CN1884710A - 散粒材料静压桩复合地基予力工法 - Google Patents

Abstract

散粒材料静压桩复合地基予力工法，适用于饱和软粘土、松散粉细砂土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等软弱或不良地基的地基加固处理，以静压形成予力作用的柔性桩复合地基；采用该静压桩机的压桩管，通过液压装置使压桩管对土体进行冲切挤压，利用静压力将压桩管送入土层中形成桩孔，然后拔管后在已形成的桩孔内分段投料，投一段料后施加一次静压力，按预先设计的予力度控制形成一段桩体；以管外投料方式向桩孔内投料后即对孔壁周围被加固土体继续不断施加予力作用，再分段预压，一段一段地成桩；成桩过程即对被加固土体多次施加予力作用；移机重复以上压桩过程，最后就形成了予力作用的柔性桩复合地基。

Description

散粒材料静压桩复合地基予力工法

                          技术领域

本发明属于软弱地基加固处理方法范畴。特别是适合处理饱和软粘土、松散粉细砂土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等软弱不良地基。该静压柔性桩予力工法除用于新建工程外，还可用于纠偏扶正房屋及挽救地基基础病理事故工程。

                          背景技术

国内外的地基处理加固方法有几百种甚至上千种。对于加固上述软弱土层或松散不良地基，传统的处理方法都是单一的处理方法。根据其加固处理机理，一般包括换填法(又称置换法)，增密法，排水法，胶结法，加筋法及托换法(仅对旧建筑的地基基础加固改造所使用的方法)。各类方法的具体工法虽然可针对不同的土质条件选用，但处理效率往往偏低，从而显得技术经济效益不高；重要的是：这些单一工法很难满足快速高效的加固处理要求，或者因为施工机械的振动或噪音，导致对建筑物地上、地下邻近设施影响太大而受到较多的限制。

另外，地基基础病理事故经常不断出现，也需要有快速加固进行补救的处治方法。本工法也可满足这方面的技术要求，成为一种医治地基基础病理事故的一种快速高效方法。

予力作用复合地基处理的方法是本申请的发明人最先提出的方法，CN200510094735多点胁迫振冲联合挤密法，用于加固处理吹填松散砂土地基，采用多点胁迫振动的联合振冲法和振动碾压挤密法两种加固方法有机结合，即匹配和揉合；多点胁迫振动的联合挤密法给其松散的砂土骨架施加予力作用，即施加振冲力、激振力、共振力、挤压力和碾压力；促成饱和松散砂土体产生预变形和预沉降，将使用荷载加上后可能产生的大部分总沉降量消除在加固处理过程中，使之地基土经处理后能更好地满足工程使用阶段的承载变形要求；对于加固港口工程的冲填砂土地基来说，其予力度标准可控制在0.85～0.65范围内，并在振冲后1～7天时间内完成振动碾压挤密。

本工法能从根本上对地基土应用予力概念、予力技术和予力作用原理去解决问题，处理设计和施工问题有一个完整的理论体系支撑，这才是解决处治软弱或不良地基土质条件和地基基础病理事故问题的关键所在。按予力度控制成桩质量，以多次施加予力来实现加速产生该复合地基的预变形和预沉降要求，则后续使用荷载产生的剩余绝对沉降和差异沉降就可大大减小了，甚至有可能完全消除。

                          发明内容

本发明克服现有处理方法的一些缺点和不足之处，利用予力概念、予力技术和予力作用原理，使工法从概念、理论、工艺即施工实施上都是一种观念更新和技术突破。

本发明是一种创新工法。它将对上述软弱地基或不良地基的处理过程转变成不断向地基土体连续多次施加予力作用的过程，使之软弱土质或不良土体发生性状变化而迅速产生预变形预沉降，达到消除或减小使用荷载加上去后将会产生的后期绝对沉降或差异沉降。

对地基施加予力不仅是施加预应力、而是施加一种广义的能改善地基土性的影响力。这种影响力，无论从时间上、空间上、数量上和可控性或可调性方面，都可以由人们在设计时综合考虑进行优化设计，并可优化安排施工工艺及精心施工。工程技术人员主动给予地基土这种广义的影响力，将使地基土的性状达到最佳改良状态。

适应加固处理和改善地基土性程度需要，引入了予力技术的予力度的概念。予力复合地基的予力度λ_s是表示施加在地基土体中以改善地基土性状影响力的程度。该予力度可以用以下公式表示：

${\mathrm{\λ}}_s=\frac{N_o}{N}---\left(3\right)$

${\mathrm{\λ}}_s=\frac{S_o}{S}---\left(4\right)$

式中，No和So分别是改良土性所给定的予力和改良土性所预先所给定的位移；N和S分别为使用荷载下作用在地基土上的应力和地基土体应产生的稳定位移。

实际上，地基土性的改良，其主要目的是为了减小地基土的压缩性和渗透性以提高地基承载力方便其承受上部作用荷载。因而，用土体体积变化的孔隙比公式表示予力复合地基的予力度更为直观。即

${\mathrm{\λ}}_s=\frac{e_f}{e}---\left(5\right)$

式中，e_f和e分别表示采用予力复合地基加固后的静压挤密充填孔隙比和加固前地基土在使用荷载下的稳定孔隙比。

而孔隙比的关系式： $e_f=\stackrel{\‾}{V_f}/\stackrel{\‾}{V_s},e=\stackrel{\‾}{V_v}/\stackrel{\‾}{V_s},$ 则按位移概念定义的予力度公式可以变为：

${\mathrm{\λ}}_s=\frac{\stackrel{\‾}{V_f}/\stackrel{\‾}{V_s}}{\stackrel{\‾}{V_v}/\stackrel{\‾}{V_s}}=\frac{\stackrel{\‾}{V_f}}{V_v}---\left(6\right)$

式中， V_f是设计的予力度作用下应用加固方法要达到的挤密充填孔隙体积；

V_v是地基土体加固前在使用荷载下对应的孔隙体积；

V_s是地基土体加固前在使用荷载下的土粒体积。该体积在地基加固前后是不变化的。

对于予力度的施加可以根据地基处理深度以及地基土所受恒载与活载的比例两个方面进行选取，具体选用时可参考表1。

表1对于予力复合地基的予力度范围参考值

恒载活载	各种不同处理深度的予力度范围
					0-2m	0-4m	4-6m	6～8m
	1∶0.251∶0.501∶0.751∶1.001∶1.50*1∶2.00*1∶2.50*1∶3.00*1∶4.00	0.80-0.750.78-0.730.76-0.710.74-0.690.72-0.670.70-0.650.68-0.630.64-0.590.60-0.55	0.78-0.740.76-0.720.74-0.700.72-0.680.70-0.660.68-0.640.66-0.620.62-0.580.58-0.54	0.76-0.720.74-0.700.72-0.680.70-0.660.68-0.640.66-0.620.64-0.600.60-0.560.56-0.52					0.74-0.700.72-0.680.70-0.660.68-0.640.66-0.620.64-0.600.62-0.580.58-0.540.54-0.50

注：①对于有振动荷载时，予力度应取大值。②对于地基出现局部性的孔、洞、穴区域时，要采用相应的充填技术措施后，再控制其予力度处理。③当上部结构对地基不均匀沉降有特殊要求时，其予力度控制另作专门处理。④表中加*项需注意结构对地基的特殊要求。

本发明基于以上技术背景；基于本发明人贯穿整个工法的基本理论体系；本发明在予力作用原理基础上以完善加固处理饱和软粘土、松散粉细砂土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等松软不良地基的散粒材料静压桩复合地基予力工法为中心，以完善其技术实施方案为内容，具体包括：

a)整个发明的施工工艺流程；b)本工法的施工机械选型；c)本工法的予力静压工艺及施工参数控制标准。本发明基于上述方法配套完成了施工方案设计，并有与本发明方法相配套的技术质量保证措施。

本发明的目的是这样实现的：

散粒材料静压桩复合地基予力工法，用于饱和软粘土、松散粉细砂土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等软弱或不良地基的加固处理，其特征是以形成予力作用的柔性桩复合地基承载模式；采用该静压桩机的压桩管，通过液压装置使压桩管对土体进行冲切挤压，利用静压力将压桩管送入土层中形成桩孔，然后拔管后在已形成的桩孔内分段投料，投一段料后施加一次静压力，按预先设计的予力度控制形成一段桩体；以管外投料向桩孔内投料后即对孔壁周围被加固土体继续不断施加予力作用，再分段预压，一段一段地成桩；按此方法，再拔管→再投料→再静压→然后静压到地表成桩，依次形成一根多处扩径的竹节式予力作用柔性桩；随后，移机重复以上压桩过程，最后就形成了予力作用的柔性桩复合地基。

所述的予力作用柔性桩或刚性桩复合地基两种压桩工艺流程为：

压桩机组装就位开机——压桩管冲切土体形成桩孔——拔管、投放散粒材料，一段一段静压成桩——重复每一根压桩过程——压桩完成拆机移走

压桩孔间距可按下式计算进行布置：

等边三角形布置 $S=0.95{\mathrm{\η}}^{0}d\sqrt{\frac{{\mathrm{\γ}}_1}{{\mathrm{\γ}}_1-{\mathrm{\γ}}_0}}$

正方形布置 $S=0.89{\mathrm{\η}}^{0}d\sqrt{\frac{{\mathrm{\γ}}_1}{{\mathrm{\γ}}_1-{\mathrm{\γ}}_0}}$

式中，S-予力柔性桩或刚性桩复合地基静压或刚性桩桩孔间距(m)

d-予力柔性桩或刚性桩复合地基静压或刚性桩的桩径(m)

η⁰-经验修正系数，根据被加固土体的土质条件、静压力大小和加固处理的指标要求进行选用。当加固软弱和不良地基时，η⁰取1.10～1.22；当处理地基基础病理事故时，η⁰取1.12～1.30。

γ₀和γ₁-分别为被加固处理土体在加固前后的土体重度(kN/m³)，在靠近压桩桩孔边取土进行试验。

利用液压装置施加静压力的予力度控制标准在0.92～0.70范围；其中，新建房屋地基的予力度标准多控制在0.88～0.70范围；处理地基基础病理事故的予力度控制标准常控制在0.92～0.75范围。

静压桩散粒材料柔性桩可制成直桩和斜桩，斜桩的俯角控制在10°～40°之间。静压的散粒材料包括混砂、砾砂、矿渣、3∶7灰土、2∶8灰土、生石灰(块灰)、钢渣和掺10～15％粉煤灰的灰土。粒径≤60mm，其密实度标准先要在室内做击实试验确定。

直孔是每投料0.6m～1.2m施加一次静压力；斜孔是每投料0.4m～0.8m施加一次静压力。根据土质条件和投入散粒材料种类以及施加静压力大小来统一考虑具体确定每段压桩的投料长度。

压桩孔位布置采用等边三角形或正方形两种形式，则利用一台压桩机单机操作，或二台压桩机进行分部流水作业来完成。按以上桩孔布置形式的施工工艺安排，可单机作业，跳孔施工；也可双机作业，错开施工，最后实现预定的布桩形式。静压散粒材料柔性桩，可直桩、斜桩并用，特别有利于纠偏扶正建筑物及修复地基基础病理工程应用。

散粒材料静压桩复合地基予力工法处理上述地基土质是多次借助静压力来作为予力施加手段。其施加的静压力有如下几个作用：

a)保证处理设计的每米桩长的投料量，实现挤密土体的体积预控；

b)保证处理设计的桩体密实度，用控制桩体的干重度指标来满足予力度控制标准；

c)以静压力的予力作用将散粒体材料挤压形成桩体，也形成了排水通道(对比弱透水层)，可加速土体的排水固结。

d)以静压力的予力方式形成土体对桩体的侧限条件，以提高予力柔性桩复合地基的承载效应。

对于散粒材料为生石灰时，此项还可控制生石灰桩体的膨胀量，又可满足工程(如房屋纠偏时)所需的膨胀力；同时，还可保证生石灰桩体在一定压力条件下吸水膨胀而不是自由胀发，则可满足生石灰桩体在水下结硬后再不软化的压力条件。

通过以上静压力对被加固土体骨架施加予力作用，即施加冲切力、挤压力和摩擦力，促成该软弱松散土体产生预变形和预沉降，将使用荷载加上后可能产生的大部分沉降量消除在加固处理过程中。

本发明工法的技术关键是：要针对拟处理场地的地质条件和拟建工程的荷载条件及使用要求，设计和控制好该工法所施加的予力度标准以及有效的施工工艺过程。对于处理上述土质条件，其予力度标准可控制在0.92～0.70范围内，尤其是较多采用0.88～0.75范围，它可用处理前后土体孔隙比或密度指标来具体进行转换。

本发明以配套的予力施加的压桩力为中心做好工法机械的选用。与本工法配套的自制的予力压桩机目前仅两种型号：即YJP-30型和YJP-40型。其压桩力分为30T和40T两种，对应桩径分别为Φ300mm和Φ400mm两种规格。桩长均不大于12m，但都能满足有效桩长加固要求。根据拟建现场土质条件和上部结构荷载条件进行对口选用。同时，可采用三角形或正方形的布孔形式。

本发明方法的工艺适用处理不同土层的地质条件，表现出以下几个特点：

a)冲孔、扩孔、挤密和静压相结合的成桩新工艺；

该予力压桩机的压桩管首先压入土体进行冲孔(土中气体可从压桩管头的通气孔排出)，拔管投料后继续施加压力可扩孔，桩体受到侧向和竖向约束而挤密，最后再静压到控制深度成桩，因而能保证好桩体密实度和侧限条件。

b)不同桩长不同投料量及斜桩与直桩并用的地基加固新方法；

为适应土质条件和加固的各种需求，甚至是纠偏扶正房屋的特殊需要，采用了不同桩长和不同投料量(按桩段划分为直、斜桩投料)，使得散粒材料形成的静压桩体在地基加固区尤其是主要受力层内有效地发挥作用。特别，直桩与斜桩并用，能较好的解决各种土层加固及地基基础病理事故处理的实际需要。

c)能适应地基加固不同需要可改变压桩角度及多功能配套的予力压桩新机械(YJP-30型或YJP-40型)。该机械能方便新工法的有效实施。

以上特点将借助于予力度控制标准来全面实现土质加固效果或满足消除地基基础病理事故的多功能需求，且予力度的不断迭加效果将表现出此工法的突出功效。

本发明方法的有效实施还应完善配套的施工技术措施。如场地的整平、碾压、地表水的疏干、散粒材料堆放与机械的进退场路线(即压桩顺序)的合理安排等。它们对本工法的有效实施和快速加固效果增强都是十分重要的。

本发明的方法不需要满足先选择专门的试验场地进行试验性施工，但先行压桩施工部分也就是一种试验性施工实践，以此达到的处理目标所需要的予力度控制标准可用来获取或修正后续施工控制参数和质量检测指标，并指导后续的压桩施工。同样，后续压桩施工也须根据土质条件变化特点及时调整施工控制参数与质量检测指标，以确保后续压桩施工达到处理目标所需要的予力度控制标准。

散粒材料静压桩复合地基予力工法的压桩孔间距视现场地基土层组成、土质条件密实度要求和上部结构荷载分布性质等因素，按等边三角形或正方形布置。其压桩孔间距可按以上公式(1)或(2)进行估算。

本发明特点是：本发明方法和压桩机特别适合饱和软粘土、松散粉细砂土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等软弱不良地基上静压散粒材料柔性桩，形成予力复合地基来改变土体的承载性能。同时，它还特别适合纠偏扶正房屋及挽救地基基础病理事故工程。

本发明对被加固土体骨架施加予力，是按照予力作用原理给压桩孔底部及侧壁土体骨架施加予力作用，即施加冲切力、挤压力和摩擦力，促成被加固土体在冲切和挤压的联合作用下形成桩孔；在多次投料分段静压成桩过程中，孔底和侧壁土体又将多次受到挤密作用，则能多次产生予力作用叠加效应，最终达到予力度控制标准，有效完成该散粒材料静压桩复合地基的预变形和预沉降要求，从而确保满足后期使用荷载的安全正常使用。

该技术的关键是要针对拟建处理场地的土质条件和拟建工程的荷载使用条件，设计和控制好该工法所施加的予力度标准。对本工法所能加固的土质条件来说，其予力度标准可控制在0.92～0.70范围内。并以此予力度控制标准作为总目标来获取确保予力施加的机械选型、施工工艺控制参数和质量检测指标。

该法的实施技巧还应完善好与工法配套的施工技术措施。如压桩前对场地的降排水措施，处于水域地表的排水疏干措施以及场地的铲削整平措施等。它们对此工法的有效实施和加固效果增强都是十分有用的。

因此，贯彻好“因地制宜，实事求是，具体问题，灵活掌握”的原则，选配好压桩机械，并在静压过程中去把握和适应土层变化情况及时调整好施工参数，将是十分重要的问题。

本发明方法是一种构建予力型静压散粒材料柔性桩的复合地基新工法。它将冲切和挤压工艺有机结合在一起，并且多次重复施加予力作用成桩。多次构筑复合地基柔性桩体和桩间土体的强度增长条件，将为减少和消除全部建筑荷载加上去投入使用后产生的较大绝对沉降和差异沉降创造条件。

传统的柔性桩复合地基是采用管外管内投料的振动法或夯击法，这不利于在密集的建筑群中施工。另外，当地下水位较高时，那样的工法还易产生很高的超静孔隙水压力，使处理加固效果受到影响。本发明在这些方面可避免其不足之处，加上予力度的控制条件，将使形成的柔性桩复合地基的承载变形性状得到较大改善，并使该复合地基稳定性得以较大增强。

总之，该法是根据予力作用原理(the given-force action principle)，多次使用予力技术对被加固土体骨架多次施加冲切力、挤压力和摩擦力等予力作用，按照事先设计的予力度(degree of the given force)控制条件，促使静压的散粒材料桩体和被挤密的桩间土体产生相应的预变形，从而快速减少复合地基土体孔隙以增强其密实度，达到产生相应的预沉降量并消除大部分后期沉降量的加固处理新工法。

该法适用加固处理土类较多，施工简便，费用低廉，且施工周期短，工艺参数调整匹配灵活，加固效果显著。特别对地基基础病理事故处治修复具有安全可靠性和意义影响深远。

                          附图说明

图1为处理房屋纠偏的压桩布置方案。即静压生石灰加固危房地基布桩

图2和实施房屋地基处理方案

图1中直桩1、斜桩2、房屋墙基3

                          具体实施方式

a)制定调查计划

i)对被加固对象的调查：

首先进行细致的全面调查分析，掌握拟建场地和道路等地上设施的荷载标准及设计要求，明确拟建场地的加固处理等级标准(包括设计要达到的指标)。同时，认真分析工程地质资料，认清地质特征，掌握处理深度及处理范围，制定好合适的予力度控制标准。对于处理地基基础病理事故工程，还要分析判断和制定好合适的予力施加的控制方向。

ii)对使用的散粒填料的调查：

包括多种散粒填料(如混砂、砾砂、矿渣、3∶7灰土、2∶8灰土、生石灰、钢渣和掺10％～15％粉煤灰的灰土等)的配比、组成及室内击实试验可以达到的密实度标准，同时注意对散粒填料的杂质加以控制。

iii)对现场施工及环境条件调查：

包括地上地下临近建筑设施的重要性和距施工机械的距离以及可能造成的影响程度加以调查分析，要有一个基本的界定标准。

iv)对地基基础病理事故的前因后果进行调查：仅对此功能使用时。

b)考虑设计的标准规格

即适应土质条件选用桩径、桩距、桩长及加固处理后的复合地基承载力标准值。对于处理地基基础的病理事故时，选定处理达到修复标准的布桩规格。

c)制定处理加固指标

包括处理范围、不同区域的不同处理深度应达到的复合地基承载力特征值，以及沉降控制指标(绝对沉降、差异沉降和沉降速率等)。对于处理地基基础病理事故，还要制定相应修复指标，如纠偏标准，倾斜值控制范围等。

d)加固处理方案的选择

i)桩型选择：

包括直桩与斜桩的选用区别与使用条件、斜桩角度大小确定以及直桩与斜桩匹配方案等。如果是处理地基基础病理事故时，必须完善好斜桩与直桩的配合使用原则及匹配方案，可以参见图1所示的几种形式。

ii)桩径选择：

根据现有两种机械型号选用，即根据有关条件选择Φ300mm或Φ400mm两种中的任何一种直径。

iii)桩长与桩径选择：可以按地基土层土质条件分区分别考虑不同规格以适应不同的加固等级要求。

iv)每米桩长投料量：

根据土层地质条件并结合可实施的予力度标准进行选用。对于斜桩，宜换算成斜桩每次成桩长度的投料量。

v)桩体投料配比：

如果桩体投料由多种散粒材料组成，则需要通过室内击实试验以确定其投料配比，然后才好确保达到静压的密实度标准。

vi)予力度控制标准

本工法处理土类中，总的予力度控制标准为0.92～0.70，并区别不同土类土质条件进行合理选择。

e)散粒材料静压桩的设计计算

包括桩长方案确定后的桩数计算，单桩的排列布置、予力度的分级控制计算、复合地基承载力特征值及变形计算等。如果使用生石灰(单用或掺合使用)，还要对静压成桩桩体的膨胀量进行计算，它对土体有再次挤密效应。

f)施工组织设计及施工实施

包括制定施工计划(材料供应计划、人力和机械配备计划、劳动力调配计划以及施工进度计划等)，确定压桩施工方案(安排机械进退场路线和打桩顺序等)和技术安全质量保证措施等。

最后付诸实施时，还要制定好施工监测方案和施工进度实施计划。由于拟建场地地基土层地质条件表现出的非均匀性，往往在施工过程中，不得不适当调整压桩方案，因而一般都需要在施工中根据情况变化而及时调整施工进度实施计划。特别是处理地基基础病理事故时，往往需要不断的调整设计方案和施工实施计划才能更符合工程实际情况，也才能收到更好的技术经济效益。

g)施工质量检验和验收

压桩处理施工结束，则要根据《建筑地基处理技术规范》等国家技术规范标准相关要求，对其复合地基进行质量验收。只有质量验收合格后，才能办理施工验收手续并交付工程使用。

只要按照事先设计的予力度控制标准进行施工实施时，一般均能满足施工质量要求，所以，施工实施过程中，有效控制好每根静压成桩的予力度标准，也才能确保施工质量的一次到位。

[6]工程实例分析

某市三房巷小学教学楼建筑面积有1500m²。平面为转折的Z字形，如图2所示。其地基土性指标如表2所列。

建造大楼时未经工程勘察，仅参考了邻近建筑场地地质条件。后经补勘查明，该教学楼地基由六层土组成(见图2)，水平向很不均匀。局部区域还夹杂有泥炭层(天然重度仅12kN/m³，干重度仅9.1kN/m³)，其最大厚度达1m左右。尤其是该教学楼的南北楼中间地带，水平层理变化较大，厢配楼下地基条件更差。施工中已出现墙体开裂和北楼的扭曲南倾，顶断了厢配楼立柱。厢配楼的纵横墙也出现了较大开裂，直到地面裂开并发展到室外地坪层，其裂缝最大宽度已有3cm多。

                表2某市三房巷小学地基土性指标

名称	深度(m)	W(％)	γ(kN/m3)	γd(kN/m3)	e	S1(％)	I1	WL	Es(kPa)	状态	C(MPa)	φ
													填土粉质粘土淤质粉质粘土泥炭粉质粘土粉质粘土	1.3～1.73.0～3.63.5～3.86.4～6.8未钻穿	25.624.841.855.527.1	1.971.991.801.201.98	1.571.691.270.911.57	0.740.711.140.74	94.796.299.598.6	0.450.391.560.41	32.4632.5536.1235.68	73.877.834.088.26	可塑可塑流塑流塑可塑	0.600.690.200.68	10°11°8°18°

为此，原先施工中，不得不将原设计北楼从四层卸荷降低为三层，南楼从三层再降低为二层，并撤除厢配楼楼梯间，以减小北楼扭曲南倾对厢配楼和南楼的继续顶坏。尽管如此，厢配楼的继续扭曲南倾并未停止，直至进场处理察看时测得北楼东南角扭曲南倾已达18cm。

为加大纠偏效果，在认真分析了拟使用的镁质石灰成分基础上，使用了本发明静压生石灰桩的加固方案。如图3所示，使用了7.0m、6.5m、5.0m和4.3m长几种斜桩和7.0m及4.3m长直桩，应用YJP-30型压桩机施工，并采用了不同投灰量等技术措施，确保了教学楼危房地基的加固稳定，并起到了纠偏效果。

恢复使用后，在不到一年时间里又接连经受了两次常熟地震考验。该地震震级为5.6级，该教学楼离震中不到40km，却安然无恙地正常使用而无损坏。这是使用本工法挽救危房病理事故的成功实例之一。

静压设备选用自行研制的YJP-30型和YJP-40型柔性桩静压桩机，其静压力分别为30T和40T。桩径分为Φ300mm和Φ400mm两种。设备选型根据桩长、土质条件和散粒材料种类等因素综合考虑进行确定。

对被加固土体沿桩长范围多次施加按予力度控制的予力大小。按予力作用原理首先由静压桩管对土层施力压入造孔，施加冲切力和挤压力，然后分段投料并分段施加冲压力和挤压力，促成成桩后的复合地基土体产生挤密预变形，形成该复合地基加筋垫层来承受上部结构荷载，将原始松软土层在使用荷载加上去后可能产生的总沉降量在予力施加成桩过程中消除其大部分，使之经地基处理后能更好地满足工程使用阶段的承载变形要求。

Claims (10)

1、散粒材料静压桩复合地基予力工法，适用于饱和软粘土、松散粉细砂土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等软弱或不良地基的地基加固处理，其特征是要静压形成予力作用的柔性桩复合地基；采用该静压桩机的压桩管，通过液压装置使压桩管对土体进行冲切挤压，利用静压力将压桩管送入土层中形成桩孔，然后拔管后在已形成的桩孔内分段投料，投一段料后施加一次静压力，按预先设计的予力度控制形成一段桩体；以管外投料方式向桩孔内投料后即对孔壁周围被加固土体继续不断施加予力作用，再分段预压，一段一段地成桩；成桩过程即对被加固土体多次施加予力作用；按此方法，再拔管→再投料→再静压→然后静压到地表成桩，依次形成一根多处扩径的竹节式予力作用柔性桩；随后，移机重复以上压桩过程，最后就形成了予力作用的柔性桩复合地基。

2、根据权利要求1所述的散粒材料静压桩复合地基予力工法，其特征是所述的予力作用柔性复合地基压桩工艺过程为：

压桩机组装就位开机——压桩管冲切土体形成桩孔——拔管、投放散粒材料，一段一段静压成桩——重复每一根压桩过程——压桩完成拆机移走。

3、根据权利要求1所述的散粒材料静压桩复合地基予力工法，其特征是压桩孔位布置采用等边三角形或正方形两种形式，则利用一台压桩机单独作业或二台压桩机进行分部流水作业来完成。

4、根据权利要求3所述的予力作用柔性桩复合地基的处理方法，其特征是其压桩孔间距可按下式计算：

等边三角形布置 $S=0.95{\mathrm{\η}}^{0}d\sqrt{\frac{{\mathrm{\γ}}_1}{{\mathrm{\γ}}_1-{\mathrm{\γ}}_0}}---\left(1\right)$

正方形布置 $S=0.89{\mathrm{\η}}^{0}d\sqrt{\frac{{\mathrm{\γ}}_1}{{\mathrm{\γ}}_1-{\mathrm{\γ}}_0}}---\left(2\right)$

式中，S-予力柔性桩或刚性桩复合地基静压或刚性桩桩孔间距(m)

d-予力柔性桩或刚性桩复合地基静压或刚性桩的桩径(m)

η⁰-经验修正系数，根据被加固土体的土质条件、静压力大小和加固处理的指标要求进行选用。当加固软弱和不良地基时，η⁰取1.10～1.22；当处理地基基础病理事故时，η⁰取1.12～1.30；

γ₀和γ₁-分别为被加固处理土体在加固前后的土体重度(kN/m3)，在靠近压桩桩孔边取土进行试验。

5、根据权利要求3所述的散粒材料静压桩复合地基予力工法，其特征是利用液压装置施加静压力的予力度控制标准在0.92～0.70范围；其中，新建房屋地基的予力度标准多控制在0.88～0.70范围；处理地基基础病理事故的予力度控制标准常控制在0.92～0.75范围。

6、根据权利要求3所述的散粒材料静压桩复合地基予力工法，其特征是静压散粒材料柔性桩可根据工程需要并制成直桩和斜桩，斜桩的俯角控制在10°～40°之间。

7、根据权利要求3所述的散粒材料静压桩复合地基予力工法，其特征是静压的散粒材料包括混砂、砾砂、矿渣、3∶7灰土、2∶8灰土、生石灰、钢渣和掺10～15％粉煤灰的灰土。粒径≤60mm，其密实度标准先要在室内做击实试验确定。

8、根据权利要求3所述的散粒材料静压桩复合地基予力工法，其特征是直孔每投料0.6m～1.2m施加一次静压力；斜孔是每投料0.4m～0.8m施加一次静压力。

9、根据权利要求3所述的散粒材料静压桩复合地基予力工法，其特征是进行单机作业，跳孔施工；或双机作业，错开施工，实现预定的布桩形式。

10、根据权利要求3所述的散粒材料静压桩复合地基予力工法，其特征是使用静压力分别为30T和40T的压桩机，静压的散粒材料柔性桩桩长≤12m，有效地深入到被加固土层中。

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