CN111455966A - 一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法 - Google Patents

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朱鹏宇
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Abstract

本发明属于复合地基技术领域，公开了一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，地基处理区域的加强桩体达到设计强度后，先清除开挖土体使加强桩体的桩头部分露出，然后在各个加强桩体的顶部放置土工囊袋，最后进行桩间土回填；土工囊袋包括封闭的土工袋体，土工袋体内部充填有颗粒填充物。土工囊袋在工作荷载作用下的抗压刚度高于复合地基中的土体和褥垫层，因而土工囊袋与加强桩体共同受力能够产生与现存的现浇混凝土桩帽—加强桩结构相近的工程效果，保证复合地基的承载力和沉降量复合工程需要，避免使用现浇混凝土和与之相配套的模板，大大降低了施工造价，显著降低了工程周期，达到在保证工程质量的前提下精简施工的目的。

Description

一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法
技术领域
本发明属于复合地基技术领域，具体的说，是涉及一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法。
背景技术
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到加强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料形成加强桩体，加固区由基体和加强桩体两部分组成的人工地基。通常在基础下设置褥垫层，使荷载通过褥垫层作用到桩间土上，桩土共同承担荷载，以充分发挥复合地基的承载能力，并减少基础底面的应力集中。但由于加强桩体的模量远大于土体，在荷载作用下土体产生相对于加强桩较大的沉降，在此过程中，加强桩顶部不断刺入褥垫层，褥垫层填补到桩间土区域，就会形成较大的基础沉降。为了解决这一问题，一般在桩顶部放置一个面积大于桩头的刚性桩帽。桩帽可以起到调节作用，使得桩和桩间土共同沉降，减小桩顶刺入量和总沉降量。故一般的复合地基都由加强桩体，桩帽，桩间土和褥垫层组成。
目前加强桩和混凝土的桩帽结构，要求桩帽施工采用现场浇筑混凝土桩帽的方式进行。需要在现场搭设模板，浇筑并养护混凝土。而模板和混凝土会增加工程造价，现场养护会增加工期。要在保证复合地基承载能力和总体刚度的前提下尽量降低造价和工期，应对现存的现浇混凝土桩帽—加强桩施工进行改进。
发明内容
本发明着力于解决现浇混凝土桩帽—加强桩施工现场浇筑和养护混凝土所带来的施工成本高，施工工期长的技术问题，提供了一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，该方法直接在加强桩体顶部设置土工囊袋，土工囊袋能够在工作荷载作用下表现出高于周围土体的刚度，产生与现浇混凝土桩帽相近的工程效果；并且在工作荷载作用下与下部的加强桩体紧密结合，共同受力，整体性好，节省了现场混凝土施工所需的成本和时间。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，地基处理区域的加强桩体达到设计强度后，先清除开挖土体使所述加强桩体的桩头部分露出，然后在各个所述加强桩体的顶部放置土工囊袋，之后进行桩间土回填；所述土工囊袋包括封闭的土工袋体，所述土工袋体内部充填有颗粒填充物。
进一步地，所述土工袋体由土工布制成；所述颗粒填充物为砂子、碎石、建筑垃圾再生集料、矿渣中的至少一种。
进一步地，所述土工囊袋在工作荷载作用下的抗压刚度高于复合地基中的土体和褥垫层。
进一步地，所述土工囊袋的覆盖面超出于所述加强桩体的横截面。
进一步地，所述土工囊袋的最大宽度为所述加强桩体桩径的二至五倍，所述土工囊袋的厚度为其最大宽度的三分之一至三分之二。
进一步地，所述土工囊袋的几何中心位于所述加强桩体的中心轴线上。
进一步地，所述土工囊袋内部加筋。
进一步地，工作荷载作用下，所述加强桩体顶部顶入所述土工囊袋而不穿出所述土工囊袋。
进一步地，所述土工囊袋底部对应于所述加强桩体留置有凹槽，所述凹槽深度不大于所述土工囊袋厚度的二分之一。
进一步地，在完成桩间土回填之后，所述土工囊袋和回填土之上均匀铺设褥垫层。
本发明的有益效果是：
本发明的加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，在加强桩体顶部设置土工囊袋，土工囊袋在工作荷载下发生形变，外部的土工袋体将会给内部的颗粒填充物施加侧限压力，该侧限压力会增大土工囊袋的抗压模量，使其具有相对于周围土体而言更大的刚度，因而能够产生与现存的现浇混凝土桩帽—加强桩结构相近的工程效果，可以保证复合地基的承载力和沉降量复合工程需要。
与现有技术中的现浇混凝土桩帽—加强桩施工相比，本发明的加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，能避免使用现浇混凝土和与之相配套的模板，省去了现浇混凝土的现场养护阶段，大大降低了施工造价，显著降低了工程周期，达到在保证工程质量的前提下精简施工的目的。
附图说明
图1为本发明所提供的复合地基处理方法中加强桩体的竖向剖面示意图；
图2为本发明所提供的复合地基处理方法中在加强桩体顶部放置土工囊袋的竖向剖面示意图；
图3为本发明所提供的复合地基处理方法中在加强桩体顶部放置土工囊袋的横向剖面示意图；
图4为本发明所提供的复合地基处理方法中土工囊袋的结构示意图；
图5为本发明所提供的复合地基处理方法中土工囊袋在工作荷载作用下的受力示意图；
图6为本发明所提供的复合地基处理方法在褥垫层铺设完工后的工程效果图。
上述图中：1-加强桩体；2-土工囊袋；3-土工袋体；4-颗粒填充物；5-加筋条；6-工作荷载；7-侧限压力；8-加筋条拉力；9-褥垫层。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
本实施例提供了一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，能够代替现浇混凝土桩帽—加强桩施工，解决现浇混凝土桩帽需要在现场搭设模板，浇筑并养护混凝土，工程造价较高和施工周期较长的问题。
如图1所示，首先在地基处理区域的土体中设置加强桩体1，在加强桩体1具有一定强度后，进行桩间土的清除开挖，使加强桩体1的桩头部裸露出来。加强桩体1是在复合地基施工中由水泥、石灰、场地地基土等建工材料和水混合搅拌而成的柱状加固体。
如图2和图3所示，在各个加强桩体1的顶部放置土工囊袋2。通常情况下，土工囊袋2和加强桩体1为可拆分结构，土工囊袋2直接放置于加强桩体1顶部即可。之后，将加强桩体1以及土工囊袋2之间区域用褥垫层或土体进行回填。
如图4所示，土工囊袋2包括土工袋体3和充填在土工袋体3内部的颗粒填充物4，其几何形状不限，并且能够承受一定的工作荷载。土工袋体3由高强度的土工布等材料制成，土工布可以由聚乙烯，聚氯乙烯，聚乙烯醇，聚酰胺复合材料等编织而成。土工袋体3内部装好颗粒填充物4后将其开口封闭，常用的封口方式为采用尼龙粘扣。颗粒填充物4可以为所述颗粒填充物为砂子、碎石、建筑垃圾再生集料、矿渣中的一种或几种混合。土工囊袋2可以在土工袋体3内部加筋，使加筋条5与颗粒填充物4共同受力；加筋方式可以是井字形逐层设置的平面网状加筋，也可以是呈空间对角线设置的空间网状加筋。
将土工囊袋2放置在加强桩体1之上，保证土工囊袋2的几何中心位于加强桩体1的中心轴线上。在土工囊袋2的自身重力和工作荷载作用下，加强桩体1顶部会顶入土工囊袋2一定深度，以保证两者的牢固结合和共同受力。土工囊袋2具有一定的厚度，使工作荷载作用下加强桩体1顶部可以轻微顶入土工囊袋2，并且不会在受力状态下穿出土工囊袋2。土工囊袋2的覆盖面应超出于加强桩体1的横截面。一般来讲，土工囊袋2的最大宽度为加强桩体1桩径的二至五倍，土工囊袋1的厚度为其最大宽度的三分之一至三分之二。另外，还可以在土工囊袋2底部对应于加强桩体1留置有与加强桩体1横截面形状尺寸匹配的凹槽，凹槽深度不大于土工囊袋2厚度的二分之一。
如图4所示，当受到工作荷载6作用时，土工囊袋2产生侧向形变，这种形变会加大土工袋体3对颗粒填充物4的侧限压力7，同时也会增大内部加筋条拉力8，两种效果同时作用使土工囊袋2在承受荷载时表现出大于周围土体的抗压刚度。
如图5所示，最后，还可以在土工囊袋2和回填土之上均匀铺设褥垫层9，土工囊袋2在工作荷载作用下的抗压刚度应高于复合地基中的土体和褥垫层9。
可见，加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法代替现存的现浇混凝土桩帽—加强桩方法，可以在保证工程质量的前提下精简施工，降低成本，缩短工期。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，地基处理区域的加强桩体达到设计强度后，先清除开挖土体使所述加强桩体的桩头部分露出，然后在各个所述加强桩体的顶部放置土工囊袋，之后进行桩间土回填；所述土工囊袋包括封闭的土工袋体，所述土工袋体内部充填有颗粒填充物。
2.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，所述土工袋体由土工布制成；所述颗粒填充物为砂子、碎石、建筑垃圾再生集料、矿渣中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，所述土工囊袋在工作荷载作用下的抗压刚度高于复合地基中的土体和褥垫层。
4.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，所述土工囊袋的覆盖面超出于所述加强桩体的横截面。
5.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，所述土工囊袋的最大宽度为所述加强桩体桩径的二至五倍，所述土工囊袋的厚度为其最大宽度的三分之一至三分之二。
6.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，所述土工囊袋的几何中心位于所述加强桩体的中心轴线上。
7.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，所述土工囊袋内部加筋。
8.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理结构，其特征在于，工作荷载作用下，所述加强桩体顶部顶入所述土工囊袋而不穿出所述土工囊袋。
9.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，所述土工囊袋底部对应于所述加强桩体留置有凹槽，所述凹槽深度不大于所述土工囊袋厚度的二分之一。
10.根据权利要求1所述的一种加强桩体和土工囊袋结合的复合地基处理方法，其特征在于，在完成桩间土回填之后，所述土工囊袋和回填土之上均匀铺设褥垫层。
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