一种软土层旋挖桩施工方法技术

本发明专利技术公开了一种软土层旋挖桩施工方法，施工时通过砂石料垫层置换表层软土层，使其能承受旋挖桩机施工自重荷载，然后埋设全钢护筒，解决软土层灌注桩施工过程中的缩颈、桩孔移位的难题。本发明专利技术通过砂石料垫层置换软土层和全钢护筒工艺，实现软土层旋挖桩高效成孔，工艺简单，质量安全有保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑工程领域，特别涉及丘陵地带软土层旋挖桩施工方法。通过表面软土层置换砂石料垫层和全钢护筒跟进工艺，实现丘陵地带软土层旋挖桩高效成孔，工期短、工艺简单，质量安全可靠。
技术介绍
我国人均土地资源仅相当于世界平均水平的三分之一，开发的后备土地资源不足，随着我国经济的快速发展，加上开发利用的不合理，使我国的土地资源面临着严峻的挑战。丘陵地带占了我国总面积的十分之一，浙江省的山地和丘陵占到了陆域面积的70.4%，更是一个土地资源稀缺的区域，因而各地通过各种手段挖掘现有土地资源潜力，扩大土地利用空间和深度，土地利用范围和深度的开发逐渐向丘陵地带延伸，新型产业园区向丘陵地带转移建设。丘陵地带产业园区的兴建，带动着房屋基础设施的建设。丘陵地带地表往往凹凸不平，建筑场地一般需要经过平整，在建筑场地平整过程中难免有软土层存在，给后续的基础施工带来了一定的困难，尤其是软土层的桩基础施工。旋挖桩是我国近一段时期推广使用的一种先进桩基础施工工艺，广泛应用于建筑和土木工程的基础桩施工。在丘陵地带软土层施工旋挖桩，面临着与其它地方不相同的技术难题，一方面是旋挖桩机自重大易在软土层下沉，另一方面是施工过程中的桩孔坍塌移位。本专利技术通过在丘陵地带软土层的现场技术攻关和实践，在丘陵地带软土层房屋建造过程中应用旋挖桩施工技术工艺，加快了工程进度，确保了工程质量。
技术实现思路
为了解决旋挖桩机施工荷载自重大易在软土层下沉，施工过程中桩孔坍塌移位的问题，本专利技术通过软土层表面置换砂石垫层和全护筒跟进技术，实现了丘陵地带软土层旋挖桩高效成孔，工艺简单，质量可靠。一种软土层旋挖桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据软土层的承载力性质和旋挖桩机的施工荷载计算表面软土层的置换深度；①、砂石垫层厚度的确定：其厚度应根据地基承载力确定，即作用在砂石垫层底面处土的自重压力与附加压力之和不能超过砂石垫层底的地基承载能力，即：F＋P≤fZF—旋挖桩机的施工荷载自重压力值，单位kPa；P—砂垫层底面处土自重压力值，单位kPa；fZ—经深度后砂垫层底面处土层的地基承载力特征值，单位kPa；②、垫层宽度的确定：基础垫层的宽度B=b＋2tg⊙；B—垫层底面宽度；b—旋挖桩机操作面宽度；⊙—垫层的压力扩散角；（2）将表面软土层开挖至步骤1计算的置换深度；（3）回填砂石料垫层，砂石垫层采用5～40mm之间的级配砂石料，其中25～40mm含量不少于50%；（4）回填砂石料垫层上桩基础定位：砂石垫层回填完成后，根据设计桩位平面及场地的测量资料，测定出桩位中心；（5）埋设全钢护筒，钢护筒穿过软土层达到基岩面；（6）旋挖桩施工：钻孔、安放钢筋笼、浇筑混凝土、拔护筒；（7）养护。进一步地，所述护筒采用8mm～10mm厚钢板制作，内径比设计桩径大300mm。丘陵地带软土层具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低以及物理力学性质差等特点，给基础施工带来了一定的困难和风险。旋挖桩机工作状态自重一般在70t左右，其履带与地面接触面积约7平方米，要求地基承载力在100kPa左右。当表面软土层的承载力和变形不能满足现场施工的要求时，采用强度较高的砂石垫层置换，能使其满足现场施工的要求。通过在软土层表面设置砂石垫层，提高软土地基的承载力。根据旋挖桩机的自重和软土层的承载力计算换填砂石垫层的厚度和宽度，换填的砂石垫层采用5～40mm之间的级配砂石料，其中25～40mm含量不少于50%，一般情况下砂石垫层约0.5～3m厚，其承载力可达到约100kPa。丘陵地带软土层桩基础施工时，将面临成孔施工过程中的缩颈、桩孔移位的难题。针对丘陵地带软土层的特性，采用全护筒跟进穿透软土层，钢护筒直接到达基岩面。全护筒跟进技术能较好的解决软土层桩基成孔过程中的缩颈、桩孔移位技术难题，实现了快速精确成孔。通过软土层表面置换砂石垫层和全护筒跟进技术，实现丘陵地带软土层旋挖桩高效成孔，工期短、工艺简单，质量安全可靠。本专利技术的丘陵地带软土层旋挖桩施工工艺具有施工现场操作简单，技术措施费用少，施工质量安全等特点，在丘陵地带软土层具有较好的经济效益和社会效益：①工效高，在软土层通过砂石层置换和全护筒施工工艺可达到与其它非软土层旋挖桩正常施工的同样功效；②施工精度高，成桩过程中的垂直度、钻压、取土等操作均通过电脑控制，提高了桩基成孔质量，施工过程中的机械化程度高节约了劳动力资源；③技术措施费用少，置换软土层的砂石料强度高、压缩性小、价格低廉，钢护筒可重复使用，节省了项目施工成本，施工操作方便，也节约了施工管理成本；④符合节能环保政策要求，施工产生的噪声小，利用全护筒工艺大大减少了泥浆的排放，减少了对周围环境的影响，节省了泥浆外运的成本，同时也为丘陵地带软土层的灌注桩施工提供了一个较好的技术方案。附图说明图1是砂垫层应力分布示意图。1—置换砂石垫层；2—软土层；B—砂石垫层宽度；b—旋挖桩机操作面宽度；d—砂石垫层厚度；F—旋挖桩机的自重压力值；P—砂垫层底面处土自重压力值；⊙—压力扩散角。具体实施方式1、工艺流程施工准备→表面软土层置换砂石垫层→测量定位→钻机就位→埋设钢护筒→钻孔→终孔测量、验收→下钢筋笼→下导管→混凝土浇筑→拔导管、护筒→养护→质量验收2、操作要点2.1施工准备机具准备：根据工程施工进度计划，考虑旋挖桩机的作业台数，配备相应的施工机具和护筒。场地准备：进行场地平整，建立测量控制网。技术准备：收集地质勘探资料，做好图纸会审，根据现场的地质情况进行试桩，以确定桩基施工参数。2.2置换砂石垫层根据图1砂垫层应力分布示意图，计算砂石垫层厚度和宽度。1）砂石垫层厚度的确定：其厚度d应根据地基承载力确定，即作用在砂石垫层底面处土的自重压力与附加压力之和不能超过砂石垫层底的地基承载能力，即：F＋P≤fZF—旋挖桩机的施工荷载自重压力值（kPa）；P—砂垫层底面处土自重压力值（kPa）；fZ—经深度后砂垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）；按上述公式先试算，即预先估计一个厚度校核，不能满足要求时再增加垫层厚度，直至满足要求为止。2）垫层宽度的确定：根据图1所示的砂石垫层应力分布示意图可知，基础垫层的宽度B=b＋2tg⊙。B—垫层底面宽度；b—旋挖桩机操作面宽度；⊙—垫层的压力扩散角，可按表1采用；表1压力扩散角⊙当d/b﹤0.25时，取⊙=00；...

【技术保护点】
一种软土层旋挖桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据软土层的承载力性质和旋挖桩机的施工荷载计算表面软土层的置换深度；①、砂石垫层厚度的确定：其厚度应根据地基承载力确定，即作用在砂石垫层底面处土的自重压力与附加压力之和不能超过砂石垫层底的地基承载能力，即：F＋P≤fZF—旋挖桩机的施工荷载自重压力值，单位kPa；P—砂垫层底面处土自重压力值，单位kPa；fZ—经深度后砂垫层底面处土层的地基承载力特征值，单位kPa；②、垫层宽度的确定：基础垫层的宽度B=b＋2tg⊙；B—垫层底面宽度；b—旋挖桩机操作面宽度；⊙—垫层的压力扩散角；（2）将表面软土层开挖至步骤1计算的置换深度；（3）回填砂石料垫层，砂石垫层采用5～40mm之间的级配砂石料，其中25～40mm含量不少于50%；（4）回填砂石料垫层上桩基础定位：砂石垫层回填完成后，根据设计桩位平面及场地的测量资料，测定出桩位中心；（5）埋设全钢护筒，钢护筒穿过软土层达到基岩面；（6）旋挖桩施工：钻孔、安放钢筋笼、浇筑混凝土、拔护筒；（7）养护。

【技术特征摘要】
1.一种软土层旋挖桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）根据软土层的承载力性质和旋挖桩机的施工荷载计算表面软土层的置换深度；
①、砂石垫层厚度的确定：其厚度应根据地基承载力确定，即作用在砂石垫层底面
处土的自重压力与附加压力之和不能超过砂石垫层底的地基承载能力，即：F＋P≤fZF—旋挖桩机的施工荷载自重压力值，单位kPa；
P—砂垫层底面处土自重压力值，单位kPa；
fZ—经深度后砂垫层底面处土层的地基承载力特征值，单位kPa；
②、垫层宽度的确定：基础垫层的宽度B=b＋2tg⊙；
B—垫层底面宽度；
b—旋挖桩机操作面宽度；

【专利技术属性】
技术研发人员：焦挺，张霞军，吴忠勇，李建春，王晓春，赵国权，孙本均，吴志勇，
申请(专利权)人：浙江省建工集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：