【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桩基工程，涉及一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法。
技术介绍
1、工程建设中很多地区地层多为深厚软土，浅部土层承载特性往往不能满足建筑物的荷载要求，需要深部较好的持力层，桩基础可向深部土层传递荷载，大幅提高地基承载力，减少沉降，在工程建设中得到广泛应用。
2、现有的桩基施工技术方法是将桩基打入地层深处满足承载力要求的土层(桩端持力层，如砂土层)，但在沿江滨海临湖地区广泛分布深厚软土，承载特性好的砂质地层往往埋深较大，这就导致设计桩长变长，严重增加桩基建造成本并延长工期；再者，桩长过长，极易出现下部桩体成桩质量难以保证，不利于工程建设。目前大量桥梁、建筑等的在役桩基，大多为群桩基础形式出现，当桩基竖向承载力不足时，或者由于建筑增层改造而使桩基面临更大的建筑荷载时，都需要提升在役桩基的承载性能；再者，在地下工程开挖(基坑、隧道)时，容易弱化邻近在役群桩基础的承载力，也需要提升在役桩基的承载性能。现有的施工技术方法中，群桩持力层多为没有经过处理的天然土层，对天然土层的自身承载能力要求高，因此，为解决上述问题，需要专利技术一种改进的人工持力层建造方法。
3、如中国专利cn201710545386.8公开了一种利用高压旋喷技术提高桩的承载力的施工方法，其包括以下步骤：根据地质勘探报告选择持力层土层以及设定预制桩的桩位和标高；在设计桩位处通过锤击或静压的方法将预制桩沉至设计标高处；通过预制桩上的预制桩孔将喷射灌浆管伸入预制桩端；进行高压旋喷作业。该专利技术存在以下缺陷：1)其是一种利用高压旋
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了提供一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，以解决深厚软土地层中桩基设计过长、深部桩体成桩质量差、桩基承载性能提升等问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、在一方面，本专利技术提供了一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，包括以下步骤：
4、(1)确定目标区域内需要进行劈裂注浆的目标土层；
5、(2)施工预制桩，使其桩基达到目标土层，并选择合适的注浆管布置形式；
6、(3)通过注浆管注入高压空气，劈裂桩端处目标土层的土体，使得土体产生裂缝；
7、(4)经注浆管注入掺入纤维的固碳浆体，固碳注浆体可以由co2气体发泡并与轻烧mgo、工业固废(镁渣、钢渣)、工程渣土等混合制备而成；
8、(5)再次通过注浆管注入co2气体对固碳浆体进行二次碳化，在桩端形成网状浆脉加固体；
9、(6)如上重复施工下一预制桩，使得不同预制桩桩端的网状浆脉加固土体联合形成较原始地层具有更高承载能力的人工持力层；
10、(7)测定人工持力层的承载能力，判断是否符合规范要求，如符合要求，即完成，如不符合要求，则循环上述步骤(3)至步骤(6)，直至人工持力层的承载能力符合规范要求。
11、进一步的，所述目标土层为位于坚实土层之上的软弱土层，具体为需要进行劈裂注浆加固以提升承载特性的土层。
12、进一步的，所述注浆管的长度不小于所述预制桩的长度。
13、进一步的，注浆管的布置形式可以选自沿桩孔中心布置、沿桩孔内侧壁布置、沿桩身环向竖直布置三种形式中的任一种，其用于扩散注浆范围，保证土体加固效果，提高施工效率等。
14、进一步的，所述注浆管采用预埋方式、或采用桩基打入目标土层后再后插的方式设置。注浆管垂直贯穿桩的两端，下沉一节桩基后，后续接桩过程应确保注浆管的搭接连通性，注浆管用于高压空气和水泥浆液的注入，起到加固桩端土层和形成人工持力层的作用。
15、进一步的，所述预制桩的桩端嵌入目标土层一定深度，优选的，深度不小于1.5倍桩端直径，这样可以增加浆液扩散范围，使浆液能充分在目标土层中扩散，保证注浆效果。
16、进一步的，步骤(3)中，注入的高压空气压力应满足下式且取两者大值：
17、pf＝2σ3+σt
18、
19、式中：pf—高压空气的压力
20、σ3—土体的小主应力
21、σt—土体的抗拉强度
22、—土体的内摩擦角
23、c—土体粘聚力。
24、进一步的，所述固碳浆体由co2气体发泡并与轻烧mgo、工业固废(镁渣、钢渣)、工程渣土等混合形成的浆体；所述纤维可选石棉水泥、钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、碳纤维、植物纤维和高弹模合成纤维等。本专利技术的固碳浆体具有大面积形成人工持力层、消纳工业固废和渣土、固定co2的协同作用效果等。纤维的掺入量控制在2％(质量比)左右，纤维长度控制在(3-8)mm，纤维对固碳浆体具有加筋作用，增强固碳浆体的抗拉、抗剪能力，对人工持力层的整体承载性能具有强化作用。
25、进一步的，固碳浆体二次碳化的时间建议不小于15小时。
26、进一步的，为了确保不同预制桩的桩端的注浆体之间形成人工持力层，所述桩与桩间距不大于6倍的单桩直径。
27、进一步的，人工持力层为目标土层经过各桩桩端的劈裂注浆加固，各条浆脉交织在一起，通过浆脉挤压土体和浆脉的骨架作用加固土体，形成的具有较高承载能力的水平方向的土层。所述人工持力层可以通过对桩端地层进行精准靶向加固进而改善桩基的承载性能。
28、在另一方面，本专利技术还提供了一种提高深厚软土层中桩基承载性能的方法，其采用如上任一所述的方法在软土层中建造符合承载要求的人工持力层，即完成。
29、与现有技术相比，本专利技术通过在预制桩的桩端进行劈裂注浆，加固软弱土层形成人工持力层，改变了现有桩基施工方法须打入深处性质较好土层的限制，显著减少桩长，从而保证成桩质量，节省经济成本，提高施工效率，缩短工期，并能提升桩基的承载性能，可在工程建设中推广应用；此外，还具有消纳工业固废、工程渣土及协同co2固定的积极作用。
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1.一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述目标土层为位于坚实土层之上的软弱土层。
3.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述注浆管的长度不小于所述预制桩的长度。
4.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述注浆管在预制桩上的布置形式选自沿桩孔中心布置、沿桩孔内侧壁布置、或沿桩身环向竖直布置三种形式中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述预制桩的桩端嵌入目标土层的深度不小于1.5倍桩端直径。
6.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，步骤(3)中，注入的高压空气压力应满足下式且取两者大值：
7.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述固碳浆体为由CO2气
8.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，固碳浆体进行二次碳化的时间不小于15小时。
9.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，相邻预制桩之间的间距不大于6倍的单桩直径。
...【技术特征摘要】
1.一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述目标土层为位于坚实土层之上的软弱土层。
3.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述注浆管的长度不小于所述预制桩的长度。
4.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述注浆管在预制桩上的布置形式选自沿桩孔中心布置、沿桩孔内侧壁布置、或沿桩身环向竖直布置三种形式中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种预制桩内孔桩端劈裂注浆形成人工持力层的方法，其特征在于，所述预制桩的桩...
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