CN114319466A - 一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，采用素土挤密桩处理地基，通过原地面处理、测量定位、静压成孔、成孔检查、填料含水率试验、素土分层夯填、综合检查和成桩进行静压挤密桩施工。本发明有效解决湿陷性黄土地质的静压挤密桩施工问题，施工安全，质量可靠，进度快，投入成本低，相比于锤击沉管成孔、振动沉管成孔以及冲击成孔等传统挤密桩施工方法，静压成孔成本费用偏高，但对比于相同地基处理效果的CFG桩及预制方桩而言，采用静压挤密桩投入费用大大减少。

Description

一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法。

背景技术

湿陷性黄土地质，特别是粘质黄土以及硬塑性粘质黄土、且含有姜石等坚硬的土质地层，湿陷性黄土是一种十分特殊的土质，属于砂壤土的范畴，但其性质又与砂壤土有所不同，在天然状态下具有肉眼能看见的大孔隙，天然剖面呈竖直节理、颗粒粗，土质干燥，颜色在干燥时呈淡黄色，稍湿时呈黄色，湿润时呈褐黄色；吸水及透水性较强，塑性粘聚力差，不易粘结，土样浸入水中后，很快崩解；在干燥状态下，有较高的强度和较小的压缩性；遇水后土的结构迅速破坏发生显著的附加下沉，产生严重湿陷；因此，该种土体材料不能直接作为建筑物的地基，在黄土地区建筑房屋时，应对湿陷性黄土地基有可靠的判定方法和全面的认识，并采取正确的工程措施，防止或消除它的湿陷性。

传统施工通常采用锤击沉管成孔、振动沉管成孔以及冲击成孔的挤密桩施工方法，具有成孔深度小、速度慢、质量差、施工时垂直度不易控制，且施工振动大、噪音大扰民的缺点，而且成孔成本高。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，本发明采用素土挤密桩处理地基，通过原地面处理、测量定位、静压成孔、成孔检查、填料含水率试验、素土分层夯填、综合检查和成桩进行静压挤密桩施工，具有成孔深度大，施工过程中垂直度易控制，成孔速度快、质量好，施工时振动轻不扰民的优点。

根据本发明实施例的一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，包括如下方法步骤：

S1、原地面处理：对场地进行平整清理；

S2、测量定位：确定施工参数后，对桩孔进行定位、编号、放样；

S3、静压成孔：静压桩基就位后成孔；

S4、成孔检查：根据预设标准对孔位进行复核；

S5、填料含水率试验：对挤密桩施工填筑土进行含水率试验，使其满足填料要求；

S6、素土分层夯填：包括填料选配和机械夯实；

S7、综合检查：对复合地基进行承载力检测，之后进行试桩并对试桩进行工艺性检测；

S8、成桩：试桩工艺性检测合格后按照试桩确定的工艺要求进行工程桩施工。

优选的，所述步骤S3中静压成孔包括如下步骤：

S31：桩机就位，桩身对中调直：

桩机就位要求准确平稳；

静压桩机安装调试后，行至桩位处，使桩管中心与地面上标识的桩位基本对准，调平静压桩机，再次校核桩管中心无误后，将长步履落地受力，用静压桩机配置的吊车将桩管吊入夹桩器钳口，微调压桩机使桩尖对准桩位，将桩管压入土中0.5～1.0m，暂停下压，校正桩身垂直度，当偏差＜1.5%时正式压桩；

S32：压桩：

整片处理遵循从边缘开始、均匀分布、逐步加密、及时夯实的施工顺序；

S33：拔桩：

在拔管前应停顿8-12s。

优选的，所述S6中的素土分层夯填包括如下步骤：

S61：填料选配：从取土场选取黄土作为填料用土，要求土颗粒粒径≤15mm，有机质含量＜5%；

S62：机械夯实：

a、每台压桩机配备若干台卷扬机提升式夯实机；

b、成孔检查合格后进行孔底夯实、夯平，夯实次数≥6击，当孔壁土坍落孔底时，可增加夯击数，直至听到浑厚击实响声为止；

c、素土分层回填夯实，逐层用铁锹定量向桩孔内下料，卷扬机提升式夯锤每层虚铺厚度≤80cm，落距≥2.5m，夯击次数≥6击。

优选的，所述步骤S7中的复合地基承载力检测包括对处理后复合地基承载力采用现场载荷试验检测复合地基承载力，复合地基承载力特征值≥190Kpa，检测数量≥总桩数的0.5%。

优选的，所述步骤S7中试桩工艺包括采用先打试桩以确定施工参数的方法，以复核地质资料及设备、工艺等是否适宜，保证素土挤密桩的质量。

优选的，还包括质量检测，所述质量检测项目包括桩体土干密度检测、桩间土平均干密度检测、桩长检测、桩径检测、土料有机质含量检测、桩位偏差检测和垂直度检测。

优选的，所述桩体土干密度检测和桩间土平均干密度检测均采用现场取样的方式检测；

所述桩径检测和桩位偏差检测均采用尺量方式检测；

所述桩长检测采用侧桩管长度或锤球测孔深的方式检测；

所述垂直度检测采用经纬仪测桩管检测。

本发明的有益效果是：

（1）本发明采用静压挤密桩施工，具有成孔深度大的优点，在坚硬的粘质黄土（局部含有姜石）地层中，成孔深度能达到15m；而锤击沉管、振动沉管以及冲击成孔挤密桩机在本地层无法成此深孔；

（2）本发明施工过程中垂直度易控制，液压油缸驱动夹桩器夹紧桩管，压桩油缸驱使夹桩器沿槽钢导轨向下运动，入土时校正好桩管垂直度，压桩过程中能够保证桩身垂直度偏差小于验标1.5%的要求。

（3）本发明成孔速度快、质量好。在硬塑性粘质黄土（含姜石）地层中，每台设备每天可成孔1400米，且施工时对周围土体扰动较小，不易产生缩径、塌孔现象。

（4）本发明施工时振动轻、噪音低不扰民、不对环境造成污染，可昼夜连续作业。

（5）本发明成本较低，易于推广。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法的工艺流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

某地工程拟建场地为自重湿陷黄土场地，采用素土挤密桩处理地基。±0.000绝对标高592.30，打桩面标高为-2.400，设 计成桩直径560mm，有效桩长13.5m，桩心距均为1250mm，等边三角形布置，桩顶设计标高为-3.000m，桩顶预留土层厚度600mm。基础施工前应将桩顶设计标高以上的虚桩头及预留土层全部挖除，并对挖去松动层的地面压实后，再做500mm厚 1:6水泥土垫层，其压实系数不得小于0.97。孔底在填料前应夯实。孔内填料应分层回填分层夯实，桩体压实系数不应小于 0.97，桩间土平均挤密系数不应小于0.93。

参考图1，一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，包括如下方法步骤：

S1、原地面处理：对场地进行平整清理；

S2、测量定位：确定施工参数后，对桩孔进行定位、编号、放样；

S3、静压成孔：静压桩基就位后成孔；

所述步骤S3中静压成孔包括如下步骤：

S31：桩机就位，桩身对中调直：

桩机就位要求准确平稳；

静压桩机安装调试后，行至桩位处，使桩管中心（即桩机夹桩器钳口中心）与地面上标识的桩位基本对准，调平静压桩机，再次校核桩管中心无误后，将长步履（长船）落地受力，用静压桩机配置的16T吊车将桩管吊入夹桩器钳口，指挥员指挥司机缓慢将桩尖降到离地面10cm左右，液压油缸驱动夹桩器夹紧桩身，微调压桩机使桩尖对准桩位，将桩管压入土中0.5～1.0m，暂停下压，再次从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，当偏差＜1.5%时正式压桩；

S32：压桩：

整片处理遵循从边缘开始、均匀分布、逐步加密、及时夯实的施工顺序；施

工时压桩油缸伸程、下压桩管至一行程（2.2米）→松开夹桩器、油缸回程、夹桩器上升→再次夹紧桩管、压下一个行程。如此反复进行，当桩管被压入设计深度，便可终止下压。

S33：拔桩：

在拔管前应停顿8-12s。

为避免真空负压造成缩径、坍孔现象，在拔管前应停顿10秒钟左右，但不宜在土中搁置时间过长，以免摩阻力增大后拔出困难。拔管速度不宜过快，油缸每伸程（2.2m）控制在20-23s，每回程控制在38-42s。

S4、成孔检查：根据预设标准对孔位进行复核；

S5、填料含水率试验：对挤密桩施工填筑土进行含水率试验，使其满足填料要求；

S6、素土分层夯填：包括填料选配和机械夯实；

所述S6中的素土分层夯填包括如下步骤：

S61：填料选配：从取土场选取黄土作为填料用土，要求土颗粒粒径≤15mm，有机质含量＜5%；土料使用过程中，根据检验频率进行检验，确保土料符合设计要求。

S62：机械夯实：

a、每台压桩机配备若干台卷扬机提升式夯实机；

b、成孔检查合格后进行孔底夯实、夯平，夯实次数≥6击，当孔壁土坍落孔底时，可增加夯击数，直至听到浑厚击实响声为止；

c、素土分层回填夯实，逐层用铁锹定量向桩孔内下料，卷扬机提升式夯锤每层虚铺厚度≤80cm，落距≥2.5m，夯击次数≥6击。

S7、综合检查：对复合地基进行承载力检测，之后进行试桩并对试桩进行工艺性检测；

所述步骤S7中的复合地基承载力检测包括对处理后复合地基承载力采用现场载荷试验检测复合地基承载力，复合地基承载力特征值≥190Kpa，检测数量≥总桩数的0.5%。

所述步骤S7中试桩工艺包括采用先打试桩以确定施工参数的方法，以复核地质资料及设备、工艺等是否适宜，保证素土挤密桩的质量。

为复核地质资料及设备、工艺等是否适宜，保证素土挤密桩的质量，我项目部 采用先打试桩以确定施工参数的方法。试桩共计五组，每组七根，采用梅花型布置， 桩孔直径为560mm，桩心距除图纸注明外均为1250mm，桩长14.1m（设计有效桩长+褥垫层保护桩长）。填料为素土，采用机械均匀填料，每次回填量为0.2-0.3m3，夯锤 质量为1800Kg，夯实时提高2.5m以上，根据现场土质情况，每次夯实6-8次，听到清脆的锤声，方进行上一层填料夯实。试桩结束后对试桩进行工艺性检测，检测合格后严格按照试桩确定的工艺要求进行工程桩施工。

S8、成桩：试桩工艺性检测合格后按照试桩确定的工艺要求进行工程桩施工。

在此方案的基础上，还包括质量检测，所述质量检测项目包括桩体土干密度检测、桩间土平均干密度检测、桩长检测、桩径检测、土料有机质含量检测、桩位偏差检测和垂直度检测。

所述桩体土干密度检测和桩间土平均干密度检测均采用现场取样的方式检测；

所述桩径检测和桩位偏差检测均采用尺量方式检测；

所述桩长检测采用侧桩管长度或锤球测孔深的方式检测；

所述垂直度检测采用经纬仪测桩管检测。

工作原理如下：

静压挤密桩施工工艺就是采用静压桩机在自重和配重或结构物自重，通过压梁将整个机架自重和配重或结构物自重反力，以卷扬机滑轮组或电动油泵液压方式施加在送桩器身上，在自重或配重的静压力持续作用下把成孔器压入土中，在地基土中形成桩孔时，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，相邻桩孔间的土体的密实度增大，成孔后，向桩孔内填料（灰土或素土），然后分层夯实，形成密实而强度较高的桩体，并且孔壁土体通过被夯材料径向扩张而被进一步的挤密，同时桩间土和桩体土两者紧密胶结在一起，保证复合地基承受荷载后，桩、土的位移能协调发展。

采用本发明可以带来良好的经济效益和社会效益。

（1）经济效益： 静压挤密桩工法：施工安全，质量可靠，进度快，投入成本低。某地301#楼设计挤密桩82752.9延米，采用静压挤密桩施工，需投入成本157.2万元。若采用相同处理效果 的CFG桩进行地基处理需投入成本509.3万元，与相同处理效果的CFG桩施工相比，静 压挤密桩节省成本投入352.1万元，经济效益十分显著，具有广泛的应用前景。

（2）社会效益： 该工法通过成功实践应用，地基采用挤密桩处理。某地 301#楼地质情况自上而下均为自重湿陷性黄土，施工时采用静力压桩机抱压桩管成孔，共成桩5869根，计82752.9 延米，复合地基承载力检验全部合格，施工安全、质量、进度取得良好的效果。

综上所述，本发明一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法相比于锤击沉管成孔、振动沉管成孔以及冲击成孔等传统挤密桩施工方法，静压成孔成本费用偏高，但对比于相同地基处理效果的CFG桩及预制方桩而言，采用静压挤密桩投入费用大大减少。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，其特征在于，包括如下方法

步骤：

S1、原地面处理：对场地进行平整清理；

S2、测量定位：确定施工参数后，对桩孔进行定位、编号、放样；

S3、静压成孔：静压桩基就位后成孔；

S4、成孔检查：根据预设标准对孔位进行复核；

S5、填料含水率试验：对挤密桩施工填筑土进行含水率试验，使其满足填料要求；

S6、素土分层夯填：包括填料选配和机械夯实；

S7、综合检查：对复合地基进行承载力检测，之后进行试桩并对试桩进行工艺性检测；

S8、成桩：试桩工艺性检测合格后按照试桩确定的工艺要求进行工程桩施工。

2.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，其特征在于，所述步骤S3中静压成孔包括如下步骤：

S31：桩机就位，桩身对中调直：

桩机就位要求准确平稳；

静压桩机安装调试后，行至桩位处，使桩管中心与地面上标识的桩位基本对准，调平静压桩机，再次校核桩管中心无误后，将长步履落地受力，用静压桩机配置的吊车将桩管吊入夹桩器钳口，微调压桩机使桩尖对准桩位，将桩管压入土中0.5～1.0m，暂停下压，校正桩身垂直度，当偏差＜1.5%时正式压桩；

S32：压桩：

整片处理遵循从边缘开始、均匀分布、逐步加密、及时夯实的施工顺序；

S33：拔桩：

在拔管前应停顿8-12s。

3.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，其特征在于，所述S6中的素土分层夯填包括如下步骤：

S61：填料选配：从取土场选取黄土作为填料用土，要求土颗粒粒径≤15mm，有机质含量＜5%；

S62：机械夯实：

a、每台压桩机配备若干台卷扬机提升式夯实机；

b、成孔检查合格后进行孔底夯实、夯平，夯实次数≥6击，当孔壁土坍落孔底时，可增加夯击数，直至听到浑厚击实响声为止；

c、素土分层回填夯实，逐层用铁锹定量向桩孔内下料，卷扬机提升式夯锤每层虚铺厚度≤80cm，落距≥2.5m，夯击次数≥6击。

4.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，其特征在于，所述步骤S7中的复合地基承载力检测包括对处理后复合地基承载力采用现场载荷试验检测复合地基承载力，复合地基承载力特征值≥190Kpa，检测数量≥总桩数的0.5%。

5.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，其特

征在于，所述步骤S7中试桩工艺包括采用先打试桩以确定施工参数的方法，以复核地质资料及设备、工艺等是否适宜，保证素土挤密桩的质量。

6.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，其特

征在于，还包括质量检测，所述质量检测项目包括桩体土干密度检测、桩间土平均干密度检测、桩长检测、桩径检测、土料有机质含量检测、桩位偏差检测和垂直度检测。

7.根据权利要求6所述的一种湿陷性黄土地质静压挤密桩施工方法，其特

征在于，所述桩体土干密度检测和桩间土平均干密度检测均采用现场取样的方式检测；

所述桩径检测和桩位偏差检测均采用尺量方式检测；

所述桩长检测采用侧桩管长度或锤球测孔深的方式检测；

所述垂直度检测采用经纬仪测桩管检测。

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