预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法技术

一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法，属于岩土地基加固技术领域，可解决PHC管桩在遇到超厚湿陷性黄土下存在软弱土层时，存在的负摩阻问题以及侧摩阻力及端阻力不足等问题，具体是超厚层湿陷性黄土下存在软弱土层时，采用大粒径块石墩体+级配碎石夯扩挤密+素土夯扩挤密+PHC管桩的地基加固施工方法。通过使用本发明专利技术的方法，可提高桩端阻力，提高桩侧摩阻力，消除桩间土湿陷性。消除桩间土湿陷性。消除桩间土湿陷性。

【技术实现步骤摘要】
预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法


[0001]本专利技术属于岩土地基加固
，具体设计一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法。

技术介绍

[0002]在我国湿陷性黄土的分布非常广泛，广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区，湿陷性黄土是指在受水浸湿后土体原有结构迅速破坏发生大的沉降，而(超)厚层湿陷性黄土的厚度往往能达到15米以上，遇到此类地基，一般采用的加固处理方法是将其通过动力夯实压(挤)密，而软弱土受到扰动易发生蠕变软化，此两者组合而成的特殊性土二元结构地基采用常规加固手段往往效果不明显或造价高昂。
[0003]采用PHC管桩时，(超)厚层湿陷性黄土的侧阻力为负摩阻力，而当设计桩端部位恰好处于软弱土层时，会导致PHC管桩的单桩承载力非常较低，若增加设计桩长则费用大幅增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对PHC管桩在遇到超厚湿陷性黄土下存在软弱土层时，存在的负摩阻问题以及侧摩阻力和端阻力不足等问题，提供一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法，具体是一种块石、碎石和素土通过由下而上先后次序高动能夯填挤密，再高动能锤击打入PHC管桩的一种地基处理设计及施工方法。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法，施工顺序：PHC管桩桩位测放
→
锤击成孔
→
机械洛阳铲成孔
→
软弱土层段块石夯填
→
形成桩端块石墩体
→
碎石夯填施工
→
素土夯填施工
→
桩间土素土夯扩挤密桩桩位测放
→
桩间土素土夯扩挤密施工
→
打入PHC管桩
→
施工质量检验及加固效果检测。
[0006]（1）在PHC管桩原桩位上成孔，从原始地面起，对地基土机械成孔至孔底设计标高，其中，地基土从上至下包括湿陷土层和软弱土层，从设计孔口标高至软弱土层顶标高均采用锤击成孔工艺，形成对湿陷土层第一次挤密作用。在遇到软弱土层不易锤击成孔时，改用机械洛阳铲掏孔，至桩孔底深度达到设计标高。成孔直径400~500mm。
[0007]（2）向孔内抛填粒径10
‑
20cm块石，每层厚度50~80cm，采用锤重35kN，落距不小于8m进行夯击，形成高度不小于软弱土层厚度、块石填料总体积不小于软弱土层段成孔体积的3.0倍的桩端墩体；桩端墩体完成后，向孔内湿陷土层段分次填充级配碎石填料，每次填料0.1m3，采用锤重35kN，落距不小于6m进行夯击，夯扩形成加固体，碎石加固体长度为湿陷土层厚度的1/2，加固体直径不小于700mm。
[0008]（3）对剩余的桩孔采用素土回填夯实挤密，素土含水率控制在最优含水率的
±
3%，每次填料0.1m3，采用锤重35kN，落距不小于6m分层夯实到孔口位置，加固体直径不小于700mm。
[0009]（4）在加固体之间的超厚湿陷性黄土中按要求间距布设全素土夯扩挤密桩，成桩直径不小于600mm~700mm，有效桩长进入非湿陷土层不小于0.5m。桩孔填料全长采用素土，每次填料为0.2m3，采用锤重35kN，落距不小于6m分层夯扩挤密，直至地面孔口或桩顶设计标高。布点形式为正三角形布置，间距不大于1.5m。
[0010]（5）在碎石素土二相加固体中锤击打入PHC管桩，对桩侧周围土层产生挤密。在锤击管桩沉桩过程中，桩底端部依次将素土、碎石挤开至侧壁四周，最终插到软弱土中的块石墩体顶部。形成以块石墩为桩底承载体、桩侧下部为夯扩挤密碎石加固土层、桩侧上部为夯扩挤密素土加固土层的加固模式，提高桩端阻力，提高桩侧摩阻力，消除桩间土湿陷性。
[0011]（6）第（2）、第（3）、第（4）所述的对块石、碎石、素土的夯击均采用重锤大落距，形成高动能夯击工艺，第（5）所述的PHC管桩打桩设备采用DD12.8柴油锤式打桩机，采取“重锤轻击”的工艺进行施工。
[0012]（7）检测，全部工艺流程完成后，静置2周进行单桩竖向承载力检测、桩间土湿陷性分析。
[0013]本专利技术的有益效果如下：本专利技术形成一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法，具体为大粒径块石墩体+级配碎石夯扩挤密+素土夯扩挤密+PHC管桩的地基加固设计及施工方法，解决了(超)厚层湿陷性黄土+软弱土层的特殊性土二元结构地基中采用PHC管桩时承载力不足的问题，消除了桩间土湿陷性、提高了桩端地基承载力，从而提高了PHC管桩的桩端阻力及桩侧摩阻力。
[0014]本专利技术依托的工程案例，按上述组合工艺流程进行加固处理后，经静载试验检测，单桩竖向承载力满足要求，管桩桩长从20.0m减小到17.5m，桩间土原有湿陷性全部消除，降低了工程造价，值得大面积推广。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的工艺流程图；图2为本专利技术的二次挤密
‑
1中分层夯填块石竖向增强墩体的工艺流程示意图；图3为本专利技术的二次挤密
‑
1中分次填充级配碎石的工艺流程示意图；图4为本专利技术的二次挤密
‑
2的工艺流程示意图；图5为本专利技术的三次挤密工艺流程示意图；图6为本专利技术的预制PHC管桩植入工艺流程示意图；其中：1
‑
湿陷性黄土层；2
‑
软弱土层；3
‑
块石；4
‑
碎石；5
‑
素土；6
‑
全素土挤密桩；7
‑
PHC管桩。
具体实施方式
[0016]一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法，施工顺序：PHC管桩桩位测放
→
锤击成孔
→
机械洛阳铲成孔
→
软弱土层段块石夯填
→
形成桩端块石墩体
→
碎石夯填施工
→
素土夯填施工
→
桩间土素土夯扩挤密桩桩位测放
→
桩间土素土夯扩挤密施工
→
打入PHC管桩
→
施工质量检验及加固效果检测。
[0017]（1）在PHC管桩原桩位上成孔，从设计孔口标高至软弱土层顶标高均采用锤击成孔
工艺，形成对湿陷性土层第一次挤密作用。在遇到软弱土层不易锤击成孔时，改用机械洛阳铲掏孔，至桩孔底深度达到设计标高。成孔直径400~500mm。
[0018]（2）向孔内抛填粒径10
‑
20cm块石，每层厚度50~80cm，采用锤重35kN，落距不小于8m进行夯击，形成高度不小于软弱土层厚度、块石填料总体积不小于软弱土层段成孔体积的3.0倍的桩端墩体；桩端墩体完成后，向孔内分次填充级配碎石填料，每次填料0.1m3，采用锤重35kN，落距不小于6m进行夯击，夯扩形成加固体，碎石加固体长度为湿陷性黄土层厚度的1/2，加固体直径不小于700mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步，首次挤密，从原始地面起，对地基土机械成孔至孔底设计标高，其中，地基土从上至下包括湿陷土层和软弱土层；第二步，二次挤密
‑
1，在第一步孔底软弱土层段分层夯填块石竖向增强墩体；然后在湿陷土层段，块石竖向增强墩体上分次填充级配碎石，通过孔内强夯形成加固体；第三步，二次挤密
‑
2，在孔内湿陷土层段填充素土夯扩挤密，与第二步形成的加固体共同形成碎石素土二相加固体；第四步，三次挤密，在第三步形成的碎石素土二相加固体之间的超厚湿陷性黄土中按设计要求布设全素土挤密桩；第五步，在碎石素土二相加固体中锤击打入PHC管桩，对桩侧周围土层产生挤密，在锤击管桩沉桩过程中，桩底端部依次将素土、碎石挤开至侧壁四周，最终插到软弱土中的块石墩体顶部，形成以块石墩为桩底承载体、桩侧下部为夯扩挤密碎石加固土层、桩侧上部为夯扩挤密素土加固土层的加固模式。2.根据权利要求1所述的一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法，其特征在于：第一步中所述成孔，具体包括如下步骤：从设计孔口标高至软弱土层顶标高均采用锤击成孔工艺，遇到软弱土层不易锤击成孔时，改用机械洛阳铲掏孔，至桩孔底深度达到设计标高，成孔直径400~500mm。3.根据权利要求1所述的一种预应力管桩高动能夯扩碎石墩、素土挤密地基加固方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨印旺，李学东，杨隆限，郭伟林，陈建业，李继兵，史文强，刘克祥，岳冬，张洁玙，
申请(专利权)人：山西机械化建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：