CN115492088B - 一种喀斯特地区桩底扩大注浆cfg桩的成桩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法，通过长螺旋钻机对尖状基岩顶部的地基进行成孔和取土，通过柱锤冲击填入的碎石，使尖状基岩周围及尖状底部的地基土中充分挤入碎石，形成大孔隙碎石扩大体，通过注浆作用使碎石扩大体成为CFG桩的底部结构，与CFG桩顶部的结构一起形成带扩大桩基的CFG桩整体结构，解决了传统CFG桩桩底无法与尖状基岩面形成有效面接触，避免了基岩顶部尖状结构对CFG桩造成偏心接触和切割破坏，形成的扩大桩底结构增加了CFG桩的承载能力，有效实现了喀斯特地区笋状、石林状基岩地基条件下CFG桩施工质量控制。本发明方法操作简单、过程明确、质量可控、经济环保并利于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程，特别涉及一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法。
背景技术
我国喀斯特地貌分布广泛，喀斯特地区的地基可溶岩石在地下水的反复作用下逐步溶蚀、风化，绝大多数溶蚀后的岩石顶部基岩面为笋状、石林状等尖状形态，形成了独特的喀斯特地貌。
当在喀斯特地区修建高速铁路特别是无砟轨道高速铁路时，由于高速铁路对变形要求非常严格，修建路基工程时，通常需要对可溶岩上覆的土质地基进行加固处理解决土质地基沉降控制问题。当可溶岩上覆的土质地基为硬塑状时，通常采用CFG桩进行土质地基加固处理，当土质地基深度不大或者地基上填方高度较大时，为有效控制地基沉降，CFG桩一般需要完全穿透土层至基岩面，但由于土质地基下部的岩石基岩面为笋状、石林状等尖状形态，现有CFG桩施工方法主要为振动沉管灌注成桩、长螺旋钻孔灌注成桩，施工的CFG桩桩底无法与基岩面形成有效全面积接触，桩底存在未加固的地基土，同时基岩顶部的尖状结构会对承载的CFG桩的桩体造成切割破坏，接触面积越小、接触偏心越大，对CFG桩桩体的损坏越大，故如何避免喀斯特地区笋状、石林状基岩面对CFG桩施工质量和效果的影响，提出一种适宜的喀斯特地区CFG桩成桩方法具有重要意义，并应具有施工简单、操作方便、质量可控、经济环保和利于推广应用等特点。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法。
本发明通过如下技术方案予以实现：一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法，包括如下步骤：
A、CFG桩桩位平面定位；
B、采用长螺旋钻机对地基进行成孔和取土，钻至基岩面深度，提升钻机至孔外；
C、在钻孔内倒入1-1.5m深碎石，碎石直径为5-10cm，最大直径不大于0.2m；
D、采用吊机+吊绳+重力柱锤，组成碎石冲击结构，通过重力柱锤的下落自重能量对孔内碎石多次冲击，使碎石向孔底尖状岩石的周边和底部地基土中挤入，形成孔底扩大碎石挤入体；
E、当步骤D碎石冲击后，孔内碎石高度小于0.5m，提升冲击结构，再次在钻孔中倒入1-1.5m深碎石，重复步骤D；
F、重复步骤D、E，当倒入碎石冲击后高程不变，且高于原钻孔底部高程1-2m时，停止碎石倒入和冲击作业，冲击结构移出；
G、在钻孔壁放入注浆管，注浆管底部与钻孔底的碎石有效接触或进入碎石中一定深度；
H、在钻孔中的碎石顶部灌入CFG桩混凝土拌合料；
I、在CFG桩混凝土拌合料初凝前，在地面通过注浆管对CFG桩底部的碎石挤入高压注浆，注浆压力不小于0.6MPa；
J、重复步骤A至I，完成所有桩底扩大注浆CFG桩施工，形成具有扩大桩底的CFG桩复合地基。
其中，步骤D所述孔底尖状岩石为顶部基岩面为尖状形态的岩石。
优选的，步骤D重力柱锤的冲击能取4000-6000KN·m/m2，重力柱锤的冲击面直径为钻孔直径的60%-80%，具体为0.3-0.4m。
优选的，步骤D吊机、吊绳、重力柱锤始终连接在一起，吊绳下部始终与重力柱锤顶部连接以实现吊绳可以快速方便提起重力柱锤，避免传统强夯的挂夯锤作业，在孔中无法实现；吊绳上部固定可以解决重力柱锤冲击时把吊绳带走；吊绳的长度大于地面吊绳高度+CFG桩成孔深度+2-3m缓冲长度，可以确保吊绳在被重力柱锤带动时不会使吊绳产生过大的动能拉力，又避免过长吊绳增加吊机的作业时间。
本发明的技术效果是：通过长螺旋钻机对尖状基岩顶部的地基进行成孔和取土，通过柱锤冲击填入的碎石，使尖状基岩周围及尖状底部的地基土中充分挤入碎石，形成大孔隙碎石扩大体，通过注浆作用使碎石扩大体成为CFG桩的底部结构，与CFG桩顶部的结构一起形成带扩大桩基的CFG桩整体结构，解决了传统CFG桩桩底无法与尖状基岩面形成有效面接触，避免了基岩顶部尖状结构对CFG桩造成偏心接触和切割破坏，形成的扩大桩底结构增加了CFG桩的承载能力，有效实现了喀斯特地区笋状、石林状基岩地基条件下CFG桩施工质量控制。本发明提出的成桩方法具有操作简单、过程明确、质量可控、经济环保和利于推广应用等特点。
附图说明
图1是本发明一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法的断面示意图。
图中：1-土质地基、2-可溶岩地基、3-CFG桩、4-扩大注浆碎石桩头、5-尖状基岩面线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明提供了一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法，包括如下步骤：
A、CFG桩3在土质地基1上进行桩位平面定位；
B、采用长螺旋钻机对土质地基1进行成孔和取土，钻至可溶岩地基2的尖状基岩面线5深度，提升钻机至孔外。可溶岩地基2的基岩面可能为较为平整的面，也可能为尖状体基岩面，长螺旋钻机一般无法钻动可溶岩地基2，故接触到尖状基岩面线5即可，尖状体基岩四周及底部存在土质地基1的可能。
C、在钻孔内倒入1-1.5m深碎石，碎石直径宜为5-10cm，最大直径不大于0.2m；每次1-1.5m深利于碎石易于进入土质地基1中，太厚不易入土或者需要大能量才能挤入土质地基1中、不经济，碎石直径太大碎石间易卡住不易入土特别不易向侧向挤入土质地基1中；
D、采用吊机+吊绳+重力柱锤，组成碎石冲击结构，通过重力柱锤的下落自重能量对孔内碎石多次冲击，使碎石向孔底尖状岩石的周边和底部土质地基1中挤入，形成孔底扩大碎石挤入体；宜增大柱锤重量、减小其提升高度对碎石进行冲击，可以大幅减小柱锤对孔壁的影响；不同于传统的强夯措施，冲击过程中吊机、吊绳、重力柱锤始终连接在一起，才能实现钻孔内的连续方便冲击和提升；
E、当步骤D碎石冲击后的高程接近原钻孔底部高程，提升冲击结构，再次在钻孔中倒入1-1.5m深碎石，重复步骤D；不断加入碎石，可以使钻孔底部的土质地基1充分挤入碎石，使得尖状岩石体周围形成扩大碎石挤入体，碎石体孔隙大，利于后期注浆液的充分进入；
F、重复步骤D、E，当碎石冲击后高程不变，且高于原钻孔底部高程1-2m时，停止碎石倒入和冲击作业，冲击结构移出；说明原钻孔底尖状岩石附近土质地基1中已经充分挤入碎石，已形成桩底扩大碎石挤土地基；
G、在钻孔壁放入注浆管，注浆管底部与钻孔底的碎石有效接触或进入碎石中一定深度；注浆管不需要其它地方开孔，底部与碎石部分有效接触或进入一定深度，注浆液可以较好地进入碎石中；
H、在钻孔中的碎石顶部灌入CFG桩3混凝土拌合料；碎石上部形成传统的CFG桩3结构；
I、在CFG桩3混凝土拌合料初凝前，在地面通过注浆管对CFG桩3底部的碎石挤入体高压注浆，注浆压力不小于0.6Mpa；CFG桩3混凝土拌合料初凝前使得拌合料中的少量水泥浆不会堵死相接触的碎石缝隙，此时通过注浆管高压注浆，注浆液在高压作用下可以冲破CFG桩3拌合料中水泥浆对碎石的封堵，使注浆液可以进入所有碎石扩大体中，形成扩大注浆碎石桩头4；
J、重复步骤A至I，完成所有具有扩大注浆碎石桩头4的CFG桩3施工，形成具有扩大注浆碎石桩头4的CFG桩3复合地基。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、CFG桩桩位平面定位；
B、采用长螺旋钻机对地基进行成孔和取土，钻至基岩面深度，提升钻机至孔外；
C、在钻孔内倒入1-1.5m深碎石，碎石直径为5-10cm，最大直径不大于0.2m；
D、采用吊机+吊绳+重力柱锤，组成碎石冲击结构，通过重力柱锤的下落自重能量对孔内碎石多次冲击，使碎石向孔底尖状岩石的周边和底部地基土中挤入，形成孔底扩大碎石挤入体；
E、当步骤D碎石冲击后的高程接近原钻孔底部高程，再次在钻孔中倒入1-1.5m深碎石，重复步骤D；
F、重复步骤D、E，当倒入碎石冲击后高程不变，且高于原钻孔底部高程1-2m时，停止碎石倒入和冲击作业，冲击结构移出；
G、在钻孔壁放入注浆管，注浆管底部与钻孔底的碎石有效接触或进入碎石中一定深度；
H、在钻孔中的碎石顶部灌入CFG桩混凝土拌合料；
I、在CFG桩混凝土拌合料初凝前，在地面通过注浆管对CFG桩底部的碎石挤入高压注浆，注浆压力不小于0.6MPa；
J、重复步骤A至I，完成所有桩底扩大注浆CFG桩施工，形成具有扩大桩底的CFG桩复合地基；
步骤D所述孔底尖状岩石为顶部基岩面为尖状形态的岩石。
2.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法，其特征在于，步骤D重力柱锤的冲击能取4000-6000KN·m，重力柱锤的冲击面直径为钻孔直径的60%-80%。
3.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区桩底扩大注浆CFG桩的成桩方法，其特征在于，步骤D所述吊机、吊绳、重力柱锤始终连接在一起，吊绳下部始终与重力柱锤顶部连接，吊绳上部固定，吊绳的长度大于地面吊绳高度+CFG桩成孔深度+2-3m缓冲长度，实现钻孔内的连续方便冲击和提升。
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