CN113897951A - 超载验证劲性复合桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超载验证劲性复合桩的施工方法，在水泥土的趋于凝固状态时进行压桩施工；或在流态水泥土中加入水泥和/或骨料后进行压桩施工；或将流态水泥土通过排水处理后进行压桩施工；压桩施工时，通过巨大能量挤扩致密水泥土，同时在打入芯桩时摩擦力小，压力集中在桩端，形成超载压密。本发明施工效果好。

Description

超载验证劲性复合桩的施工方法

技术领域

本发明涉及一种复合桩的施工方法。

背景技术

在不同水泥土形状：流态-软塑-可塑-硬塑（最优含水量维勃稠度定量检测—电流增加值接近搅拌极限扭矩和反压力）状态下，未硬凝水泥土处于相对软弱状态，稳压值已经满足设计要求的极限值—最不利条件下已经满足设计要求，而且荷载直达桩底超载预压预沉降，验证性完成载荷试验。

现有水泥土桩进行压桩施工是在流态-软塑阶段进行，水泥土桩压桩力稳压值低，施工效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工效果好的超载验证劲性复合桩的施工方法。

本发明的技术解决方案是：

一种超载验证劲性复合桩的施工方法，包括压桩入芯施工，其特征是：在水泥土的趋于凝固状态时进行压桩施工；或在流态水泥土中加入水泥和/或骨料后进行压桩施工；或将流态水泥土通过排水处理后进行压桩施工；

压桩入芯施工时，通过巨大能量压入芯桩的同时挤扩致密水泥土，此时水泥土未凝，摩擦力小，压力主要集中在桩端，以端阻力为主，形成稳压性超载压密持力层；施工中完成验证性超载预压，且压力基本由桩端承担，促进了桩端土沉降快速完成。

所述水泥土的趋于凝固状态是指在水泥由流态转变为软塑状态后的阶段。

具体压桩施工时，先搅拌软化桩围土体及水泥土，利于管桩低能量压入、利于应力传递给深层土体，形成致密土体，大吨位压桩机在水泥土可塑-硬塑状态时压入芯桩，达到极限平衡状态，稳压一定时间，水泥土处于高围压高温高湿状态，新鲜空气劈裂养护，之后强度稳定增长，可以认为载荷试验在不利条件下完成、同时桩端以下土体主要沉降完成、土体及水泥土快速固结；管桩中预埋应力应变传感器实测施工中、试压中、服役中各种参数，在施工中最不利条件下完成检测、检验、验证。

通过无取土灌注水泥土桩、超载验证性预压高强芯桩，使水泥土成岩。

通过对原位土进行的调整处理，改良土体的物理力学性质，采用砂石骨料及水泥喷搅拌、搅拌轴反转提升时旋转加压以及大吨位压桩机对水泥土体二次挤密加压，强力挤扩水泥砂土复合体，形成单轴抗压强度≥10Mpa的人造泥岩。

所述水泥土为原位土与骨料、水泥的搅拌混合物。

所述原位土、骨料、水泥的重量百分比为：

原位土 60~70%

骨料 20-30%

水泥余量。

骨料为砂或破碎的建筑砼块。

本发明施工效果好，提高水泥土复合桩压桩力稳压值。检测可以在施工中完成，无需间隔休止期，荷载减压累计沉降值可以控制在20mm内，水泥土强度达到c27、芯桩强度发挥系数大于1。

以管桩材料强度极限压桩+搅拌机搅拌及反压极限水泥土在明确（如最大1260压桩机）极限荷载作用下，验证性超载超固结超应力历史预压预应力预沉降，二次大能量挤扩水泥土体，其强度增长到C20-30以上，形成比芯桩体积大4-6倍的外围复合桩桩身材料、桩土一体化（原位土改性成岩、芯桩处于高围压状态+内腔填微膨胀混凝土）预制桩芯材料强度工艺发挥系数大于1-2。

采用本发明方法，使稳压值与承载力比值为1:2-4，超过设计极限值荷载压入芯桩，未来任何时间实测承载力必然大于稳压值，预压预沉降。

流态（植桩）-流塑—软塑—（部分挤土）可塑-硬塑=干硬性水泥土中（水泥粒料-含水量6%）千吨压力超载挤扩挤密（完全挤土）高围压高温劈裂汽水、新鲜气、水养护-强度最高。

本发明通过改善优化环境条件，高围压、高温湿度通气，实现大能量超载最大程度致密水泥土。

验证性：验证水泥土质量、性状；实现围压稳压值、持力层稳定性、可靠性、超载超应力验证；实现摩擦力、端阻力应力重分布沿竖向分布的刚度优化。

本发明实现在施工中完成检测验证，防止后期桩基承载力和变形检测不合格；巨大能量压入管桩，物探感知实测应力应变，挤扩致密施工扰动软化土体及水泥土，超载预压浅层、中部，更重要的是深部持力层处压力集中于管桩桩端，实现超应力、超固结、预沉降、后期水泥土硬化、高压高温高密度高湿度理想粒度级配优异养护条件，改良原位土-水泥土-混凝土-泥岩-巨大体积水泥土摩擦面外移到水泥土桩外侧，摩擦阻力击粘结强度提高。复合桩承载力1:3倍于压桩力，实测数据可到2000吨，沉降量大幅度减少50%以上；施工中完成监测检测验证功能，可以免检（其实每根复合桩均在最不利条件下超载验证性预压预沉降）或者提前到7天检测，沉降量控制标准20mm—低于国家标准规定的40mm。也可长短复合桩控制沉降关键部位少数关键复合桩，实现高承载力、桩顶桩端桩中部油压荷载箱实测并可伺服调平。

基于原土搅拌再超载压入芯桩形成桩土混凝一体；巨大压力、能量、温度、密度能让碳成为最硬的金刚石；低水灰比、最优含水量含骨料（混凝土破碎后二次利用、海砂-、固化剂及水泥），如土体中含有粉、砂颗粒，可直接喷搅反压；如是软粘土则加入则加骨料；与原位土体快速搅拌并再螺旋，叶片每旋转一周提升15mm，没有硬凝的水泥土体也可在芯桩打入时挤扩致密达到岩石级强度、高压浆气粉劈裂赶水到散体桩（S桩）或者其他竖向通道、土体快速排水固结、桩端沉降在施工芯桩的巨大能量作用下（桩底压力可以达到桩打入总压力，如700吨的80%）完成，如同整个地基及持力层受到预应力并压缩固结（地基处理方法）大直径搅拌轴及钻头、钻探勘察、验证地质报告；同时调控施工水泥土（M桩）参数（扭矩、搅拌电流、喷气喷灰喷浆压力、水泥量..），巨型现场搅拌站、并可以即时取样分析水泥土状态和质量、静压或者锤击芯桩（C桩），静动荷载试验为验证水泥土质量、持力层状态、挤扩致密桩周围水泥土和土体、在新鲜空气劈裂、周围土体致密紧箍及湿热环境中水泥土体硬凝成岩石级强度，土成为建材、水泥土成为混凝土强度；芯桩中预埋声测管、注浆管、光纤电线、拾振及激发源、传感装置，感知物探、水泥土、土、桩复合模量及波速，特别是岩溶孤石、定量实测-应力-应变重分布，融现代数字信息智能智慧，改变了传统模糊假定条件下的不精确岩土设计计算，复合桩基形成硬壳层承载、下部疏长芯桩控制沉降、应力与材料强度匹配协调；融复合桩、增强体、联体格栅复合桩墙一体化，基坑、承台、加固后的土（对软土、湿陷性、液化、腐蚀性、有机质土）桩土一体化。

绿色低碳，没有泥浆污染不用特别好的砂石，在管桩周围形成5倍左右体积、原位土为主的干湿搅拌均匀反压致密、大能量挤扩致密水泥基含土混凝土，并渐变强度形成复合桩土一体化。

通过无取土灌注水泥土桩、超载验证性预压高强芯桩，使水泥土成岩。

原位土改良改性替代砂石骨料+水泥喷搅拌，形成管桩周围大直径混凝土体，再通过超载高压芯桩挤扩养护成为大体积高强度复合桩。

理想情况下桩周围土体劈裂排水扰动软化及桩端复喷干粉复搅复压扩径沉降致密（第一次搅拌反压促进沉降，每提升15mm旋喷反压40吨，旋转一周直径大约达到搅拌叶片外100-200mm），达到极限平衡，压桩力达到管桩极限材料强度和设计极限值和压桩装备极限，实现超载验证性预压深层持力层水泥土（或者水泥骨料-混凝土）预沉降与压硬超固结。即时承载力就满足设计要求，大体积水泥土后期高温高压高湿度高压新鲜空气劈裂增强养护成为岩石混凝土。

本发明不仅仅只是把芯桩打下去，更重要的是加固改良土体，挤密排水固结物理力学性能提高，模量提高，物探实测；水泥土致密成岩，土成为类混凝土建材，形成刚性水泥土复合桩；通过验证性超载压桩完成检测。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1：

一种超载验证劲性复合桩的施工方法，在水泥土的趋于凝固状态时进行压桩施工。

所述水泥土的趋于凝固状态是指在水泥由流态转变为软塑状态后的阶段。

压桩入芯施工时，通过巨大能量压入芯桩的同时挤扩致密水泥土，此时水泥土未凝，摩擦力小，压力主要集中在桩端，以端阻力为主，形成稳压性超载压密持力层。施工中完成验证性超载预压，且压力基本由桩端承担，促进了桩端土沉降快速完成。

具体压桩施工时，先搅拌软化桩围土体及水泥土，利于管桩低能量压入、利于应力传递给深层土体，形成致密土体，大吨位压桩机在水泥土可塑-硬塑状态时压入芯桩，达到极限平衡状态，稳压一定时间，水泥土处于高围压高温高湿状态，新鲜空气劈裂养护，之后强度稳定增长，可以认为载荷试验在不利条件下完成、同时桩端以下土体主要沉降完成、土体及水泥土快速固结；管桩中预埋应力应变传感器实测施工中、试压中、服役中各种参数，在施工中最不利条件下完成检测、检验、验证。

优选：通过无取土灌注水泥土桩、超载验证性预压高强芯桩，使水泥土成岩。

优选：通过原位土改良改性替代砂石骨料及水泥喷搅拌，形成管桩周围大直径混凝土体，再通过超载高压芯桩挤扩养护成为大体积高强度复合桩。

所述水泥土可以优选为原位土与骨料、水泥的搅拌混合物。所述原位土、骨料、水泥的重量百分比为：

原位土 60~70%

骨料 20-30%

水泥余量。

骨料为砂或破碎的建筑砼块。

实施例2：

一种超载验证劲性复合桩的施工方法，在流态水泥土中加入水泥和/或骨料后进行压桩施工。其余同实施例1。

实施例3：

一种超载验证劲性复合桩的施工方法，将流态水泥土通过排水处理后进行压桩施工。其余同实施例1。

实施例4：

在空心芯桩桩端设置有角度的钢板活瓣，压桩到一定标高后再提升管桩到一定高度，此时活瓣自动打开，从芯桩空腔中灌注预拌水泥基材料成砼体；可加入流塑状态砼或纤维纳米混凝土，填充芯桩空间，边拔边填料，到一定标高后再压桩施工，此时活瓣自动封闭。再超载压桩挤扩刚灌注的未硬凝预拌纤维骨料水泥混合体或混凝土体（可含纳米、纤维）形成芯桩、砼体、水泥土体，得到稳压值提高、强度及水平力更高的三元复合桩。其余同实施例1。

Claims (8)

1.一种超载验证劲性复合桩的施工方法，包括压桩入芯施工，其特征是：在水泥土的趋于凝固状态时进行压桩施工；或在流态水泥土中加入水泥和/或骨料后进行压桩施工；或将流态水泥土通过排水处理后进行压桩施工；

压桩入芯施工时，通过巨大能量压入芯桩的同时挤扩致密水泥土，此时水泥土未凝，摩擦力小，压力主要集中在桩端，以端阻力为主，形成稳压性超载压密持力层；施工中完成验证性超载预压，且压力基本由桩端承担，促进了桩端土沉降快速完成。

2.根据权利要求1所述的超载验证劲性复合桩的施工方法，其特征是：所述水泥土的趋于凝固状态是指在水泥由流态转变为软塑状态后的阶段。

3.根据权利要求1或2所述的超载验证劲性复合桩的施工方法，其特征是：具体压桩施工时，先搅拌软化桩围土体及水泥土，利于管桩低能量压入、利于应力传递给深层土体，形成致密土体，大吨位压桩机在水泥土可塑-硬塑状态时压入芯桩，达到极限平衡状态，稳压一定时间，水泥土处于高围压高温高湿状态，新鲜空气劈裂养护，之后强度稳定增长，可以认为载荷试验在不利条件下完成、同时桩端以下土体主要沉降完成、土体及水泥土快速固结；管桩中预埋应力应变传感器实测施工中、试压中、服役中各种参数，在施工中最不利条件下完成检测、检验、验证。

4.根据权利要求1或2所述的超载验证劲性复合桩的施工方法，其特征是：通过无取土灌注水泥土桩、超载验证性预压高强芯桩，使水泥土成岩。

5.根据权利要求4所述的超载验证劲劲性复合桩的施工方法，其特征是：通过对原位土进行的调整处理，改良土体的物理力学性质，采用砂石骨料及水泥喷搅拌、搅拌轴反转提升时旋转加压以及大吨位压桩机对水泥土体二次挤密加压，强力挤扩水泥砂土复合体，形成单轴抗压强度≥10Mpa的人造泥岩。

6.根据权利要求1所述的超载验证劲性复合桩的施工方法，其特征是：所述水泥土为原位土与骨料、水泥的搅拌混合物。

7. 根据权利要求6所述的超载验证劲性复合桩的施工方法，其特征是：所述原位土、骨料、水泥的重量百分比为：

原位土 60~70%

骨料 20-30%

水泥余量。

8.根据权利要求6所述的超载验证劲性复合桩的施工方法，其特征是：骨料为砂或破碎的建筑砼块。