專利名稱:預(yù)成孔側(cè)向約束樁的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及地基處理和深基礎(chǔ)施工領(lǐng)域，尤其是預(yù)成孔側(cè)向約束樁，其特征在于：所述樁體包括具有滲透性的側(cè)向約束體和粗顆粒填料，所述粗顆粒填料包裹在所述側(cè)向約束體的內(nèi)部，所述側(cè)向約束體對所述粗顆粒填料施加側(cè)向約束作用。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是：具有一次性穿透粗顆粒填土層和深厚軟土層、水下施工、高韌高強(qiáng)加筋濾網(wǎng)側(cè)向約束、控制變形、超大直徑側(cè)限約束粗顆粒填料樁的密實度和剛度可控可調(diào)、能形成快速排水通道、加速軟土固結(jié)、造價低、高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
預(yù)成孔側(cè)向約束樁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及地基處理和深基礎(chǔ)施工領(lǐng)域，尤其是預(yù)成孔側(cè)向約束粧，具體指預(yù)成孔密實超大直徑一體式側(cè)向約束可抗拔排水節(jié)能環(huán)保粗顆粒填料粧法，是對表層為回填開山石、建筑垃圾、工業(yè)廢渣等粗粒料，深層為淤泥及淤泥質(zhì)等軟土地基進(jìn)行固結(jié)加固的地基處理和深基礎(chǔ)施工技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)擠密碎石粧通過機(jī)具成孔，然后在孔內(nèi)填入粒徑要求嚴(yán)格的碎石料，擠密成粧，并與粧間土共同作用形成復(fù)合地基。由于碎石粧屬于散體粧，淤泥或淤泥質(zhì)等軟土對粧體難以形成有效的側(cè)向約束，受荷后淺層易鼓脹變形，粧體和復(fù)合地基的承載能力低，變形大，從而限制了碎石粧在淤泥及淤泥質(zhì)等軟土中的使用
[0003]由于軟基承載力非常低，變形很大，因此為提高承載力和控制變形可在軟基中打入鋼筋混凝土粧。但鋼筋混凝土粧所用的鋼材、水泥等排放量大、污染環(huán)境、造價高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了預(yù)成孔側(cè)向約束粧，通過在粗顆粒填料設(shè)置側(cè)向約束體，實現(xiàn)了一次穿透表層粗顆粒填土層、超深密實成粧和在淤泥及淤泥質(zhì)軟土中提供側(cè)向約束，可以有效發(fā)揮粧體承載力、控制變形能力、排水固結(jié)能力和可提供抗拔承載力的地基處理和深基礎(chǔ)施工技術(shù)。
[0005]本實用新型目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
[0006]—種預(yù)成孔側(cè)向約束粧，其特征在于:所述粧體包括具有滲透性的側(cè)向約束體和粗顆粒填料，所述粗顆粒填料包裹在所述側(cè)向約束體的內(nèi)部，所述側(cè)向約束體對所述粗顆粒填料施加側(cè)向約束作用。該粧一次性穿透粗顆粒填土層與軟土層地基并形成超大直徑側(cè)向約束粗顆粒填料粧。
[0007]所述側(cè)向約束體與上部粧基礎(chǔ)之間錨固連接，從而形成可抗拔側(cè)向約束粗顆粒填料粧。
[0008]所述側(cè)向約束體為加筋濾網(wǎng)，所述粗顆粒填料指的是開山石、建筑垃圾或工業(yè)廢渣。加筋濾網(wǎng)置于粗顆粒填料外側(cè)，荷載作用下，高強(qiáng)高韌加筋濾網(wǎng)對粗顆粒粧體形成側(cè)向包裹約束作用，加筋濾網(wǎng)與粗顆粒填料形成的粧體整體性加強(qiáng)，其抗剪強(qiáng)度和抗變形能力大大提高，解決了斷粧問題。
[0009]側(cè)向約束開粗顆粒填料粧與粧間土體形成復(fù)合地基共同承擔(dān)上部荷載，亦可作為深基礎(chǔ)單獨(dú)承載。
[0010]側(cè)向約束開粗顆粒填料粧直徑超大，密實度與剛度可控可調(diào)。
[0011]預(yù)成孔側(cè)向約束粗顆粒填料粧不用鋼材水泥等高耗能產(chǎn)品，可部分替代軟基中的鋼筋混凝土粧，不污染地下水、空氣和土壤，無污染排放，可用建筑垃圾等粗顆粒、質(zhì)地堅硬的工業(yè)廢渣做填料，加固改良原地基土，節(jié)水節(jié)材節(jié)能環(huán)保效果明顯。
[0012]預(yù)成孔側(cè)向約束粗顆粒填料粧對粗顆粒填料的粒徑要求較低，最大粒徑振密時小于300mm，窮實時小于500mm即可。而常規(guī)碎石粧的最大粒徑要求一般不得超過120mm。
[0013]預(yù)成孔側(cè)向約束粗顆粒填料粧實現(xiàn)對地基進(jìn)行排水、置換、加固、控制變形等共同的作用:
[0014]排水:形成的超大直徑高滲透性加筋濾網(wǎng)側(cè)向約束粗顆粒填料粧，可作為大直徑排水通道，加速軟弱下臥層的排水固結(jié)；
[0015]置換:形成的超大直徑加筋濾網(wǎng)側(cè)向約束粗顆粒填料粧，可以穿透深厚軟土層同時由于高強(qiáng)高韌加筋濾網(wǎng)的側(cè)向約束可以置換軟土形成具有豎向增強(qiáng)作用的粧體；
[0016]加固:形成的超大直徑加筋濾網(wǎng)側(cè)向約束粗顆粒填料粧，具有較高強(qiáng)度和較高承載力，且其密實度和剛度可控可調(diào)，對地基的加固效果顯著；
[0017]控制變形:形成的超大直徑加筋濾網(wǎng)側(cè)向約束粗顆粒填料粧，其受高韌高強(qiáng)加筋濾網(wǎng)的約束作用，具有良好的整體性，同時可直接穿透深厚軟弱下臥層，與表層壓實的粗顆粒填土層協(xié)同作用，從而很好的控制地基基礎(chǔ)的變形；
[0018]同時，預(yù)成孔側(cè)向約束粗顆粒填料粧在加速軟土層的固結(jié)的同時，隨軟土層固結(jié)變形的進(jìn)行，粧體的密實度和豎向承載性能不斷提高。
[0019]形成的超大直徑加筋濾網(wǎng)側(cè)向約束粗顆粒填料粧，其受高韌高強(qiáng)加筋濾網(wǎng)的約束作用，具有良好的整體性，密實度和剛度可控可調(diào)，處理深度超深(超過30m)，可作為深基礎(chǔ)單獨(dú)承載。
[0020]技術(shù)方案的技術(shù)特點(diǎn)是:
[0021 ] (I) 一次性穿透粗顆粒填土層和深厚軟土層，使粧體著底；
[0022](2)通過振動桿振動或夯實作用對粧體進(jìn)行密實；
[0023](3)粧體的密實度和剛度可控可調(diào)；
[0024](4)粧體直徑超大，最大可達(dá)3.0m;
[0025](5)荷載作用下，高強(qiáng)高韌加筋濾網(wǎng)對粗顆粒材料形成側(cè)向約束作用，可以充分發(fā)揮粧體的承載能力和抗變形能力；
[0026](6)粗顆粒填料與加筋濾網(wǎng)形成的粧體整體性加強(qiáng)，抗剪能力增強(qiáng)，解決了碎石粧的斷粧問題；
[0027](7)加筋濾網(wǎng)與粗顆粒填料共同作用形成超大直徑側(cè)向約束粗顆粒填料粧，超大直徑側(cè)向束粗顆粒填料粧與粧間土共同承擔(dān)上部荷載形成復(fù)合地基；
[0028](8)粧體整體性，密實性好，可作為深基礎(chǔ)單獨(dú)承載；
[0029](9)它實現(xiàn)對地基進(jìn)行控制變形、排水、置換、加固等共同的作用；
[0030](10)不受地下水位的限制，可進(jìn)行水下施工；
[0031](H)通過加筋濾網(wǎng)長度的變化，根據(jù)地質(zhì)情況和設(shè)計要求在復(fù)合地基中可形成變粧徑、變粧長或長短粧粗細(xì)粧組合地基，將提供承載力和粧控制變形有機(jī)結(jié)合，經(jīng)濟(jì)高效，節(jié)能環(huán)保。
[0032]本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是:在淤泥與淤泥質(zhì)土等軟土地基中形成超大直徑側(cè)向約束可抗拔排粗顆粒填料粧，可實現(xiàn)一次性穿透粗顆粒填土層，深厚軟土地基，該粧長度可控可調(diào)、加速軟土層固結(jié)、剛度不斷提升、提高地基承載能力、減少(不均勻)沉降變形、改善滲透性、可提供抗拔力、解決斷粧問題、實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能等目的。
【附圖說明】

[0033]圖1為本實用新型的施工工藝流程圖；
[0034]圖2為本實用新型的施工工藝的步驟一的示意圖；
[0035]圖3為本實用新型的施工工藝的步驟二的示意圖；
[0036]圖4為本實用新型的施工工藝的步驟三的示意圖；
[0037]圖5為本實用新型的施工工藝的第一種步驟四的示意圖(振密)；
[0038]圖6為本實用新型的施工工藝的第二種步驟四的示意圖(夯實)；
[0039]圖7為本實用新型的施工工藝的步驟五的示意圖。
【具體實施方式】
[0040]以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0041]如圖1-7所示，圖中標(biāo)記1-9分別表示為:回填碎石層1、淤泥層2、持力層3、成孔4、加筋濾網(wǎng)5、粗顆粒填料6、振動錘7、振動桿8、夯擊錘9。
[0042]實施例:本實施例中的預(yù)成孔側(cè)向約束粧包括加筋濾網(wǎng)5和粗顆粒填料6，粗顆粒填料6包裹在加筋濾網(wǎng)5的內(nèi)部，使加筋濾網(wǎng)5對粗顆粒填料6產(chǎn)生側(cè)向約束作用，具有良好的整體性。
[0043]本實施例中的預(yù)成孔側(cè)向約束粧在具體施工時具有如下步驟:
[0044]1、設(shè)計:
[0045](I)預(yù)成孔深層密實大直徑側(cè)向約束粗顆粒填料粧法的設(shè)計參數(shù)包括:粧孔孔徑、粧徑、粧距、粧長、振動桿振動頻率和振密時間(或夯實能級和夯錘直徑)、外管上拔速度、加筋濾網(wǎng)直徑與強(qiáng)度、地基處理要求(地基承載力、變形模量)等。
[0046](2)正式施工前宜進(jìn)行試驗性施工，以驗證施工參數(shù)的合理性及地基處理效果是否滿足要求。
[0047](3)粧位布置可采用正三角形或正方形布置。
[0048](4)填料適當(dāng)，最大粒徑振密不宜大于300mm，夯實不易大于500mm，含泥量不做要求。
[0049]2、如圖1所示，施工的具體步驟包括:
[0050](I)施工準(zhǔn)備
[0051 ]施工準(zhǔn)備包括人員、機(jī)械設(shè)備、施工材料、臨時用水用電、施工道路等。機(jī)械設(shè)備主要包括鉆進(jìn)機(jī)械與密實機(jī)械，施工材料主要為粗顆粒填料6，粗顆粒填料6可以采用開山石、建筑垃圾、工業(yè)廢渣等材料。
[0052](2)施工工藝流程
[0053]①如圖2所示，通過鉆機(jī)一次性穿透回填碎石層I和淤泥層2形成成孔4，成孔4的孔底位于持力層3上?；靥钏槭瘜覫屬于粗顆粒填土層中的一種，淤泥層2屬于軟土層中的一種，當(dāng)?shù)鼗谋韺訛榇诸w粒填土層中的任意一種，深層屬于軟土層中的任意一種時，成孔4的孔底均位于持力層3上，即通過鉆機(jī)一次性穿透粗顆粒填土層和軟土層形成成孔4。
[0054]③如圖3所示，下設(shè)直徑為0.8-3.0m的高韌高強(qiáng)的加筋濾網(wǎng)5。在實際使用中，加筋濾網(wǎng)5的直徑與設(shè)計的粧孔孔徑吻合適配。在實際施工中，可在加筋濾網(wǎng)5內(nèi)填充少量的粗顆粒填料6，以增加加筋濾網(wǎng)5的底部重量，保證其底部觸及成孔4的孔底，即持力層3上。
[0055]③如圖4所示，從加筋濾網(wǎng)5的底部由下至上向加筋濾網(wǎng)5內(nèi)回填粗顆粒填料6，填料量以粧體直徑、粧體長度、激振力(或夯實能級)、設(shè)計要求的密實度和剛度等進(jìn)行控制。
[0056]④對粗顆粒填料6進(jìn)行密實，此時可采用如圖5所示的振密方式或如圖6所示的夯擊方式。如圖5所示，當(dāng)采用振動密實時，可采用振動錘7和振動桿8的組合來對粗顆粒填料6進(jìn)行振密。振動桿8的激振力、振密時間和振動錘7的規(guī)格(或夯實能級、錘底面積)與填料量、粗顆粒填料6的粒徑、加筋濾網(wǎng)5的強(qiáng)度、形成粧體的強(qiáng)度、粧體密實度和剛度、復(fù)合地基的強(qiáng)度和變形要求等相適應(yīng)。當(dāng)采用如圖6所示的夯擊密實時，可采用夯擊錘9來對粗顆粒填料6進(jìn)行夯實，而此時粗顆粒填料6采用分層填料，即回填一定高度的粗顆粒填料6之后，采用夯擊錘9進(jìn)行夯實，夯實完成后，繼續(xù)回填一定高度的粗顆粒填料6。
[0057]⑤如圖7所示，表層夯實，補(bǔ)充填料至地面后對上部粧體和粧間土進(jìn)行強(qiáng)夯。
[0058]⑥重復(fù)步驟①-⑤，完成全部孔位施工。
[0059]3、質(zhì)量檢測
[0060](I)質(zhì)量檢測的內(nèi)容包括:粧體密實狀態(tài)、粧體承載力、復(fù)合地基承載力、復(fù)合地基變形模量等。
[0061](2)施工完成后，應(yīng)間隔一定時間方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗，對淤泥及淤泥質(zhì)土地基應(yīng)在施工結(jié)束4周以后。
[0062](3)檢測方法可采用復(fù)合地基或單粧載荷試驗、動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入(粧間土)、靜力觸探(粧間土)等原位測試與室內(nèi)土工試驗相結(jié)合等方法。
[0063](4)檢測點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
[0064]4、質(zhì)量控制要求
[0065](I)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與控制要點(diǎn)
[0066]施工過程中對成孔直徑、成孔位置、成孔垂直度、成孔深度、加筋濾網(wǎng)直徑、加筋濾網(wǎng)強(qiáng)度、振動頻率和振動時間(或夯實能級)、填料量等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格地檢查與控制，保證滿足設(shè)計要求與現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；
[0067]質(zhì)量的主要控制項目包括地基承載力與變形模量；
[0068]質(zhì)量的一般控制項目包括成孔直徑、成孔深度、加筋濾網(wǎng)強(qiáng)度、振動頻率和振動時間(或夯實能級)、套管上拔速度與填料量。
[0069I (2)質(zhì)量保證措施
[0070] 在成孔過程中，嚴(yán)格檢查保證成孔的直徑、深度與垂直度；
[0071 ]加筋濾網(wǎng)下放應(yīng)采取有效措施保證其不扭結(jié)；
[0072]嚴(yán)格控制振動頻率(或夯實能級)與套管上拔速度，保證粧體體的密實效果。
[0073]5、孔內(nèi)填料要求
[0074]孔內(nèi)填料粒徑應(yīng)適當(dāng)，最大粒徑振密不宜大于300mm，夯實不宜大于500mm，含泥量不做要求。
[0075]本實施例在具體實施時:本實施例所采用的加筋濾網(wǎng)5為側(cè)向約束體中的一種，在側(cè)向約束體的選擇時，需具備以下兩個特點(diǎn):I)具有很高的滲透性，由于形成的側(cè)向約束粧，其具有加速軟土地基排水固結(jié)功能，因此側(cè)向約束材料必須具備滲透性;2)具有較高抗拉模量，即在受粧體材料的側(cè)向擠壓時，約束材料應(yīng)具有很高的強(qiáng)度。
[0076]雖然以上實施例已經(jīng)參照附圖對本實用新型目的的構(gòu)思和實施例做了詳細(xì)說明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在沒有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對本實用新型作出各種改進(jìn)和變換，如:粗顆粒填料6或側(cè)向約束體的種類，施工機(jī)械的選擇等，故在此不--贅述。
【主權(quán)項】
1.一種預(yù)成孔側(cè)向約束粧，其特征在于:所述粧體包括具有滲透性的側(cè)向約束體和粗顆粒填料，所述粗顆粒填料包裹在所述側(cè)向約束體的內(nèi)部，所述側(cè)向約束體對所述粗顆粒填料施加側(cè)向約束作用，所述側(cè)向約束體與上部粧基礎(chǔ)之間錨固連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)成孔側(cè)向約束粧，其特征在于:所述側(cè)向約束體為加筋濾網(wǎng)，所述粗顆粒填料指的是開山石、建筑垃圾或工業(yè)廢渣。
【文檔編號】E02D3/08GK205712060SQ201620158696
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月2日
【發(fā)明人】梁富華, 水偉厚, 董炳寅, 高斌峰, 張仲道, 張新蕊, 王亞凌, 楊潔, 祁俊卿, 吳奇俊, 王寧, 趙偉濤, 李慶天, 胡廣陽, 董星
【申請人】中化巖土工程股份有限公司, 北京場道市政工程集團(tuán)有限公司, 北京泰斯特工程檢測有限公司