一種加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁，所述組合樁包括設(shè)于上部厚覆蓋層的水泥砂漿樁，設(shè)于下部軟土層的大直徑混凝土樁，以及設(shè)于所述組合樁樁體中心的預(yù)制管樁；水泥砂漿樁的樁周具有漿液加固區(qū)，大直徑混凝土樁底部設(shè)置預(yù)制樁尖，預(yù)制樁尖伸入相對(duì)持力層；所述組合樁樁體外包土工膜袋，其中大直徑混凝土樁外包不透漿土工布袋，水泥砂漿樁外包可透漿土工布袋；土工膜袋外設(shè)置有塑料排水板或軟式透水管；預(yù)制管樁底部焊接有鋼筋籠。本發(fā)明針對(duì)厚覆蓋層和軟土層兩種土層各自的特點(diǎn)，采用不同的施工材料和施工工藝，解決了傳統(tǒng)施工手段加固效果不佳的問(wèn)題，取得良好的加固效果。
【專利說(shuō)明】-種加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合粧及施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁及施工方法，屬于地基基礎(chǔ)加 固工程領(lǐng)域，適用于建筑工程、道路工程、提防工程中的地基基礎(chǔ)加固處理。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)的建筑業(yè)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)和建筑方法已經(jīng)有了突飛猛進(jìn) 的發(fā)展。隨著城市人口的不斷增長(zhǎng)，城市的范圍在不斷的擴(kuò)大，以往的低洼地帶經(jīng)過(guò)多年的 發(fā)展已經(jīng)變成平整的可以使用的土地。經(jīng)過(guò)多年的填埋已經(jīng)變?yōu)橐粚雍駥?shí)的覆蓋土，表面 看起來(lái)其承載力很高，但是現(xiàn)在建筑物的荷載越來(lái)越大，我們不僅要保證表層土具有較好 的承載力，有些建筑物越來(lái)越向地下延伸，我們對(duì)土層承載力的要求也越來(lái)越高，但是真正 的土層本身具有較好承載力的土質(zhì)越來(lái)越少，這就需要我們不斷的改進(jìn)地基加固的方法。 針對(duì)不同的地質(zhì)特征采用具有針對(duì)性的地基加固方法。
[0003] 地基基礎(chǔ)加固是因?yàn)樘烊坏鼗浫鯚o(wú)法滿足地基強(qiáng)度、變形等要求，在進(jìn)行上部 結(jié)構(gòu)施工時(shí)需要事先對(duì)地基進(jìn)行處理。常用的地基加固方法都是針對(duì)特點(diǎn)某種常見(jiàn)的土質(zhì) 情況。如，換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基 承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結(jié)，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。強(qiáng)夯法適 用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。砂 石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基，提高地基的承載力和降 低壓縮性，也可用于處理可液化地基。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì) 土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。高壓噴射注 漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。預(yù)壓法適用 于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和粘性土地基。
[0004] 以上的地基加固技術(shù)在一定的工程條件中能起到較好的加固效果。但對(duì)于一些較 特殊的基礎(chǔ)形式仍不能完全解決問(wèn)題。針對(duì)原本是地勢(shì)較低的淤泥質(zhì)的軟土層，隨著建設(shè) 的發(fā)展，在其上填埋了較厚的填土層，這種地質(zhì)厚覆蓋深埋軟土的地質(zhì)在江河邊為常見(jiàn)地 質(zhì)。為了要解決城市交通的發(fā)展，越來(lái)越多的城市開(kāi)始建設(shè)城市沿江大道，即為了改善交通 環(huán)境也為了給城市居民一個(gè)較好的休閑環(huán)境。
[0005] 鑒于此亟待發(fā)明一種厚覆蓋層傳統(tǒng)地基處理手段難于施工的難題，避免對(duì)厚覆蓋 產(chǎn)生過(guò)大擾動(dòng)，且對(duì)下部軟基起到了較好的加固效果的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 現(xiàn)有的地基處理技術(shù)，大多數(shù)采用的是同一施工工藝應(yīng)用到不同的土層中，沒(méi)有 針對(duì)不同土層的特點(diǎn)采用不同的施工方法，更好的對(duì)地基進(jìn)行加固。本發(fā)明的目的在于克 服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，針對(duì)兩種差別較大的土層各自的特點(diǎn)，采用不同的施工材料和 施工工藝，起到較好的加固效果。
[0007] -種加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁，其特征在于，所述組合樁包括設(shè)于上部 厚覆蓋層的水泥砂漿樁，設(shè)于下部軟土層的大直徑混凝土樁，以及設(shè)于所述組合樁樁體中 心的預(yù)制管樁；水泥砂漿樁的樁周具有漿液加固區(qū)，大直徑混凝土樁底部設(shè)置預(yù)制樁尖，預(yù) 制樁尖伸入相對(duì)持力層；所述組合樁樁體外包土工膜袋，其中大直徑混凝土樁外包不透漿 土工布袋，水泥砂漿樁外包可透漿土工布袋；土工膜袋外設(shè)置有塑料排水板或軟式透水管； 預(yù)制管樁底部焊接有鋼筋籠。
[0008] 進(jìn)一步地，不透漿土工布袋的直徑大于可透漿土工布袋的直徑。
[0009] 進(jìn)一步地，預(yù)制管樁的頂部和底部分別設(shè)置有預(yù)制管樁頂部封口和預(yù)制管樁底部 封口，預(yù)制管樁的底部沿圓周均勻設(shè)置有預(yù)埋連接筋，預(yù)埋連接筋與下端的鋼筋籠焊接連 接。
[0010] 所述預(yù)制管樁嵌入大直徑混凝土樁中。
[0011] 本發(fā)明通過(guò)引孔有效解決了厚覆蓋層傳統(tǒng)地基處理手段難于施工的難題，同時(shí)大 直徑布袋混凝土樁采用后擴(kuò)擠形成的工法，避免厚覆蓋層引孔過(guò)大，且對(duì)下部軟基起到了 較好的加固效果。塑料排水板或軟式透水管的設(shè)置也加速了下部軟土層的排水固結(jié)，可有 效的控制地基的沉降。厚覆蓋層部分采用漿液可滲透性土工布袋，故在往厚覆蓋層中灌入 水泥砂漿時(shí)，水泥砂漿會(huì)滲透到樁身周圍土體形成漿液加固區(qū)，對(duì)引孔導(dǎo)致的厚覆蓋層樁 周土擾動(dòng)層起到漿固加固效應(yīng)。
[0012] 在樁體中植入下部預(yù)制管樁，并且預(yù)制管樁底部焊接部分或與大直徑混凝土樁等 長(zhǎng)的鋼筋籠，可提高預(yù)制管樁整體承載能力，同時(shí)下部焊接的鋼筋籠增強(qiáng)了下部大直徑混 凝土樁的強(qiáng)度。
[0013] 本發(fā)明還提供了上述加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁的施工方法，其特征在 于：包括以下步驟：
[0014] 1)按現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和厚覆蓋層深度確定可透漿土工布袋和不可透漿土工布袋的 長(zhǎng)度，根據(jù)數(shù)據(jù)制作土工膜袋，并在土工膜袋周圍綁扎固定塑料排水板或軟式透水管；
[0015] 2)在指定樁位，采用潛孔鉆機(jī)在厚覆蓋層引孔至設(shè)計(jì)的標(biāo)高位置；
[0016] 3)將制作好的土工膜袋與預(yù)制樁尖連接，套入鋼沉管中；
[0017] 4)樁機(jī)就位，將鋼沉管吊起，并將擴(kuò)擠裝置套入土工膜袋中伸入鋼沉管底端，沿著 引孔的中心線將鋼沉管、和擴(kuò)擠裝置一起壓入地基指定深度處；
[0018] 5)形成大直徑混凝土樁：往土工膜袋中灌入混凝土，然后開(kāi)始上拔沉管，拔起到 一定高度后，啟動(dòng)擴(kuò)擠裝置以擴(kuò)大混凝土樁直徑，然后再將鋼沉管和擴(kuò)擠裝置一起上拔一 定高度，再進(jìn)行擴(kuò)擠工序，重復(fù)以上步驟，直到擴(kuò)擠形成通長(zhǎng)的大直徑混凝土樁；
[0019] 6)形成水泥砂漿樁及漿液加固區(qū)：往鋼沉管中灌入水泥砂漿，邊灌水泥砂漿邊上 拔沉管，形成水泥砂漿樁，水泥砂漿滲透到周圍土體中形成漿液加固區(qū)；
[0020] 7)待沉管拔出后，利用吊機(jī)將在預(yù)制好的預(yù)制管樁植入樁體中心，所述預(yù)制管樁 下部焊接鋼筋籠。
[0021] 本發(fā)明具有以下有益效果和特點(diǎn)：
[0022] (1)針對(duì)厚覆蓋層深埋軟土的地質(zhì)條件，上部厚覆蓋區(qū)采用小直徑柔性水泥砂漿 樁，深埋軟土區(qū)大直徑混凝土剛性樁，這種針對(duì)不同地質(zhì)條件的剛?cè)峤M合樁的方式對(duì)厚覆 蓋地區(qū)進(jìn)行加固處理，節(jié)約材料且加固效果良好。
[0023] (2)利用潛孔鉆機(jī)等在厚覆蓋層區(qū)域引孔，同時(shí)厚覆蓋層以下的大直徑混凝土樁 采用后擴(kuò)擠形成的方式避免了厚覆蓋層引孔過(guò)大，有效解決了厚覆蓋層地區(qū)傳統(tǒng)地基處理 手段難于施工的問(wèn)題。
[0024] (3)在樁體中植入下部焊接鋼筋籠的預(yù)制管樁，提高了樁體承載能力，同時(shí)對(duì)下部 大直徑混凝土樁起到了加筋作用，提高了樁體的強(qiáng)度。
[0025] (4)樁體外部包裹土工布袋，上部水泥砂漿樁部分采用的是可透漿布袋，漿液擴(kuò)散 至樁周形成漿液加固區(qū)，對(duì)引孔導(dǎo)致的厚覆蓋層樁周土擾動(dòng)層起漿固加固效應(yīng)，下部采用 不透漿布袋起到包裹、緊密混凝土樁的效果，加強(qiáng)了樁體強(qiáng)度。
[0026] (5) 土工布袋周圍固定綁扎塑料排水板和軟式頭水管，為厚覆蓋層下部軟土地區(qū) 排水固結(jié)提供了堅(jiān)向排水通道，加速排水固結(jié)速度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2是預(yù)制管樁底部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3_ I，圖3_ II是加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁施工過(guò)程不意圖。
[0030] 附圖圖示說(shuō)明：1 一水泥砂漿樁，2-大直徑混凝土樁，3-預(yù)制管樁，4一鋼筋籠， 5-預(yù)制管樁頂部封口，6-預(yù)制管樁底部封口，7-預(yù)埋連接筋，8-預(yù)制樁尖，9一土工膜 袋，10-可透漿土工布袋，11 一不透漿土工布袋，12-塑料排水板或軟式透水管，13-漿液 加固區(qū)，14 一潛孔鉆機(jī)，15-鋼沉管，16-擴(kuò)擠裝置，17-厚覆蓋層，18-軟土層，19 一相對(duì) 持力層。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 沉管制作技術(shù)要求、沉管打設(shè)及提升技術(shù)要求、潛孔鉆機(jī)的施工要求和鋼筋籠制 作的技術(shù)要求等本實(shí)施方案中不再累述，具體闡述本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。
[0032] 圖1是加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是預(yù)制管樁底部結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0033] 參照?qǐng)D1所示的加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁，主要由上部水泥砂漿樁1，下 部大直徑混凝土樁2,預(yù)制樁尖8, 土工膜袋9,塑料排水板或軟式水管頭12和預(yù)制管樁3組 成。
[0034] 水泥砂漿樁1的樁周具有漿液加固區(qū)13,大直徑混凝土樁2底部設(shè)置預(yù)制樁尖3， 預(yù)制樁尖3伸入相對(duì)持力層19。組合樁樁體外包土工膜袋9,其中大直徑混凝土樁2外包 不透漿土工布袋11，水泥砂漿樁1外包可透漿土工布袋10 ;土工膜袋9外設(shè)置有塑料排水 板或軟式透水管12 ;預(yù)制管樁3的頂部和底部分別設(shè)置有預(yù)制管樁頂部封口 5和預(yù)制管樁 底部封口 6,預(yù)制管樁的底部沿圓周均勻設(shè)置有預(yù)埋連接筋7,預(yù)埋連接筋7與下端的鋼筋 籠4焊接連接。
[0035] 土工膜袋9呈現(xiàn)軟土層處直徑大、厚覆蓋層處直徑小的特征，軟土層部分的土工 膜袋直徑達(dá)到800mm，厚覆蓋層部分的土工膜袋直徑為500mm ;厚覆蓋層部分土工膜袋的材 料采用反濾土工布，為可透漿土工布袋10,具體參數(shù)如表1，軟土區(qū)部分采用普通不透漿土 工布袋11，并在土工膜袋9周圍固定綁扎塑料排水板12，具體參數(shù)如表2。
[0036] 表1反濾土工布具體參數(shù)表
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁，其特征在于，所述組合樁包括設(shè)于上部厚 覆蓋層的水泥砂漿樁，設(shè)于下部軟土層的大直徑混凝土樁，以及設(shè)于所述組合樁樁體中心 的預(yù)制管樁；水泥砂漿樁的樁周具有漿液加固區(qū)，大直徑混凝土樁底部設(shè)置預(yù)制樁尖，預(yù)制 樁尖伸入相對(duì)持力層；所述組合樁樁體外包土工膜袋，其中大直徑混凝土樁外包不透漿土 工布袋，水泥砂漿樁外包可透漿土工布袋；土工膜袋外設(shè)置有塑料排水板或軟式透水管； 預(yù)制管樁底部焊接有鋼筋籠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁，其特征在于：不透漿土 工布袋的直徑大于可透漿土工布袋的直徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁，其特征在于：預(yù)制管樁 的頂部和底部分別設(shè)置有預(yù)制管樁頂部封口和預(yù)制管樁底部封口，預(yù)制管樁的底部沿圓周 均勻設(shè)置有預(yù)埋連接筋，預(yù)埋連接筋與下端的鋼筋籠焊接連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁，其特征在于：所述預(yù)制 管樁嵌入大直徑混凝土樁中。
5. 加固厚覆蓋層深埋軟土剛?cè)峤M合樁的施工方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 按現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和厚覆蓋層深度確定可透漿土工布袋和不可透漿土工布袋的長(zhǎng)度， 根據(jù)數(shù)據(jù)制作土工膜袋，并在土工膜袋周圍綁扎固定塑料排水板或軟式透水管； 2) 在指定樁位，采用潛孔鉆機(jī)在厚覆蓋層引孔至設(shè)計(jì)的標(biāo)高位置； 3) 將制作好的土工膜袋與預(yù)制樁尖連接，套入鋼沉管中； 4) 樁機(jī)就位，將鋼沉管吊起，并將擴(kuò)擠裝置套入土工膜袋中伸入鋼沉管底端，沿著引孔 的中心線將鋼沉管、和擴(kuò)擠裝置一起壓入地基指定深度處； 5) 形成大直徑混凝土樁：往土工膜袋中灌入混凝土，然后開(kāi)始上拔沉管，拔起到一定高 度后，啟動(dòng)擴(kuò)擠裝置以擴(kuò)大混凝土樁直徑，然后再將鋼沉管和擴(kuò)擠裝置一起上拔一定高度， 再進(jìn)行擴(kuò)擠工序，重復(fù)以上步驟，直到擴(kuò)擠形成通長(zhǎng)的大直徑混凝土樁； 6) 形成水泥砂漿樁及漿液加固區(qū)：往鋼沉管中灌入水泥砂漿，邊灌水泥砂漿邊上拔沉 管，形成水泥砂漿樁，水泥砂漿滲透到周圍土體中形成漿液加固區(qū)； 7) 待沉管拔出后，利用吊機(jī)將在預(yù)制好的預(yù)制管樁植入樁體中心，所述預(yù)制管樁下部 焊接鋼筋籠。
【文檔編號(hào)】E02D5/50GK104294822SQ201410537999
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】張家倫, 顧廣海, 梁高峰, 關(guān)玉峰, 李平 申請(qǐng)人:安徽天筑建設(shè)（集團(tuán)）有限公司