CN112281822A - 一种市政软基道路加固方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种市政软基道路加固方法，涉及软基道路加固的技术领域，其包括：平整场地，确定桩位；在各桩位点，以地面为基准面向下钻取一个单位深度并清出土体，形成桩孔；在桩孔孔壁的下部沿周向挤扩形成支盘腔体；向桩孔内下放护筒，使护筒的底端与孔的底面抵紧，并向护筒与桩孔孔壁之间的空隙内注浆，直到浆液充满支盘腔体以及护筒和桩孔孔壁之间的空隙，等待浆液凝固，形成支盘桩；以上述桩孔的底面为基准面继续钻孔，并重复上述步骤，直至加工至所需深度；以及向各段护筒内灌注浆液，等待浆液凝固；其中，在竖直方向上，下一层护筒的外径小于等于上一层护筒的内径，且各段护筒的高度相等。本申请具有支盘桩成桩质量高的效果。

Description

一种市政软基道路加固方法
技术领域
本申请涉及软基道路加固的技术领域，尤其是涉及一种市政软基道路加固方法。
背景技术
软基道路是指强度低、压缩性高的软弱土层。市政道路建设中，在软土地区修建道路，受到车辆长时间的荷载作用，路面的一些区域经常会出现沉降变形的现象，严重影响道路的正常使用，导致后期经常需要对一些路段进行修补，不仅影响正常的通行，还会造成较大的经济损失。
现阶段对于市政道路建设的要求越来越高，路面铺筑前需要对软基层进行加固。挤扩支盘桩技术是软基处理中一项常用的加固技术，其加固过程及原理为，首先在地面钻孔，然后采用挤扩机在孔壁上加工形成支盘腔体，最后向孔内灌注混凝土，形成桩基。
发明人发现，采用上述相关技术中的方式进行施工，钻孔深度过大的情况下，沿孔的轴向逐个挤扩支盘腔体的过程中，土基层内的淤泥质土容易溃缩坍塌，导致支盘腔体无法挤扩成型，进而影响支盘桩的成型质量。
发明内容
为了降低支盘腔体坍塌的可能性，提高支盘桩的成型质量，本申请提供一种市政软基道路加固方法。
本申请提供的一种市政软基道路加固方法采用如下的技术方案：
一种市政软基道路加固方法，包括：
平整场地，确定桩位；
在各桩位点，以地面为基准面向下钻取一个单位深度并清出土体，形成桩孔；
在桩孔孔壁的下部沿周向挤扩形成支盘腔体；
向桩孔内下放护筒，使护筒的底端与孔的底面抵紧，并向护筒与桩孔孔壁之间的空隙内注浆，直到浆液充满支盘腔体以及护筒和桩孔孔壁之间的空隙，等待浆液凝固，形成支盘桩；
以上述桩孔的底面为基准面继续钻孔，并重复上述步骤，直至加工至所需深度；以及
向各段护筒内灌注浆液，等待浆液凝固；
其中，在竖直方向上，下一层护筒的外径小于等于上一层护筒的内径，且各段护筒的高度相等。
通过采用上述技术方案，整个施工过程中，在竖直方向上，各段桩孔的孔径由上向下逐渐减小，每一次成孔后在桩孔的底部挤扩形成支盘腔体，然后进行注浆形成支盘桩，逐段向下进行，通过分段钻孔并注浆的方式，大大降低了支盘腔或桩孔孔壁坍塌的可能性，保证每一段的支盘腔体都能形成稳定的支盘桩，避免因整个桩孔深度过大，在施工过程中造成桩孔孔壁或支盘腔体坍塌的现象。另外，每一段桩孔单独注浆，方便控制注浆压力，保证成型的支盘桩与周围土体连接的紧密度，有效提高支盘桩的质量。
优选的，所述护筒的外壁上沿周向均布有多根注浆管，每根注浆管的轴线均平行于护筒的轴线。
通过采用上述技术方案，将注浆机的输出端与注浆管的上端部相连，方便注浆，同时设置多组注浆管，增加浆液的排出途径，提高注浆效率。
优选的，所述注浆管靠近支盘腔体一端的排浆孔的密度大于另一端的密度。
通过采用上述技术方案，浆液在注浆管下端部的排放速度大于其上端的排放速度，注浆过程中，浆液先充满支盘腔体，而且在护筒与每段桩孔之间的间隙内，其下部的浆液压力大于上部的浆液压力，因此整个注浆过程中，浆液始终会对支盘腔体周围的土体产生压力，促进浆液向周围土体渗透，支盘桩与土体的连接更紧密。
优选的，在向每段护筒和桩孔的孔壁之间注浆时，将浆液内添加速凝剂。
通过采用上述技术方案，在较短时间内通过速凝剂的作用，使浆液凝固形成一定的强度后即可进行下一段施工过程，有效缩短了施工周期。
优选的，在向每段护筒和桩孔的孔壁之间注浆时，采用高压注浆并循环泵送浆液的方式。
通过采用上述技术方案，高压注浆是为了使浆液能够尽可能地渗透至支盘腔体和桩孔孔壁周围的土体内，同时循环泵送浆液也是为了延长压力的作用时间，进一步保证浆液与周围土体之间的握裹力。
优选的，向护筒内灌注浆液前，需向护筒内下放钢筋笼，钢筋笼的下端抵在整个桩孔的孔底。
通过采用上述技术方案，灌注浆液后，浆液包裹在钢筋笼外，钢筋笼的设置能够增强整个中心桩体的抗拉压强度。
优选的，所述钢筋笼的内外侧均绑扎有注浆管。
通过采用上述技术方案，将注浆机的输出端与注浆管的上端部相连，方便注浆，提高注浆效率。
优选的，下放钢筋笼后，向护筒内添加碎石块，将碎石块均匀填充在钢筋笼的内外两侧。
通过采用上述技术方案，通过添加碎石块，一是碎石块填充在护筒内，占用了护筒内的空间，减少了浆液的灌注时间，从而缩短了工期；二是相对于水泥砂浆形成的浆液来讲，碎石块的成本更低，因此也节省了施工成本，经济性更强。
优选的，钻孔时，每个单位深度设置为1m。
通过采用上述技术方案，将支盘桩的间距控制在合适的范围内，各个支盘桩能够相互配合，起到稳定支撑作用，同时，也降低了施工难度。
优选的，所述护筒采用混凝土预制护筒或钢护筒。
通过采用上述技术方案，可将护筒在工厂提前生产加工为特定的尺寸，然后直接运至施工现场，缩短施工周期，同时保证护筒的刚度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.整个施工过程中，在竖直方向上，各段桩孔的孔径由上向下逐渐减小，每一次成孔后在桩孔的底部挤扩形成支盘腔体，然后进行注浆形成支盘桩，逐段向下进行，通过分段钻孔并注浆的方式，大大降低了支盘腔或桩孔孔壁坍塌的可能性，保证每一段的支盘腔体都能形成稳定的支盘桩，避免因整个桩孔深度过大，在施工过程中造成桩孔孔壁或支盘腔体坍塌的现象。另外，每一段桩孔单独注浆，方便控制注浆压力，保证成型的支盘桩与周围土体连接的紧密度，有效提高支盘桩的质量。
2.通过在护筒内下放钢筋笼以及添加碎石层，不仅能够提高成型桩体的整体强度，而且能够缩短施工周期。
附图说明
图1是相关技术中支盘灌注桩的结构示意图。
图2是本申请实施例给出的一种施工原理结构示意图。
图中，11、护筒；12、注浆管；13、钢筋笼。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
首先，参照附图1，对相关技术中挤扩支盘灌注桩作及其施工工艺作简单介绍。施工时，在底面的指定桩位向下钻孔至一定深度，然后将挤扩机下放进桩孔内，沿桩孔的轴向由下而上间隔进行挤扩施工，在桩孔的孔壁上挤扩形成间隔分布的支盘腔体，最后向桩孔内灌注混凝土浆液即可，灌注完成并等待凝固，相对于单桩体，成型的支盘桩能够同时承受来自土体竖直方向和水平方向的压力，提高了土体的抗沉降和抗变形能力。由于一次成孔，孔的深度过大，而且受到不同深度土质的影响，在挤扩成型过程中，支盘腔体和桩孔的孔壁容易发生坍塌，影响施工过程。
参照图2，为本申请实施例公开的一种市政软基道路加固方法，包括以下步骤：
S101：平整场地，确定桩位。具体的，首先将待施工的地面平整至水平状态，然后进行桩位放线，确定每个桩位的中心点，需要说明的是，在此过程中，应使相邻桩位的间距相等；根据施工需要，在确定桩位后，可在桩位点之间开挖浆沟，方便后期注浆。
S102：在各桩位点，以地面所在平面为基准面向下钻取一个单位深度并清出土体，形成桩孔。此步骤中，应保证该单位深度的桩孔孔底处于平整状态。
S103：在上述桩孔孔壁的下部沿周向挤扩形成支盘腔体。挤扩成型过程采用专用的挤扩机进行操作即可，挤扩成型完成后，将桩孔内残留的残渣清除至桩孔外。
S104：向上述桩孔内下放护筒11，使护筒11的底端面与桩孔的底面抵紧，并向护筒11与桩孔孔壁之间的空隙内注浆，直到浆液充满支盘腔体以及护筒11和桩孔孔壁之间的空隙，等待浆液凝固，形成支盘桩。
需要说明的是，护筒11的高度等于桩孔的深度，下放护筒11时，采用专用的吊装设备，护筒11放在桩孔内后，需移动护筒11使护筒11的轴线与桩孔的轴线重合，保证护筒11侧壁与桩孔孔壁之间的距离相等；然后可对护筒11施加竖直方向的压力，将护筒11与桩孔的底面抵紧固定。
注浆时，浆液在重力作用下进入支盘腔体内，将支盘腔体充满，并渗透至支盘腔体周围的土体内，具体渗透程度取决于支盘腔体内浆液的压力以及土质的疏松度；同时，浆液填充在护筒11和桩孔的孔壁之间，浆液凝固后，支盘腔体内形成稳定的支盘桩，而且护筒11和桩孔的孔壁紧密连接为一体。
S105：以上述桩孔的底面为基准面继续向下钻孔，并重复步骤S103-S104，直到钻至所需深度。
应当理解的是，沿竖直方向逐段钻孔以及下放护筒11的过程中，下一层桩孔的孔径等于上一层护筒11的直径，下一层护筒11的外径小于上一层护筒11的内径，以使得每一层护筒11均与对应段桩孔之间形成足够宽的间隙，用以注浆。而且各段护筒11的高度相等，即下一层护筒11的上端面与上一层护筒11的下端面处于同一平面内，保证相邻段能够衔接在一起。必要的，还应使上下层护筒11的轴线重合，以提高上下段相邻桩基的对中性。
S106：向各段护筒11内灌注浆液，然后养护一定周期，等待浆液凝固，形成中心桩体，中心桩体与护筒11内壁紧密连接。在竖直方向上，各段桩孔的孔径依次减小，因此最终形成的中心桩体也为阶梯桩的形式。支盘桩、护筒11与桩孔孔壁之间的桩体以及最终浇筑形成的中心桩体共同组成了整个加固桩基。
整个施工过程中，在竖直方向上，各段桩孔的孔径由上向下逐渐减小，每一次成孔后在桩孔的底部挤扩形成支盘腔体，然后进行注浆形成支盘桩，逐段向下进行，通过分段钻孔并注浆的方式，在小范围内进行施工，大大降低了支盘腔或桩孔孔壁坍塌的可能性，保证每一段的支盘腔体都能形成稳定的支盘桩，避免因整个桩孔深度过大，在施工过程中造成桩孔孔壁或支盘腔体坍塌的现象。另外，每一段桩孔单独注浆，方便控制注浆压力，保证成型的支盘桩与周围土体连接的紧密度，有效提高支盘桩的质量。
采用分段钻孔注浆的方式，由于其每一段支盘桩的成桩质量均可得到保证，因此适用于各种土层，不受地下水位高低的限制，相对于单桩来讲，支盘桩的增设提高了桩基的竖向抗压承载力、水平承载力、抗拔承载力以及软基道路的整体抗震性能。
钻孔过程中，每个单位深度设置为1m，即每段桩孔的深度为1m，施工完成后，在竖直方向上，相邻支盘桩的间距为1m。支盘桩承载了土体在竖直方向上的压力，能够有效防止土体沉降，将支盘桩的间距控制在合适的范围内，各个支盘桩能够相互配合，起到稳定支撑作用，同时，也降低了施工难度。
另外，本申请实施例中，护筒11为一种混凝土预制件或钢构件，在工厂提前生产加工为特定的尺寸，然后直接运至施工现场，施工时直接下放至桩孔内，能够缩短施工周期，同时保证护筒11采用混凝体预制件或钢构件，其刚度可得到有效保障。
在步骤S104中，下放护筒11之前，在护筒11的外壁上固定注浆管12，具体的，注浆管12沿护筒11的周向均布有多组，其中每组注浆管12的轴线均平行于护筒11的轴线。将注浆机的输出端与注浆管12的上端部相连，方便注浆，同时设置多组注浆管12，增加浆液的排出途径，提高注浆效率。
进一步的，注浆管12靠近支盘腔体一端的排浆孔的密度大于另一端的密度。浆液在注浆管12下端部的排放速度大于其上端的排放速度，注浆过程中，浆液先充满支盘腔体，而且在护筒11与每段桩孔之间的间隙内，其下部的浆液压力大于上部的浆液压力，因此整个注浆过程中，浆液始终会对支盘腔体周围的土体产生压力，促进浆液向周围土体渗透，支盘桩与土体的连接更紧密。
为了缩短施工周期，步骤S104中，注浆时在浆液内掺入速凝剂，能够加速浆液的硬化，在此步骤中，浆液的凝固时间控制在6-8小时即可，在较短时间内通过速凝剂的作用，使浆液凝固形成一定的强度，以不影响下一段施工过程为宜。
进一步的，在步骤S104中，向护筒11和桩孔的孔壁之间注浆时，采用高压注浆并循环泵送浆液的方式。高压注浆是为了使浆液能够尽可能地渗透至支盘腔体和桩孔孔壁周围的土体内，同时循环泵送浆液也是为了延长压力的作用时间，进一步保证浆液与周围土体之间的握裹力。
一实施例中，在进行步骤S106时，向护筒11内灌注浆液前，需先向护筒11内下放钢筋笼13，钢筋笼13的下端抵在整个桩孔的孔底。灌注浆液后，浆液包裹在钢筋笼13外，钢筋笼13的设置能够增强整个中心桩体的抗拉压强度。
进一步的，钢筋笼13的内外两侧壁上均绑扎有注浆管12，注浆管12的轴线平行于桩孔的轴线，注浆管12的设置同样也是为了能够与注浆机相连，方便注浆。
一实施例中，在步骤S106中，下放钢筋笼13后，向护筒11内添加碎石块，碎石块填充在钢筋笼13的内外两侧后再向护筒11内灌注浆液。碎石块的粒径应均匀，注浆时，浆液能够在碎石块的夹缝间流动，并填充在各碎石块之间，碎石块和浆液相互包裹形成一个整体。
通过添加碎石块，一是碎石块填充在护筒11内，占用了护筒11内的空间，减少了浆液的灌注时间，从而缩短了工期；二是相对于水泥砂浆形成的浆液来讲，碎石块的成本更低，因此也节省了施工成本，经济性更强。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种市政软基道路加固方法，其特征在于，包括：
平整场地，确定桩位；
在各桩位点，以地面为基准面向下钻取一个单位深度并清出土体，形成桩孔；
在桩孔孔壁的下部沿周向挤扩形成支盘腔体；
向桩孔内下放护筒，使护筒的底端与桩孔的底面抵紧，并向护筒与桩孔孔壁之间的空隙内注浆，直到浆液充满支盘腔体以及护筒和桩孔孔壁之间的空隙，等待浆液凝固，形成支盘桩；
以上述桩孔的底面为基准面继续钻孔，并重复上述步骤，直至加工至所需深度；以及
向各段护筒内灌注浆液，等待浆液凝固，形成中心桩体；
其中，在竖直方向上，下一层护筒的外径小于上一层护筒的内径，且各段护筒的高度相等。
2.根据权利要求1所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：所述护筒的外壁上沿周向均布有多根注浆管，每根注浆管的轴线均平行于护筒的轴线。
3.根据权利要求2所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：所述注浆管靠近支盘腔体一端的排浆孔的密度大于另一端的密度。
4.根据权利要求2所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：在向每段护筒和桩孔的孔壁之间注浆时，将浆液内添加速凝剂。
5.根据权利要求3所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：在向每段护筒和桩孔的孔壁之间注浆时，采用高压注浆并循环泵送浆液的方式。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：向护筒内灌注浆液前，需向护筒内下放钢筋笼，钢筋笼的下端抵在整个桩孔的孔底。
7.根据权利要求6所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：所述钢筋笼的内外侧均绑扎有注浆管。
8.根据权利要求7所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：下放钢筋笼后，向护筒内添加碎石块，将碎石块均匀填充在钢筋笼的内外两侧。
9.根据权利要求1所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：钻孔时，每个单位深度设置为1m。
10.根据权利要求1所述的一种市政软基道路加固方法，其特征在于：所述护筒采用混凝土预制护筒或钢护筒。
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