CN212612572U - 一种大直径半刚性桩网复合地基 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大直径半刚性桩网复合地基，在软土地基中设有若干嵌入持力层的竖向桩体，在软土地基的表面铺设有加筋垫层，桩体的上端突出于软土地基的表面之上，并嵌入在加筋垫层中；在加筋垫层的表面填有路堤填土，桩体与加筋垫层及路堤填土共同形成桩‑网‑土结构的半刚性桩网复合地基。本实用新型通过设置大直径、低置换率的深层水泥搅拌桩和水平向加筋垫层，与路堤填土共同形成大直径半刚性桩网复合地基，使之对上部荷载的地基承载力增加，工后沉降显著减小；通过设置水平向加筋垫层，更大程度地发挥了桩与土各自的受力状态；该方法施工方便快捷、经济环保、处理深度大、质量可控、造价较低、结构简单。

Description

一种大直径半刚性桩网复合地基

技术领域

本实用新型涉及地基处理技术，尤其涉及一种用于海上的大直径半刚性桩网复合地基。

背景技术

外海深厚软土地基上建筑物、路堤等在长期荷载作用下竖向变形不均、变形稳定时间长、工后沉降等问题突出，为了提高深厚软土地基的承载力，减少工后沉降量，常采用排水固结法和复合地基法对天然软土地基进行加固处理。

堆载预压或真空预压等排水固结法虽然技术成熟、经济性好、消除沉降明显，但较长的工期或较多的土石方常常制约建设项目对该方法的使用。

复合地基法，主要包括由天然土体地基与人工增强体结合而成、天然土体地基与置换材料结合而成、改良的天然土体地基与嵌入的材料结合而成的多种类型结合的复合地基，如水泥搅拌桩、旋喷桩、碎石桩、CFG桩或素混凝土刚性桩复合地基等。传统复合地基方法的桩径小、桩数多、置换率大，施工工期长、质量难以控制且工程造价高。传统的复合地基设计仅局限于桩和土共同承担上部荷载的承载力设计概念，由于软土承载力非常有限，通过设计计算，就需要桩来承担主要的荷载，这样对单桩承载力、布桩置换率或桩数有较高的要求。

常规的桩网复合地基中的桩体多采用钢筋混凝土桩、钢管桩、CFG桩等刚性桩，为合理传递荷载，一般在刚性桩顶上设置桩帽。常规的桩网复合地基中的刚性桩刚度相对较大，大部分荷载通过桩帽-桩体作用传递给地基中较深的土层，桩间土地基难以直接参加工作，而且刚性桩体往往造价不菲。因此，常规的桩网复合地基法投资大、特别是水下桩帽施工质量难以控制。

对于外海超大面积的深厚软土地基的加固，如何寻求一种既能经济环保，同时又能快速施工，且能有效控制工后沉降的方法至关重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种充分利用了半刚性桩体和桩间土的特点，适合于软土地基上快速修筑路堤或堤坝类构筑物并降低造价，可有效加固深厚软土地基，大幅减少工后沉降，同时避免水下桩帽设置问题、经济环保的大直径半刚性桩网复合地基。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种大直径半刚性桩网复合地基，在软土地基中设置有若干嵌入持力层的竖向桩体，其特征在于：在软土地基的表面铺设有加筋垫层，所述桩体的上端突出于软土地基的表面之上，并嵌入在加筋垫层中；在加筋垫层的表面填有路堤填土，桩体与加筋垫层及路堤填土共同形成桩-网-土结构的半刚性桩网复合地基，路堤自重及其承担的荷载通过土拱效应及加筋垫层直接传递给桩体、软土地基及持力层，由桩体、软土地基及持力层共同承担路堤自重及路堤承担的荷载。

优选地，所述桩体为海上大直径深层水泥搅拌桩，其等效桩径为2.0～3.0m，桩距为2～4倍桩径，置换率为10％～20％，若干桩体呈纵横均匀布置于软土地基中并嵌入持力层，桩体最深为水下70m。

优选地，所述桩体为半刚性的深层水泥搅拌桩，且为摩擦桩；相邻四根桩体为正方形布置，各桩体采用海上深层水泥搅拌法施工工艺形成。

进一步地，所述加筋垫层包括有砂垫层和土工合成加筋层，所述桩体的上端突出于软土地基的表面之上并嵌入在砂垫层中；土工合成加筋层铺设在砂垫层上，路堤填土筑填在土工合成加筋层的表面，形成路堤或堤坝类构筑物。

优选地，所述砂垫层的厚度为1.0～2.0m，土工合成加筋层由一层双向土工合成加筋材料构成，这些材料均为现有的材料。

优选地，所述砂垫层中粒径小于0.063mm的细粒含量不大于10％，且无粒径大于6mm的砾料。

优选地，所述土工合成加筋层在主受力方向延伸率15％时的抗拉强度不小于700～1000kN/m。

优选地，所述海上大直径深层水泥搅拌桩的28天无侧限抗压强度不低于1.2～1.4MPa。

优选地，所述桩体的上端嵌入在砂垫层中的高度不小于1m。

优选地，所述路堤填土为人工填筑材料，其厚度不小于桩间净距的两倍。

本实用新型通过设置大直径、低置换率(等效桩径为2.0～3.0m，置换率为10％～20％)的深层水泥搅拌桩和水平向加筋垫层，与路堤填土共同形成大直径半刚性桩网复合地基，使之对上部荷载的地基承载力增加到至少150kPa，工后沉降显著减小到30～50cm，差异沉降最小可达0.1％；通过设置水平向加筋垫层，更大程度地发挥了桩与土各自的受力状态；该方法施工方便快捷、经济环保、处理深度大、质量可控、造价较低，并且结构简单，设计合理，便于推广，具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型立面结构示意图。

图中，1为路堤填土；2为土工合成加筋层；3为砂垫层；4为软土地基；5为持力层；6为桩体。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例对本实用新型做进一步说明：

本实施例中，参照图1，所述大直径半刚性桩网复合地基，在软土地基4中设置有若干嵌入持力层5的竖向桩体6，在软土地基4的表面铺设有加筋垫层，所述桩体6的上端突出于软土地基4的表面之上，并嵌入在加筋垫层中；在加筋垫层的表面填有路堤填土1，桩体6与加筋垫层及路堤填土1共同形成“桩-网-土”结构的半刚性桩网复合地基，路堤自重及其承担的荷载通过土拱效应及加筋垫层直接传递给桩体6、软土地基4及持力层5，共同承担路堤自重及其承担的荷载。

所述桩体6为海上大直径深层水泥搅拌桩，其等效桩径为2.0～3.0m，如2.4m，桩距为2～4倍桩径，如2倍，置换率为10％～20％，如20％；若干桩体6呈纵横均匀布置于软土地基4中并嵌入持力层5，桩体6最深为水下70m。

所述桩体6为半刚性的深层水泥搅拌桩，且为摩擦桩；相邻四根桩体6为正方形布置，各桩体6采用海上深层水泥搅拌法施工工艺形成。

所述加筋垫层包括有砂垫层3和土工合成加筋层2，桩体6的上端突出于软土地基4的表面之上并嵌入在砂垫层3中；土工合成加筋层2铺设在砂垫层3上，路堤填土1筑填在土工合成加筋层2的表面，形成路堤或堤坝类构筑物。

所述砂垫层3的厚度为1.0～2.0m，如2m；土工合成加筋层2由一层双向土工合成加筋材料(或两层单向土工合成加筋材料)构成，这些材料均为现有的材料。所述砂垫层3中粒径小于0.063mm的细粒含量不大于10％，且无粒径大于6mm的砾料。

所述土工合成加筋层2在主受力方向延伸率15％时的抗拉强度不小于700～1000kN/m。

所述海上大直径深层水泥搅拌桩的28天无侧限抗压强度不低于1.2～1.4MPa。海上大直径深层水泥搅拌桩的上端嵌入在砂垫层3中的高度不小于1m。

所述路堤填土1为人工填筑材料，其厚度不小于桩间净距的两倍。

该大直径半刚性桩网复合地基的具体施工过程为：

S1、半刚性桩网复合地基设计，确定海上大直径深层水泥搅拌桩加固深度及置换率(确定桩径及桩间距)；

S2、铺设水平砂垫层3，其中，砂垫层3厚度为1.0～2.0m，且分层铺设；

S3、采用海上大直径深层水泥搅拌法施工工艺在软土地基4中形成海上大直径深层水泥搅拌桩并嵌入持力层5中。

其中，海上大直径深层水泥搅拌桩的桩体6等效桩径为2.0～3.0m，桩距一般为2～4倍桩径，正方形布置，置换率为10％～20％，海上深层水泥搅拌法桩长最深为水下70m，可满足地基承载力、残余沉降和差异沉降的设计要求；桩体6的桩顶进入砂垫层3不少于1m，桩底标高宜嵌入持力层5中一定深度(如3m)；

S4、铺设水平土工合成加筋材料，其中，土工合成加筋材料为一层双向土工合成加筋材料；

S5、填筑路堤填土1，其中，填筑路堤填土1应根据设计要求、施工能力、潮位和波浪影响，确定分层和分段施工顺序；路堤填土1的密实度应满足相关要求，且厚度不小于两倍的桩间净距。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种大直径半刚性桩网复合地基，在软土地基中设置有若干嵌入持力层的竖向桩体，其特征在于：在软土地基的表面铺设有加筋垫层，所述桩体的上端突出于软土地基的表面之上，并嵌入在加筋垫层中；在加筋垫层的表面填有路堤填土，桩体与加筋垫层及路堤填土共同形成桩-网-土结构的半刚性桩网复合地基，路堤自重及其承担的荷载通过土拱效应及加筋垫层直接传递给桩体、软土地基及持力层，由桩体、软土地基及持力层共同承担路堤自重及路堤承担的荷载。

2.根据权利要求1所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述桩体为海上大直径深层水泥搅拌桩，其等效桩径为2.0～3.0m，桩距为2～4倍桩径，置换率为10％～20％，若干桩体呈纵横均匀布置于软土地基中并嵌入持力层，桩体最深为水下70m。

3.根据权利要求1或2所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述桩体为半刚性的深层水泥搅拌桩，且为摩擦桩；相邻四根桩体为正方形布置，各桩体采用海上深层水泥搅拌法施工工艺形成。

4.根据权利要求1所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述加筋垫层包括有砂垫层和土工合成加筋层，所述桩体的上端突出于软土地基的表面之上并嵌入在砂垫层中；土工合成加筋层铺设在砂垫层上，路堤填土填筑在土工合成加筋层的表面。

5.根据权利要求4所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述砂垫层的厚度为1.0～2.0m，土工合成加筋层由一层双向土工合成加筋材料构成。

6.根据权利要求5所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述砂垫层中粒径小于0.063mm的细粒含量不大于10％，且无粒径大于6mm的砾料。

7.根据权利要求5所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述土工合成加筋层在主受力方向延伸率15％时的抗拉强度不小于700～1000kN/m。

8.根据权利要求2所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述海上大直径深层水泥搅拌桩的28天无侧限抗压强度不低于1.2～1.4MPa。

9.根据权利要求1所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述桩体的上端嵌入在砂垫层中的高度不小于1m。

10.根据权利要求1所述的大直径半刚性桩网复合地基，其特征在于：所述路堤填土为人工填筑材料，其厚度不小于桩间净距的两倍。

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