密骨料每次灌入的体积V大于HπD²/4,其中D为钢筒外圆直径。

通过采用上述技术方案，钢筒每拔出一段距离，就在此范围内灌入挤密骨料，并将挤密骨料压实，使挤密骨料向外膨胀，紧密的贴合在桩孔壁上，并与桩孔壁上的砼浆液紧密结合，每次灌入的挤密骨料的量大于钢筒拔出段的桩孔所需的量，从而使得挤密骨料有足够的量向外膨胀，在保证桩体的密实性的的同时，使得桩体与桩孔之间结合的更加紧密，提高了地基的承载力，防止地基下陷。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述S5包括：

S51：钻孔，在桩间地面上间隔的钻注浆孔；

S52：在注浆孔中高压注入水泥浆液。

通过采用上述技术方案，高压注入的水泥浆液沿着输送的软土渗入到桩间地基土中，使得桩间地基土更加的密实和坚固，增强了桩间地基土的承载力，有效地起到了防止地基下陷的作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述挤密骨料的组分包括粘性土、橡胶颗粒和白灰，粘性土的重量占比小于30%，橡胶颗粒的重量占比小于22%，二者的重量之和不大于整体的48%，其余均为白灰。

通过采用上述技术方案，在挤密骨料中添加橡胶颗粒，使得挤密桩具有一定的弹性，并且在振捣夯实的过程中能够更好地向外膨胀，甚至突出桩孔壁所限制的直径范围，保证桩体与桩孔壁之间的密实性；白灰具有吸水后体积变大的特性，而软土地基具有含水量大的特征，在挤密骨料中大量添加白灰，使得挤密桩在长期处于含水量较大的软土地基中时，始终与桩孔之间进行紧密的接触；而少量的粘性土能够保证挤密桩整体的密实性和一体性，提高桩体的承载力。上述挤密骨料的配比使得桩体与桩孔壁整体受力，较好的减小地基下陷现象。

本发明的第二目的是提供一种复合桩基，其通过在挤密桩与地基土壤之间设置砼渗入层，使得挤密桩与地基之间进行紧密的结合，进而使桩体和桩间地基共同承受建筑物的重压，具有提高地基承载力的有益效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种复合桩基，包括挤密桩和设于所述挤密桩外周的砼渗入层，所述挤密桩在竖直方向上呈串珠状排布，挤密桩上部外圈设有树枝状的阻尼分支，所述阻尼分支与所述砼渗入层一体设置。

通过采用上述技术方案，挤密桩呈串珠状，与竖直柱状的桩体相比，串珠状的桩体外壁呈凹凸状，当挤密桩受到挤压之后，其侧壁与桩孔之间的摩擦力增大，从而使桩体与桩间土整体受力，更好地抵抗建筑物的重压，发生下沉的可能性较小，同时，阻尼分支与砼渗入层一体设置，而砼渗入层紧贴挤密桩设置，进一步将挤密桩与桩间土连为一体，进一步达到了提高地基整体的承载力的作用。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在桩孔内部靠近孔壁处灌入砼浆液，使得砼浆液渗入到软弱疏松的桩孔侧壁内的土壤中，从而对桩间土壤进行加密，在钢筒内注入骨料之后，骨料挤压桩孔侧壁，并与砼浆液进行紧密结合，当地基上层受力时，建筑物的重力作用于桩体与桩间土上，桩间土内渗有砼浆液，所以承载力更大，而桩体受力后，桩体侧壁与地层之间通过凝固后的砼浆液共同受力，从而使得桩体发生沉降的可能性较小，整个的地基复合桩基具有更大的承载力；

2.通过设置中竖直装的阻尼分支和串珠状的挤密桩，从而将挤密桩与桩间土连为一体，进一步达到了提高地基整体的承载力的作用。

附图说明

图1是本发明实施例一的工艺流程图。

图2是本发明实施例一S1步骤的工艺流程图。

图3是本发明实施例一S5步骤的工艺流程图。

图4是本发明实施例二的剖视示意图。

图中，1、挤密桩；2、砼渗入层；3、阻尼分支。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，为本发明公开的一种软土地区地基复合桩基施工工艺，包括如下步骤：

S1：成孔，参照图2，该步骤包括如下工艺：

S11：打孔，清理场地并使用大型夯机夯实，按设计桩位放线、按照设计桩孔直径和桩高进行打孔，打孔使用设备为正反循环钻机，钻孔的过程中将孔底的泥浆不断吸出。

S12：扩孔，在第一步中已经成型的设计孔径的基础上使用扩孔器进行扩孔，扩孔后的桩孔直径大于设计桩径20-50mm，本发明中采用比设计桩径大45mm的扩孔器进行扩孔。

S13：打斜孔，从桩孔的上方使用定向钻机在桩孔的侧壁上斜向钻引流孔，引流孔的直径不大于桩孔直径的5%，引流孔的倾斜度为从桩孔侧壁向外斜向下45度，在其他一些实施例中，引流孔的斜度也可为其他数值；多个引流孔在桩孔的周向均匀布设，最下端的引流孔的反向延长线不低于桩孔的上端边缘。

S2：吊放钢筒，钢筒的外圆直径小于实际桩孔的直径并等于设计桩孔的直径，将钢筒吊起之后，以桩孔中心进行对中，然后将钢筒竖直放下，钢筒底部接触到桩孔底部之后，采用振动桩锤进行竖直振击，使钢筒下端陷入桩孔底面80-100mm。

S3：筒外注浆，在钢筒外部高压注入砼浆液。在注入砼浆液之前，首先在钢筒上方进行竖直施压，保证钢筒不会受注浆泵的高压冲击发生歪斜，然后围绕钢筒从下到上进行环形喷注砼浆液，当砼浆液喷注到桩孔顶部之后，对钢筒泄压。

由于此过程中，钢筒竖直方向受压，因此，在高压喷注砼浆液的过程中，当钢筒一侧受到挤压时，钢筒不会发生歪斜或上浮，同时，由于钢筒被事先压入桩孔底部一定深度，因此，在高压注入砼浆液时，砼浆液不会在高压下从钢筒底部流入到钢筒内孔中，从而保证了桩体的高度和质量符合要求，并且保证了钢筒始终处于竖直状态，进而使得最终施工完成的桩体处于竖直状态，保证了桩体的受力。

S4：筒内填料，在上一步骤完成12到14小时的时候，此时注入到钢筒外部的砼浆液初凝但未完全凝固，先使用卷扬机将钢筒竖直向上提起一定高度H，H不大于400mm，然后从钢筒中心灌入挤密骨料，并对挤密骨料进行夯实，夯实之后再将钢筒上提同样的高度，再次灌入同样量的挤密骨料进行夯实......，重复上述步骤，直到钢筒完全提出，并使用挤密骨料将桩孔填至与地面齐平，注意每次夯实的时间和次数相等，保证夯实后的挤密骨料的压实系数不小于0.97。挤密骨料每次灌入的体积V大于HπD²/4,其中D为钢筒外圆直径。由于每次灌入的挤密骨料的量大于钢筒拔出段的桩孔所需的量，从而使得挤密骨料有足够的量向外膨胀，在保证桩体的密实性的的同时，使得桩体与桩孔之间结合的更加紧密，提高了地基的承载力，防止地基下陷。

本发明中的挤密骨料的组分包括粘性土、橡胶颗粒和白灰，粘性土的重量占比小于30%，橡胶颗粒的重量占比小于22%，二者的重量之和不大于整体的48%，其余均为白灰，作为优选，本实施例中的粘性土：橡胶颗粒：白灰=2.3:2:5.7。在挤密骨料中添加橡胶颗粒，使得挤密桩1具有一定的弹性，并且在振捣夯实的过程中能够更好地向外膨胀，甚至突出桩孔壁所限制的直径范围，保证桩体与桩孔壁之间的密实性；白灰具有吸水后体积变大的特性，而软土地基具有含水量大的特征，在挤密骨料中大量添加白灰，使得挤密桩1在长期处于含水量较大的软土地基中时，始终与桩孔之间进行紧密的接触；而少量的粘性土能够保证挤密桩1整体的密实性和一体性，提高桩体的承载力。上述挤密骨料的配比使得桩体与桩孔壁整体受力，较好的减小地基下陷现象。

S5：桩间土加固，参照图3，本步骤包括如下工艺：

S51：钻孔，在桩间地面上间隔的使用定向钻机钻注浆孔，注浆孔的直径为50mm，注浆孔的深度远远小于桩孔的深度，本实施例中的注浆孔深度约为120mm；

S52：在注浆孔中高压注入水泥浆液。

高压注入的水泥浆液沿着输送的软土渗入到桩间地基土中，使得桩间地基土更加的密实和坚固，增强了桩间地基土的承载力，有效地起到了防止地基下陷的作用。

本发明此实施里的实施原理为：利用钢筒将桩孔内空间分成内层与外层，外层高压注入砼浆液时，砼浆液不会在高压下进入内层，而是会渗入到软弱疏松的桩孔侧壁内的土壤中，从而对桩间土壤进行加密，在钢筒内注入骨料之后，骨料挤压桩孔侧壁，并与砼浆液进行紧密结合，当地基上层受力时，建筑物的重力作用于桩体与桩间土上，桩间土内渗有砼浆液，所以承载力更大，而桩体受力后，桩体侧壁与地层之间通过凝固后的砼浆液共同受力，从而使得桩体发生沉降的可能性较小，整个的地基复合桩基具有更大的承载力。

实施例二

参照图4，本发明此实施例提供了一种使用实施例一的工艺方法施工而成的复合桩基，包括挤密桩1和设置于挤密桩1外周的砼渗入层2，挤密桩1在竖直方向上呈串珠状排布，挤密桩1上部外圈设有树枝状的阻尼分支3，阻尼分支3与砼渗入层2一体设置。

本实施例的实施原理为：挤密桩1呈串珠状，与竖直柱状的桩体相比，串珠状的桩体外壁呈凹凸状，当挤密桩1受到挤压之后，其侧壁与桩孔之间的摩擦力增大，从而使桩体与桩间土整体受力，更好地抵抗建筑物的重压，发生下沉的可能性较小，同时，阻尼分支3与砼渗入层2一体设置，而砼渗入层2紧贴挤密桩1设置，进一步将挤密桩1与桩间土连为一体，进一步达到了提高地基整体的承载力的作用。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种软土地区地基复合桩基施工工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1：成孔，清理并夯实场地，按设计桩位放线、钻孔；

S2：吊放钢筒，并以桩孔中心进行对中，钢筒的直径小于桩孔的直径；

S3：筒外注浆，在钢筒外部高压注入砼浆液；

S4：筒内填料，一边拔出钢筒，一边在钢筒中间注入骨料，并分层夯实，桩孔填满时，钢筒取出；

S5：桩间土加固；

所述S4在S3中的砼浆液初凝但未完全凝固时进行，首先将钢筒竖直向上提起一定高度H，然后从钢筒中心灌入挤密骨料，并对挤密骨料进行夯实，夯实之后再将钢筒上提同样的高度，再次灌入挤密骨料进行夯实，重复上述步骤，直到钢筒完全提出，并使用挤密骨料将桩孔填至与地面齐平，挤密骨料每次灌入的体积V大于HπD²/4,其中D为钢筒外圆直径；

所述挤密骨料的组分包括粘性土、橡胶颗粒和白灰，粘性土的重量占比小于30%，橡胶颗粒的重量占比小于22%，二者的重量之和不大于整体的48%，其余均为白灰。

2.根据权利要求1所述的软土地区地基复合桩基施工工艺，其特征在于：所述S1包括：

S11：打孔，按照设计桩孔直径和桩高进行打孔；

S12：扩孔，在设计孔径的基础上使用扩孔器进行扩孔，扩孔后的桩孔直径大于设计桩径20-50mm。

3.根据权利要求1所述的软土地区地基复合桩基施工工艺，其特征在于：所述S1步骤还包括S13：打斜孔，从桩孔的上方使用定向钻机在桩孔的侧壁上斜向钻引流孔，多个引流孔在桩孔的周向均匀布设。

4.根据权利要求1所述的软土地区地基复合桩基施工工艺，其特征在于：所述S2步骤中，将钢筒位置调整好之后进行竖直振击，使钢筒下端陷入桩孔底面80-100mm。

5.根据权利要求1所述的软土地区地基复合桩基施工工艺，其特征在于：所述S3中的注浆过程中在钢筒上方进行竖直施压，然后围绕钢筒从下到上进行环形喷注砼浆液，喷注到顶部之后对钢筒泄压。

6.根据权利要求1所述的软土地区地基复合桩基施工工艺，其特征在于：所述S5包括：

S51：钻孔，在桩间地面上间隔的钻注浆孔；

S52：在注浆孔中高压注入水泥浆液。

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