CN113882353A - 一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构及其工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构及其工法，包含设置于赛道下方土体的单桩区、混合桩区、CFG桩区以及局部处理桩区，赛道下包含淤泥质土土层和地下水层，赛道一侧还包含有河流或水体。本发明通过将赛道下方土体处理分区，可针对性的满足不同赛段土体的受力要求，且可对不同地质进行针对性处理；通过PHC桩和搅拌桩的结合应用，满足承载力的需求，又可保证土体的沉降变形满足要求；通过桩帽的设置，利于加大PHC桩和CFG桩的受力均衡性，且通过桩帽的处理可加大承载力；通过施工过程中不同施工进度下进行桩体再处理的分类，可有效的区分处置方案，保证施工质量，便捷施工且节省工时。

Description

一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构及其工法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构及其工法。

背景技术

在赛道的施工过程中，需要赛道本身和下方土体承受短时强荷载，尤其在赛道的极限赛段和极限弯道赛道，此种作用力就会很大程度的影响赛道的施工设计和下部土体的处理。加之，在赛道遇到不良地质以及富含地下水的土体时是，对于赛道下方土体的处理就更加复杂。目前我国对于高级极限赛道的地下处理针对性举措较少，尤其在施工过程中如何在不良地质、地下水以及地面水系多的场地进行施工没有对应设计。

发明内容

本发明提供了一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构及其工法，用以解决不良地质、地下水以及地面水系多的场地下对于高级赛道的分区处理、不同处理方法的联合以及施工过程中不同场景的应用处理等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构，包含设置于赛道下方土体的单桩区、混合桩区、CFG桩区以及局部处理桩区，所述赛道下包含淤泥质土土层和地下水层，赛道一侧还包含有河流或水体；

赛道内各区顺接，其中混合桩区位于极限赛道段，单桩区和CFG桩区位于直线段和非极限赛道段；局部处理桩区位于相邻的两单桩区之间；

所述混合桩区包含PHC桩和搅拌桩，CFG桩区包含CFG桩，单桩区包含间隔加密设置的管桩，单桩区包含PHC桩、搅拌桩、CFG桩或管桩，局部处理桩区包含PHC桩、搅拌桩、CFG桩或管桩中至少两种。

进一步的，所述混合桩区的PHC桩和搅拌桩间隔交替设置，其中PHC桩呈方形布置，搅拌桩呈十字形布置，PHC桩的桩顶穿过地下水层且位于持力层上；搅拌桩为双向水泥搅拌桩，所述双向水泥搅拌桩的长度大于淤泥质土土层的厚度。

进一步的，所述PHC桩包含PHC主桩体和PHC桩帽，所述PHC桩为T形结构；其中横部为PHC桩帽，竖部为PHC主桩体，所述PHC桩帽为T形设置，其竖部插入PHC主桩体内；所述PHC桩帽伸入地面层，所述地面层包含垫层和加固层；其中垫层的厚度大于PHC桩帽的厚度。

进一步的，所述PHC桩帽的横部包含PHC桩帽横部主体和PHC桩帽横部钢筋，竖部包含为PHC桩帽竖部钢筋和PHC桩帽竖部主体，所述PHC桩帽横部钢筋顶部伸入PHCPHC桩帽竖部主体内并与PHC桩帽横部钢筋对应固定连接。

进一步的，所述CFG桩区包含同桩长分区和长短桩结合桩分区，CFG桩均正方形布置，长短桩交错布置；所述同桩长分区的桩体长度短于长短桩结合桩分区的桩体桩长；长短桩结合桩分区连接于混合桩区两侧。

进一步的，极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的施工方法，场地内含新旧两层河床层，承载力低、压缩性高、加载易产生过度沉降和不均匀沉降，赛道下包含淤泥质土土层和地下水层，赛道一侧还包含有河流或水体；预先在直线段和非极限赛道段施工，形成单桩区和CFG桩区，并将极限赛道段根据位置分区施工，具体步骤如下：

步骤一、对施工混合桩区边界进行放样，并撒上白灰做好标记，对混合桩区内PHC桩施工区域的原状土使用级配碎石进行换填，混合桩区内预先打设有PHC桩；其中换填分为四种情况并分别处置；四种情况分别为未开挖区域换填、已开挖至设计标高未施工桩帽区域换填、已施工桩帽区域未铺设碎石区域换填以及已铺设级配碎石区域换填；

步骤二、对于混合桩区进行PHC桩和搅拌桩的施工，其中PHC桩为在原有PHC桩的基础上进行复打；且混合桩区在不相邻的极限赛道段进行分别施工；而后在PHC桩间隙处设置搅拌桩；

步骤三、PHC桩打桩前进行配桩，配桩时遵循以下原则：根据试桩的沉桩试验、土层的地层结构及设计图纸，合理配置桩段，桩长按照设计桩长配置，如果进入地层前贯入度仍不满足设计要求，再配5m短桩进行接桩；桩段间采用端板焊接法接桩，相邻桩接头断面应错开1m以上，且每根管桩的接头不超过2个，在同一水平面内，桩体接头率应小于50%，避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层时接桩；

步骤四、搅拌桩施工前，先进行试桩，其数量为不少于6根，钻芯试验合格后方可施工工程桩；搅拌桩现场28 天桩体取芯强度的加权平均值不小于0.6Mpa；淤泥质土土层与桩身水泥土配比相同的室内加固土试块，在标准养护条件下28天龄期的立方休抗压强度平均值fcu 不小于2.0Mpa；

步骤五、根据桩位平面布置图及提供的测量基准点，进行放线工作，桩位定位方法现场插木质短棍表示，木质短棍入土深度不少于25cm,并用白石灰作标记，搅拌机到指定桩位并对中；由于桩长不一致，施工前在钻杆上做标记；搅拌桩为双向水泥搅拌桩，搅拌时，两组叶片同时正、反向旋转（外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转）切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到达到设计深度，下沉速度为0.5~0.8m/min，下沉时喷浆压力为0.25~0.4MPa且在桩端应就地持续喷浆搅拌30s以上，提升速度0.7~1.0m/min，直至达到设计标高；

步骤六、对于CFG桩区内先施工同桩长分区内桩体和长短桩结合桩分区中的短桩桩体，其中同桩长分区内桩体和短桩桩体的桩长长度相同，而后在设计的长短桩结合桩分区补打长的桩体；区域的原状土使用级配碎石进行换填；其中换填分为三种情况并分别处置；三种情况分别为未开挖区域换填、已开挖未铺设碎石区域换填以及已铺设级配碎石区域换填；CFG桩施工顺序可考虑隔排隔桩跳打，施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于7d；CFG桩施工完待桩体达到一定强度（一般为7d 左右），方可进行桩头处理；

步骤七、对复打的PHC桩和CFG桩顶部进行桩帽的施工，其中PHC桩帽的竖部插入PHC桩的管桩内部，CFG桩的顶部进行截桩再进行桩帽的浇筑；

步骤八、PHC桩帽制作成圆筒型，套桩头用的筒体深度取 350~400mm，内径应比PHC桩外径大20~30mm；打桩时桩帽套筒底面与桩头之间应设置桩垫，桩垫可采用纸板、棕绳、胶合板等材料制作，厚度应均匀一致，压缩后桩垫厚度应为120mm~150mm；

步骤九、CFG桩根据测量控制点，用全站仪测出PHC管桩桩中心点位，依据桩中心点位测设出桩帽边线，并撒灰拉线标记；挖除铺设的碎石及旋挖出的原状土，挖除的碎石及旋挖出的原状土堆载至边坡附近，绑扎钢筋时，在底部铺垫塑料薄膜，将钢筋骨架与淤泥质土土层隔离。钢筋骨架四角要抄垫平整，保护层允许偏差为10mm。

进一步的，首节PHC桩插入时，应检查桩位及桩身垂直度偏差，校正后的垂直度偏差不得大于0.5%；复打补桩过程中，当桩机需要占用已施工PHC 桩区域时，需在占用区域铺设钢板，以防止桩机行走过程中对已施工的PHC 桩桩头造成破坏，钢板的使用量具体以现场实际为准。

进一步的，当管桩沉入地表土后就遇上厚度较大的淤泥层或松软的回填土时，采用不点火空锤的方式施打，液压锤应采用落距为 200mm~300mm 的方式施打；管桩施打过程中，宜重锤轻击，应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上，并随时检查桩身的垂直度；

在较厚的黏土、粉质黏土层中施打管桩，宜将每根桩一次性连续打到底，减少中间休歇时间；管桩桩内孔充满水或淤泥时，桩身上部应设置排气（水）孔。

进一步的，绑扎钢筋时，应在底部铺垫塑料薄膜，严禁将钢筋骨架直接放置在淤泥土层上。钢筋骨架四角要抄垫平整，保护层允许偏差为10mm。浇筑混凝土前进行震捣的时候，每一震点的震捣持续时间宜为20-30s，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆为度。震捣移动间距不宜大于震动器作用半径

的1.5 倍，确保混凝土的浇筑质量。同一桩帽混凝土浇筑必须连续进行。如因故停歇，必须清除掉模板内混凝土重新浇筑震捣。

进一步的，对于PHC桩和CFG桩在不同换填情况下的施工如下：

1）对于开挖区域换填：

PHC桩：确保土方开挖过程中对已打入桩体的保护，先使用大型挖掘机将边界内的原状土清除至设计标高，再使用人工配合小型挖掘机二次清挖；二次清挖过程中为确保挖机不会碰撞到桩体及按设计要求不挠动基底，在桩体外侧300mm范围，即桩体中心外1100×1100mm 的矩形区域，以及距离基底下0.5m位置以上的300mm范围采用人工开挖；再回填级配碎石至设计标高，并使用液压振动夯机夯料和整平后，进行PHC桩复打及补桩，开挖区域外侧按1：1 放坡；

CFG桩：CFG桩超灌至少500mm，确保开挖过程中不会导致挖掘机碰撞到已成形的CFG桩头而造成断桩情况发生，使用人工配合小型挖掘机挖除桩间原状土方至 设计标高，同时不挠动基底，故在CFG桩间及距离基底下0.5m位置以上的300mm范围用人工开挖；开挖出的桩间原状土采用小型挖机挖甩并归堆后，用推土机推运至基槽边坡附近，再使用大型挖掘机装至自卸汽车上进行外运；使用切桩机切除原已施工CFG 桩标高至设计标高，再铺设厚碎石，并使用小型压路机平整压实后进行补桩；

2）对于开挖至设计标高

PHC桩：未施工桩帽区域直接使用人工配合小型挖掘机二次清挖，后续程序如1）中情况施工；

CFG桩：在破除超灌桩头后即标高至 19.5m，再铺设 40cm 厚碎石至标高 19.9m，并使用小型压路机平整压实，禁止进行振动压实；

3）已施工桩帽区域未铺设碎石区域

PHC桩：使用液压锤机将桩帽周边部分破除，桩帽中心部分使用切桩机切割至端板顶部，并将端板清理干净；而后使用人工配合小型挖掘机清除原状土及桩帽碎片至距离基底下0.5m位置，后续程序如1）中情况施工；

4）已铺设级配碎石区域

PHC桩：使用挖掘机清除双向土工格栅表面碎石，分段切割双向土工格栅至标高设计标高以上300mm,挖掘机分类归堆后，采用推土机分别推运至边坡附近后，再用挖机装车及使用自卸汽车进行外运；而后使用液压锤机将桩帽周边部分破除，桩帽中心部分使用切桩机切割至端板顶部，并将端板清理干净；使用大型挖掘机将边界内的原铺设的桩帽间碎石及桩帽破碎片清除至距离基底下0.5m位置，再者使用人工配合小型挖掘机清除，后续程序如1）中情况施工；

CFG桩：使用挖掘机清除双向土工格栅表面碎石，分段切割双向土工格栅至设计标高以上300mm，挖掘机分类归堆后，采用推土机分别推运至边坡附近后,再用挖机装车及使用自卸汽车进行外运弃；重新铺设100mm级配碎石至设计标高以上400mm；若回填碎石至设计标高以上400mm后无法承载桩机施工，则回填碎石厚度适当加厚，加厚厚度根据现场实际需求确定。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明通过将赛道下方土体处理分为单桩区、混合桩区、CFG桩区和局部处理桩区，可针对性的满足不同赛段土体的受力要求，且可进一步对不同地质进行针对性处理；

2）本发明通过PHC桩和搅拌桩的结合应用，既保证了在含有地下水的土质上满足承载力的需求，又可以通过搅拌桩对淤泥质土进行结合处理，保证土体的沉降变形满足要求；

3）本发明通过桩帽的设置，利于加大PHC桩和CFG桩的受力均衡性，且通过桩帽的处理可加大承载力，尤其PHC桩中桩帽与主桩体的连接，可进一步加大主桩体的承力；

4）本发明通过施工过程中不同施工进度下进行桩体再处理的分类，可有效的区分处置方案，保证施工质量，便捷施工且节省工时；

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是极限赛道分区示意图；

图2是混合桩区分布示意图；

图3是管桩桩尖示意图；

图4是混合桩区竖向剖面示意图；

图5是混合桩区竖向剖面局部示意图；

图6是混合桩区横向剖面示意图；

图7是PHC桩结构示意图；

图8是PHC桩俯视示意图；

图9是搅拌桩施工示意图一；

图10是搅拌桩施工示意图二；

图11是搅拌桩施工示意图三；

图12是搅拌桩施工示意图四。

附图标记：1-赛道、2-单桩区、3-混合桩区、31-第一混合桩区、32-第二混合桩区、4-CFG桩区、5-局部处理桩区、6-管桩、7-PHC桩、71- PHC主桩体、72-PHC桩帽、721-PHC桩帽横部主体、722-PHC桩帽横部钢筋、723-PHC桩帽竖部主体、724-PHC桩竖部钢筋、8-搅拌桩、9-地面层、91-垫层、92-加固层、10-搅拌机。

具体实施方式

以某汽车测试场项目为例，该项目位于河畔，赛道1下包含淤泥质土土层和地下水层，建成同时可测乘用车、商用车，国内一流的封闭式测试场地，主要建设内容包含高速及极限性能测试区、极端环境测试区、城市交通场景测试区、乡村交通场景测试区、自动泊车测试区、山路模拟测试区、多功能测试区（虚拟测试广场）、高速匝道场景测试区、极限竞速测试区等。

如图1至图12所示，将赛道1根据处理方法不同进行分区，包含设置于赛道1下方土体的单桩区2、混合桩区3、CFG桩区4以及局部处理桩区5。赛道1内各区顺接，其中混合桩区3位于极限赛道段，单桩区2和CFG桩区4位于直线段和非极限赛道段；局部处理桩区5位于相邻的两单桩区2之间；混合桩区3包含第一混合桩区31和第二混合桩区32，施工时同时进行施工相互之间不影响施工进度。

本实施例中，混合桩区3包含PHC桩7和搅拌桩8，CFG桩区4包含CFG桩，单桩区2包含间隔加密设置的管桩6，单桩区2包含PHC桩7、搅拌桩8、CFG桩或管桩6，局部处理桩区5包含PHC桩7、搅拌桩8、CFG桩或管桩6中至少两种。

本实施例中，PHC桩7为高强预应力管桩6，PHC桩7桩径500mm，单节桩长5~16m，壁厚100mm，桩身混凝土等级C80，如图3所示，高强预应力管桩6为十字型钢桩尖，桩段之间采用端板焊接法接桩，管桩6桩身裂缝控制等级为二级。PHC桩帽72在PHC主桩体71桩顶设置1.5m×1.5m×0.35m桩帽，PHC桩帽72采用C30混凝土现浇，顶部1.5m高桩芯使用C35微膨胀混凝土填芯。此外，CFG桩身强度为C20，桩顶设置1.0m×1.0m×0.30m桩帽，桩帽采用C30混凝土现浇。

本实施例中，混合桩区3的PHC桩7和搅拌桩8间隔交替设置，其中PHC桩7呈方形布置，搅拌桩8呈十字形布置，PHC桩7的桩顶穿过地下水层且位于持力层上；搅拌桩8为双向水泥搅拌桩8，所述双向水泥搅拌桩8的长度大于淤泥质土土层的厚度。

本实施例中，PHC桩7包含PHC主桩体71和PHC桩帽72，所述PHC桩7为T形结构；其中横部为PHC桩帽72，竖部为PHC主桩体71，所述PHC桩帽72为T形设置，其竖部插入PHC主桩体71内；所述PHC桩帽72伸入地面层9，所述地面层9包含垫层91和加固层92；其中垫层91的厚度大于PHC桩帽72的厚度。

本实施例中，PHC桩帽72的横部包含PHC桩帽横部主体721和PHC桩帽横部钢筋722，竖部包含为PHC桩帽竖部钢筋724和PHC桩帽竖部主体723，所述PHC桩帽竖部钢筋724顶部伸入PHCPHC桩帽横部主体721内并与PHC桩帽横部钢筋722对应固定连接。

本实施例中，CFG桩区4包含同桩长分区和长短桩结合桩分区，CFG桩均正方形布置，长短桩交错布置；所述同桩长分区的桩体长度短于长短桩结合桩分区的桩体桩长；长短桩结合桩分区连接于混合桩区3两侧。

结合图1至图12，进一步说明极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的施工方法，场地内含新旧两层河床层，承载力低、压缩性高、加载易产生过度沉降和不均匀沉降，赛道1下包含淤泥质土土层和地下水层，赛道1一侧还包含有河流或水体；预先在直线段和非极限赛道段施工，形成单桩区2和CFG桩区4，并将极限赛道段根据位置分区施工，具体步骤如下：

步骤一、对施工混合桩区3边界进行放样，并撒上白灰做好标记，对混合桩区3内PHC桩7施工区域的原状土使用级配碎石进行换填，混合桩区3内预先打设有PHC桩7；其中换填分为四种情况并分别处置；四种情况分别为未开挖区域换填、已开挖至设计标高未施工桩帽区域换填、已施工桩帽区域未铺设碎石区域换填以及已铺设级配碎石区域换填；其中PHC桩7的设计标高为19.5m。具体方案如下：

1未开挖区域换填

确保土方开挖过程中对已打入管桩6的保护，先使用大型挖掘机将边界内的原

状土清除至 19.5m，再使用人工配合小型挖掘机二次清挖至19.0m。二次清挖过

程中为确保挖机不会碰撞到管桩6及按设计要求不挠动基底，在管桩6外侧300mm

范围即管桩6中心外1100×1100mm 的矩形区域及离基底19.0m 以上的300mm

范围采用人工开挖。二次开挖出的原状土方采用小型挖掘机挖甩并归堆后，再用

推土机推运至基槽边坡附近，使用大型挖掘机装至自卸汽车上进行外运弃。再回

填级配碎石至 9.5m，并使用液压振动夯机夯料和整平后，进行PHC桩7复打及补桩，开挖区域外侧按1：1 放坡。

2已开挖至设计标高未施工桩帽区域换填

确保土方开挖过程中对已打入管桩6的保护，使用人工配合小型挖掘机二次清挖至19.0m。为确保挖机不会碰撞到管桩6及按设计要求不挠动基底，在管桩6外侧300mm 范围即管桩6中心外1100×1100mm 矩形区域及离基底19.0m 以上的300mm 范围用人工开挖。二次开挖出的原状土方采用小型挖掘机挖甩并归堆后，用推土机推运至的基槽边坡附近，使用大型挖掘机装至自卸汽车上进行外运弃。再回填级配碎石至 19.5m，并使用液压振动夯机夯实和整平后，进行PHC桩7复打及补桩，开挖区域外侧按1：1 放坡。

3已施工桩帽区域未铺设碎石区域换填

a.使用液压锤机将桩帽周边部分破除，桩帽中心部分使用切桩机切割至端板顶部，并将端板清理干净。

b.使用人工配合小型挖掘机清除原状土及桩帽碎片至 19.0m，为确保挖掘机不会碰撞到管桩6及按设计要求不挠动基底，在管桩6外侧300mm 范围即桩中心外1100×1100mm矩形区域及离基底19.0m 以上的300mm 范围用人工开挖。二次开挖出的原状土方采用小型挖机挖甩并归堆后，再用推土机推运至的基槽边坡附近，再使用大型挖掘机装至自卸汽车上进行外运。再回填级配碎石至19.5m，并使用液压振动夯机夯实和整平后，进行PHC 桩复打及补桩，开挖区域外侧按1：1 放坡。

4已铺设级配碎石区域换填

a.使用挖掘机清除双向土工格栅表面碎石，分段切割双向土工格栅至标高19.8m，挖掘机分类归堆后，采用推土机分别推运至边坡附近后，再用挖机装车及使用 10t 的自卸汽车进行外运。

b.使用液压锤机将桩帽周边部分破除，桩帽中心部分使用切桩机切割至端板顶部，并将端板清理干净。使用大型挖掘机将边界内的原铺设的桩帽间碎石及桩帽破碎片清除至 19.5m。

c.使用人工配合小型挖掘机清除原状土及桩帽间碎余料至 19.0m。为确保挖机不会碰撞到管桩6及按设计要求不挠动基底，在管桩6外侧300mm 范围即桩中心外100×1100mm 矩形区域及离基底19.0m 以上的300mm 范围用人工开挖。二次开挖出的原状土方采用小型挖机挖甩并归堆后，再用推土机推运至基槽边坡附近，使用大型挖掘机装至自卸汽车上进行外运弃。再回填级配碎石至19.5m，并使用液压振动夯机夯实和整平，以保证施工 PHC 管桩6时地基承载力满足桩机施工。开挖区域外侧按1：1 放坡若淤泥深度超过19.0m，则需将淤泥清除干净再回填级配碎石至 19.5m。超使用的级配碎石量以现场实测实量为准。开挖的土方、破碎混凝土及废除的级配碎石格栅料等余料均使用10t 的自卸

3在边界桩位外2m 处设置宽0.5m、深0.5m 的排水沟，并每隔100m 设置1m×1m×2m 的集水井，以保证施工作业面的干燥、无积水。

其中，首节PHC桩7插入时，应检查桩位及桩身垂直度偏差，校正后的垂直度偏差不得大于0.5%；复打补桩过程中，当桩机需要占用已施工PHC桩7区域时，需在占用区域铺设钢板，以防止桩机行走过程中对已施工的PHC 桩桩头造成破坏，钢板的使用量具体以现场实际为准。

当管桩6沉入地表土后就遇上厚度较大的淤泥层或松软的回填土时，采用不点火空锤的方式施打，液压锤应采用落距为 200mm~300mm 的方式施打；管桩6施打过程中，宜重锤轻击，应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上，并随时检查桩身的垂直度；在较厚的黏土、粉质黏土层中施打管桩6，宜将每根桩一次性连续打到底，减少中间休歇时间；管桩6桩内孔充满水或淤泥时，桩身上部应设置排气水孔。

大面积施工前，应进行成桩施工工艺试验，采用静载荷试验确定单桩承载力极限值和特征值。桩长按贯入度控制，连续三阵的每阵10锤击贯入深度不宜大于20mm。当桩端接近石灰岩面时，宜重锤轻击，防止管桩6破裂，最后10 击贯入度可按30mm控制。

步骤二、对于混合桩区3进行PHC桩7和搅拌桩8的施工，其中PHC桩7为在原有PHC桩7的基础上进行复打；且混合桩区3在不相邻的极限赛道段进行分别施工；而后在PHC桩7间隙处设置搅拌桩8。

其中，对PHC 桩复打，将已施工PHC 桩桩头外扩200mm 范围内使用人工清除碎石，清除碎石深度为10cm，保证接桩有足够的操作面。PHC 桩复打需对照图纸，计算接桩长度，并按照里程每50m 试打6 根。

步骤三、PHC桩7打桩前进行配桩，配桩时遵循以下原则：根据试桩的沉桩试验、土层的地层结构及设计图纸，合理配置桩段，桩长按照设计桩长配置，如果进入地层前贯入度仍不满足设计要求，再配5m短桩进行接桩；桩段间采用端板焊接法接桩，相邻桩接头断面应错开1m以上，且每根管桩6的接头不超过2个，在同一水平面内，桩体接头率应小于50%，避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层时接桩。

因PHC 管桩6长度不一，根据实际试桩数据及图纸设计桩长确定补桩长度，并按6根试桩补桩长度的平均值进行配桩。因市场无短于5m的管桩6，若接桩长度小于5m 时，则采用5m 的管桩6进行接桩；其余桩长按照施工需求进行配桩。

步骤四、搅拌桩8施工前，先进行试桩，其数量为不少于6根，钻芯试验合格后方可施工工程桩；搅拌桩8现场28 天桩体取芯强度的加权平均值不小于0.6Mpa；淤泥质土土层与桩身水泥土配比相同的室内加固土试块，在标准养护条件下28天龄期的立方休抗压强度平均值fcu 不小于2.0Mpa。

搅拌桩8为双向水泥搅拌桩8，水泥搅拌桩8使用强度为42.5MPa 的普通硅酸盐水泥，每套水泥搅拌桩8后台分别设置一个3.5m×3.5m×1.5m的蓄水池、存储池，搅拌池采用全自动制浆仪，自动拌和水泥浆后输送至存储池。发电机摆放位置需使用大型挖掘机对场地进行整平，整平范围为3m×5m，因土质不良无法放置发电机，则在土面铺设一块2m×6m×0.02m 的钢板，以保证发电机的稳定性。待水泥浆搅拌配比合格后抽至存储池，再使用抽浆泵输送至各水泥搅拌桩8机，输送功率为3m3/h,输送导管为DN60的镀锌钢管。水源使用DN100 的衬塑钢管沿场区环路布置至各水泥搅拌桩8后台蓄水池。

步骤五、根据桩位平面布置图及提供的测量基准点，进行放线工作，桩位定位方法现场插木质短棍表示，木质短棍入土深度不少于25cm,并用白石灰作标记，搅拌机10到指定桩位并对中；由于桩长不一致，施工前在钻杆上做标记；搅拌桩8为双向水泥搅拌桩8，搅拌时，两组叶片同时正、反向旋转外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转切割、搅拌土体，搅拌机10持续下沉，直到达到设计深度，下沉速度为0.5~0.8m/min，下沉时喷浆压力为0.25~0.4MPa 且在桩端应就地持续喷浆搅拌30s以上，提升速度0.7~1.0m/min，直至达到设计标高。

步骤六、对于CFG桩区4内先施工同桩长分区内桩体和长短桩结合桩分区中的短桩桩体，其中同桩长分区内桩体和短桩桩体的桩长长度相同，而后在设计的长短桩结合桩分区补打长的桩体；区域的原状土使用级配碎石进行换填；其中换填分为三种情况并分别处置；三种情况分别为未开挖区域换填、已开挖未铺设碎石区域换填以及已铺设级配碎石区域换填。CFG桩施工顺序可考虑隔排隔桩跳打，施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于7d；CFG桩施工完待桩体达到一定强度一般为7d 左右，方可进行桩头处理。其中CFG桩设计标高为19.5m。三种情况的具体施工方案如下：

1未开挖区域换填

根据设计及施工技术规范要求 ，CFG 管桩6需超灌500mm。为确保开挖过程中不会导致挖掘机碰撞到已成形的CFG桩头而造成断桩情况发生等，要求使用人工配合小型挖掘机挖除桩间原状土方至19.5m。同时按设计要求不挠动基底，故在CFG 桩间及离基底标高19.5m 以上的300mm 范围用人工开挖。开挖出的桩间原状土采用小型挖机挖甩并归堆后，用推土机推运至基槽边坡附近，再使用大型挖掘机装至自卸汽车上进行外运。

使用切桩机切除原已施工 CFG 桩标高至 19.5m，再铺设 40cm 厚碎石至标高19.9m，并使用小型压路机平整压实后进行补桩。

2已开挖未铺设级配碎石区域换填

在破除超灌桩头后即标高至 19.5m，再铺设 40cm 厚碎石至标高 19.9m，并使用小型压路机平整压实，禁止进行振动压实；

3铺设级配碎石区域换填

a.使用挖掘机清除双向土工格栅表面碎石，分段切割双向土工格栅至标高19.8m，挖掘机分类归堆后，采用推土机分别推运至边坡附近后,再用挖机装车及使用 10t 的自卸汽车进行外运弃。

b.重新铺设100mm 级配碎石至标高19.9m；若回填至碎石19.9m 后若无法

承载桩机施工，则回填碎石厚度适当加厚，加厚厚度根据现场实际需求确定。使

用的级配碎石量以现场实测实量为准。现场布置14 台地泵，供给CFG 桩机施工用混凝土，若地泵不在场区环路旁，则需铺设临时毛渣路至地泵处，毛渣路宽4m，厚0.5m，长度以现场实际为准，毛渣使用量以现场实测实量为准。

步骤七、对复打的PHC桩7和CFG桩顶部进行桩帽的施工，其中PHC桩帽72的竖部插入PHC桩7的管桩6内部，CFG桩的顶部进行截桩再进行桩帽的浇筑。

步骤八、PHC桩帽72制作成圆筒型，套桩头用的筒体深度取 350~400mm，内径应比PHC桩7外径大20~30mm，严禁使用过渡性钢套，用大桩帽打小直径管桩6；打桩时桩帽套筒底面与桩头之间应设置桩垫，桩垫可采用纸板、棕绳、胶合板等材料制作，厚度应均匀一致，压缩后桩垫厚度应为120mm~150mm；桩帽上部直接接触打桩锤的部位应设置锤垫，锤垫应用竖纹硬木或钢丝绳制作，其厚度应为 150mm~200mm，打桩前应进行检查、校正或更换；

步骤九、CFG桩根据测量控制点，用全站仪测出PHC管桩6桩中心点位，依据桩中心点位测设出桩帽边线，并撒灰拉线标记；挖除铺设的碎石及旋挖出的原状土，挖除的碎石及旋挖出的原状土堆载至边坡附近，绑扎钢筋时，在底部铺垫塑料薄膜，将钢筋骨架与淤泥质土土层隔离。钢筋骨架四角要抄垫平整，保护层允许偏差为10mm。

桩帽浇筑混凝土前进行震捣的时候，每一震点的震捣持续时间宜为20-30s，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆为度。震捣移动间距不宜大于震动器作用半径的1.5 倍，确保混凝土的浇筑质量。同一桩帽混凝土浇筑必须连续进行。如因故停歇，必须清除掉模板内混凝土重新浇筑震捣。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构，其特征在于，包含设置于赛道（1）下方土体的单桩区（2）、混合桩区（3）、CFG桩区（4）以及局部处理桩区（5），所述赛道（1）下包含淤泥质土土层和地下水层，赛道（1）一侧还包含有河流或水体；

赛道（1）内各区顺接，其中混合桩区（3）位于极限赛道段，单桩区（2）和CFG桩区（4）位于直线段和非极限赛道段；局部处理桩区（5）位于相邻的两单桩区（2）之间；

所述混合桩区（3）包含PHC桩（7）和搅拌桩（8），CFG桩区（4）包含CFG桩，单桩区（2）包含间隔加密设置的管桩（6），单桩区（2）包含PHC桩（7）、搅拌桩（8）、CFG桩或管桩（6），局部处理桩区（5）包含PHC桩（7）、搅拌桩（8）、CFG桩或管桩（6）中至少两种。

2.如权利要求1所述的一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构，其特征在于，所述混合桩区（3）的PHC桩（7）和搅拌桩（8）间隔交替设置，其中PHC桩（7）呈方形布置，搅拌桩（8）呈十字形布置，PHC桩（7）的桩顶穿过地下水层且位于持力层上；搅拌桩（8）为双向水泥搅拌桩（8），所述双向水泥搅拌桩（8）的长度大于淤泥质土土层的厚度。

3.如权利要求1所述的一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构，其特征在于，所述PHC桩（7）包含PHC主桩体（71）和PHC桩帽（72），所述PHC桩（7）为T形结构；其中横部为PHC桩帽（72），竖部为PHC主桩体（71），所述PHC桩帽（72）为T形设置，其竖部插入PHC主桩体（71）内；所述PHC桩帽（72）伸入地面层（9），所述地面层（9）包含垫层（91）和加固层（92）；其中垫层（91）的厚度大于PHC桩帽（72）的厚度。

4.如权利要求3所述的一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构，其特征在于，所述PHC桩帽（72）的横部包含PHC桩帽横部主体（721）和PHC桩帽横部钢筋（722），竖部包含为PHC桩帽竖部钢筋（724）和PHC桩帽竖部主体（723），所述PHC桩帽竖部钢筋（722）顶部伸入PHCPHC桩帽横部主体（721）内并与PHC桩帽横部钢筋（722）对应固定连接。

5.如权利要求1所述的一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构，其特征在于，所述CFG桩区（4）包含同桩长分区和长短桩结合桩分区，CFG桩均正方形布置，长短桩交错布置；所述同桩长分区的桩体长度短于长短桩结合桩分区的桩体桩长；长短桩结合桩分区连接于混合桩区（3）两侧。

6.一种如权利要求1至5任意一项所述的极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的施工方法，其特征在于，场地内含新旧两层河床层，承载力低、压缩性高、加载易产生过度沉降和不均匀沉降，赛道（1）下包含淤泥质土土层和地下水层，赛道（1）一侧还包含有河流或水体；预先在直线段和非极限赛道段施工，形成单桩区（2）和CFG桩区（4），并将极限赛道段根据位置分区施工，具体步骤如下：

步骤一、对施工混合桩区（3）边界进行放样，并撒上白灰做好标记，对混合桩区（3）内PHC桩（7）施工区域的原状土使用级配碎石进行换填，混合桩区（3）内预先打设有PHC桩（7）；其中换填分为四种情况并分别处置；四种情况分别为未开挖区域换填、已开挖至设计标高未施工桩帽区域换填、已施工桩帽区域未铺设碎石区域换填以及已铺设级配碎石区域换填；

步骤二、对于混合桩区（3）进行PHC桩（7）和搅拌桩（8）的施工，其中PHC桩（7）为在原有PHC桩（7）的基础上进行复打；且混合桩区（3）在不相邻的极限赛道段进行分别施工；而后在PHC桩（7）间隙处设置搅拌桩（8）；

步骤三、PHC桩（7）打桩前进行配桩，配桩时遵循以下原则：根据试桩的沉桩试验、土层的地层结构及设计图纸，合理配置桩段，桩长按照设计桩长配置，如果进入地层前贯入度仍不满足设计要求，再配5m短桩进行接桩；桩段间采用端板焊接法接桩，相邻桩接头断面应错开1m以上，且每根管桩（6）的接头不超过2个，在同一水平面内，桩体接头率应小于50%，避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层时接桩；

步骤四、搅拌桩（8）施工前，先进行试桩，其数量为不少于6根，钻芯试验合格后方可施工工程桩；搅拌桩（8）现场28 天桩体取芯强度的加权平均值不小于0.6Mpa；淤泥质土土层与桩身水泥土配比相同的室内加固土试块，在标准养护条件下28天龄期的立方休抗压强度平均值fcu 不小于2.0Mpa；

步骤五、根据桩位平面布置图及提供的测量基准点，进行放线工作，桩位定位方法现场插木质短棍表示，木质短棍入土深度不少于25cm,并用白石灰作标记，搅拌机（10）到指定桩位并对中；由于桩长不一致，施工前在钻杆上做标记；搅拌桩（8）为双向水泥搅拌桩（8），搅拌时，两组叶片同时正、反向旋转（外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转）切割、搅拌土体，搅拌机（10）持续下沉，直到达到设计深度，下沉速度为0.5~0.8m/min，下沉时喷浆压力为0.25~0.4MPa 且在桩端应就地持续喷浆搅拌30s以上，提升速度0.7~1.0m/min，直至达到设计标高；

步骤六、对于CFG桩区（4）内先施工同桩长分区内桩体和长短桩结合桩分区中的短桩桩体，其中同桩长分区内桩体和短桩桩体的桩长长度相同，而后在设计的长短桩结合桩分区补打长的桩体；区域的原状土使用级配碎石进行换填；其中换填分为三种情况并分别处置；三种情况分别为未开挖区域换填、已开挖未铺设碎石区域换填以及已铺设级配碎石区域换填；CFG桩施工顺序可考虑隔排隔桩跳打，施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于7d；CFG桩施工完待桩体达到一定强度（一般为7d 左右），方可进行桩头处理；

步骤七、对复打的PHC桩（7）和CFG桩顶部进行桩帽的施工，其中PHC桩帽（72）的竖部插入PHC桩（7）的管桩（6）内部，CFG桩的顶部进行截桩再进行桩帽的浇筑；

步骤八、PHC桩帽（72）制作成圆筒型，套桩头用的筒体深度取 350~400mm，内径应比PHC桩（7）外径大20~30mm；打桩时桩帽套筒底面与桩头之间应设置桩垫，桩垫可采用纸板、棕绳、胶合板等材料制作，厚度应均匀一致，压缩后桩垫厚度应为120mm~150mm；

步骤九、CFG桩根据测量控制点，用全站仪测出PHC管桩（6）桩中心点位，依据桩中心点位测设出桩帽边线，并撒灰拉线标记；挖除铺设的碎石及旋挖出的原状土，挖除的碎石及旋挖出的原状土堆载至边坡附近，绑扎钢筋时，在底部铺垫塑料薄膜，将钢筋骨架与淤泥质土土层隔离；钢筋骨架四角要抄垫平整，保护层允许偏差为10mm。

7.如权利要求6所述的一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的工法，其特征在于，首节PHC桩（7）插入时，应检查桩位及桩身垂直度偏差，校正后的垂直度偏差不得大于0.5%；复打补桩过程中，当桩机需要占用已施工PHC 桩区域时，需在占用区域铺设钢板，以防止桩机行走过程中对已施工的PHC 桩桩头造成破坏，钢板的使用量具体以现场实际为准。

8.如权利要求6所述的一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的工法，其特征在于，当管桩（6）沉入地表土后就遇上厚度较大的淤泥层或松软的回填土时，采用不点火空锤的方式施打，液压锤应采用落距为 200mm~300mm 的方式施打；管桩（6）施打过程中，宜重锤轻击，应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上，并随时检查桩身的垂直度；

在较厚的黏土、粉质黏土层中施打管桩（6），宜将每根桩一次性连续打到底，减少中间休歇时间；管桩（6）桩内孔充满水或淤泥时，桩身上部应设置排气（水）孔。

9.如权利要求6所述的一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的工法，其特征在于，绑扎钢筋时，应在底部铺垫塑料薄膜，严禁将钢筋骨架直接放置在淤泥土层上；钢筋骨架四角要抄垫平整，保护层允许偏差为10mm；

浇筑混凝土前进行震捣的时候，每一震点的震捣持续时间宜为20-30s，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆为度；震捣移动间距不宜大于震动器作用半径

的1.5 倍，确保混凝土的浇筑质量；同一桩帽混凝土浇筑必须连续进行；如因故

停歇，必须清除掉模板内混凝土重新浇筑震捣。

10.如权利要求6所述的一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的工法，其特征在于， 对于PHC桩（7）和CFG桩在不同换填情况下的施工如下：

1）对于开挖区域换填：

PHC桩（7）：确保土方开挖过程中对已打入桩体的保护，先使用大型挖掘机将边界内的原状土清除至设计标高，再使用人工配合小型挖掘机二次清挖；二次清挖过程中为确保挖机不会碰撞到桩体及按设计要求不挠动基底，在桩体外侧300mm范围，即桩体中心外1100×1100mm 的矩形区域，以及距离基底下0.5m位置以上的300mm范围采用人工开挖；再回填级配碎石至设计标高，并使用液压振动夯机夯料和整平后，进行PHC桩（7）复打及补桩，开挖区域外侧按1：1 放坡；

CFG桩：CFG桩超灌至少500mm，确保开挖过程中不会导致挖掘机碰撞到已成形的CFG桩头而造成断桩情况发生，使用人工配合小型挖掘机挖除桩间原状土方至 设计标高，同时不挠动基底，故在CFG桩间及距离基底下0.5m位置以上的300mm范围用人工开挖；开挖出的桩间原状土采用小型挖机挖甩并归堆后，用推土机推运至基槽边坡附近，再使用大型挖掘机装至自卸汽车上进行外运；使用切桩机切除原已施工CFG 桩标高至设计标高，再铺设厚碎石，并使用小型压路机平整压实后进行补桩；

2）对于开挖至设计标高

PHC桩（7）：未施工桩帽区域直接使用人工配合小型挖掘机二次清挖，后续程序如1）中情况施工；

CFG桩：在破除超灌桩头后即标高至 19.5m，再铺设 40cm 厚碎石至标高 19.9m，并使用小型压路机平整压实，禁止进行振动压实；

3）已施工桩帽区域未铺设碎石区域

PHC桩（7）：使用液压锤机将桩帽周边部分破除，桩帽中心部分使用切桩机切割至端板顶部，并将端板清理干净；而后使用人工配合小型挖掘机清除原状土及桩帽碎片至距离基底下0.5m位置，后续程序如1）中情况施工；

4）已铺设级配碎石区域

PHC桩（7）：使用挖掘机清除双向土工格栅表面碎石，分段切割双向土工格栅至标高设计标高以上300mm,挖掘机分类归堆后，采用推土机分别推运至边坡附近后，再用挖机装车及使用自卸汽车进行外运；而后使用液压锤机将桩帽周边部分破除，桩帽中心部分使用切桩机切割至端板顶部，并将端板清理干净；使用大型挖掘机将边界内的原铺设的桩帽间碎石及桩帽破碎片清除至距离基底下0.5m位置，再者使用人工配合小型挖掘机清除，后续程序如1）中情况施工；

CFG桩：使用挖掘机清除双向土工格栅表面碎石，分段切割双向土工格栅至设计标高以上300mm，挖掘机分类归堆后，采用推土机分别推运至边坡附近后,再用挖机装车及使用自卸汽车进行外运弃；重新铺设100mm级配碎石至设计标高以上400mm；若回填碎石至设计标高以上400mm后无法承载桩机施工，则回填碎石厚度适当加厚，加厚厚度根据现场实际需求确定。

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