專利名稱：一種加固厚覆蓋層深埋軟土變徑塑料套管混合樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種處理軟土地基的樁型，特別涉及一種加固厚覆蓋層深埋 軟土層的變徑塑料套管混合樁。
背景技術(shù)：
在路基工程中，經(jīng)常會(huì)遇到上部具有厚覆蓋層(5 10m以上)、下部為深埋 軟粘土的地基，比如浙江錢塘江兩岸沖海積平原區(qū)(杭州灣南岸，蕭山、紹興、 余姚等地區(qū)比較常見(jiàn))，表部一般為粉土、粉砂層，厚度一般大于10m,其下為 軟土層。其中上部覆蓋層有時(shí)候?yàn)榈刭|(zhì)條件相對(duì)比較好、密實(shí)的粉砂、砂、粉土、 粘土等， 一般不需要特別處理；但有時(shí)候雖然為粉土，但壓縮性仍然比較大，典 型的如錢塘江兩岸分布的厚層粉土層，為全新統(tǒng)沉積，部分為近代沉積或人類圍 堤堆積，表層部分土體天然孔隙比大，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)低，結(jié)構(gòu)松散，Ip為7~10 之間。另外，若上部砂或粉砂層為容易液化地基，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行抗液 化處理。下部為深埋軟粘土淤泥或淤泥質(zhì)土，厚度大，強(qiáng)度低，透水性差。這 種厚覆蓋層深埋軟土地基，在填土較高的地段一般需要進(jìn)行地基處理，若不處理， 將會(huì)有較長(zhǎng)時(shí)間的沉降變形，會(huì)有不同程度的工后沉降變形。這種地基若深埋軟 土厚度大(超過(guò)10 15m)時(shí)，在橋頭結(jié)構(gòu)物附近填土較高的路段，還應(yīng)采用剛 性樁進(jìn)行處理。這是因?yàn)橄虏寇浲敛糠滞ㄟ^(guò)排水預(yù)壓一般處理效果差、次固結(jié)大， 難以滿足工后沉P條要求；而采用粒料樁方式雖然對(duì)上部覆蓋層有較好的振動(dòng)致密 和加速排水固結(jié)作用效果好，但下部軟土強(qiáng)度低、成樁質(zhì)量無(wú)法保證，排水路徑 長(zhǎng)， 一般也不采用；水泥攪拌樁加固方案一方面處理深度達(dá)不到要求，而且上部 較密實(shí)的土層施工難度很大， 一般也不合適。所以最后往往需要?jiǎng)傂詷度珙A(yù)應(yīng)力 管樁、塑料套管混凝土樁進(jìn)行處理。但是，剛性樁往往費(fèi)用很高，特別是這種具 有厚覆蓋層的情況下，上下土層全部采用統(tǒng)一的剛性樁有些浪費(fèi)，其實(shí)對(duì)于上部 覆蓋層往往可以不處理、或者采用粒料樁進(jìn)行振動(dòng)致密和排水預(yù)壓處理是最合理 和經(jīng)濟(jì)的，甚至采用排7jc板處理即可。當(dāng)然，對(duì)于下部深埋軟土部分采用剛性樁 處理則是比較合理的。因此根據(jù)這種情況，若能開(kāi)發(fā)一種施工方便可靠，上部采用粒料樁、下部采用剛性樁的混合樁型技術(shù)對(duì)于這種深埋軟土地基則是非常合理
和經(jīng)濟(jì)的地基加固技術(shù)，變徑塑料套管混合樁就是針對(duì)這種特定地基開(kāi)發(fā)的一種
新型地基處理技術(shù)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于提供一種加固厚覆蓋層深埋軟土層的變徑塑料套 管混合樁。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案
一種加固厚覆蓋層深埋軟土變徑塑料套管混合樁，其特征在于樁身上部為小 直徑塑料套管2，下部為大直徑塑料套管4，變徑處用變徑塑料套管接頭3連接， 大直徑塑料套管4的下端插入套管插口 10中與樁尖9固定連接，小直徑塑料套 管2和大直徑塑料套管4的管壁上布置有開(kāi)孔5,塑料套管外圍包扎土工布或?yàn)V 布6,小直徑塑料套管2中填入粒料1，大直徑塑料套管4內(nèi)填入粒料1并注入 漿液，形成漿固粒料樁體7，在樁體外圍為樁周漿液擴(kuò)散區(qū)8。
上述的樁尖9為擴(kuò)大預(yù)制混凝土圓錐形樁尖，中央設(shè)有PVC材料制作的套 管插口 io,其外圍有一凹圓環(huán)，或者設(shè)計(jì)為臺(tái)階式的平臺(tái)11。
上述的土工布或?yàn)V布6,或者定間距包裹在塑料套管開(kāi)孔5處。 上述的粒料l為碎石、砂礫、粉煤灰、建筑碎石塊、建筑垃圾及鋼渣。 厚覆蓋層深埋軟土層的變徑塑料套管混合樁的成樁方法為 (1)用專用模具預(yù)制混凝土樁尖9，該樁尖為圓錐形；
(2 )打設(shè)前通過(guò)靜力觸探原位測(cè)試手段詳細(xì)探明厚覆蓋層I深度，深埋軟土層
n深度；
(3 )根據(jù)厚覆蓋層I深度和深埋軟土層II深度來(lái)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)搭配大、小直徑塑料
套管4和2,并采用變徑塑料套管接頭3連接； (4 )準(zhǔn)備略長(zhǎng)于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的變徑塑料套管，且塑料套管壁根據(jù)設(shè)計(jì)要求按一定
間距開(kāi)孔5，套管外圍用土工布或?yàn)V布6包裹牢固； (5 )將外圍外包土工布或?yàn)V布6的帶孔的大直徑塑料套管4的下端插入套管插
口 10中與預(yù)制樁尖9連接，形成上部開(kāi)口的半封閉空間； (6)提升打設(shè)機(jī)沉管口，用繩子將連接好樁尖9的大、小直徑塑料套管4和2
插入沉管中；
4(7)開(kāi)啟打設(shè)機(jī)，對(duì)準(zhǔn)樁位，將塑料套管打設(shè)至設(shè)計(jì)樁深，然后上拔沉管，大、
小塑料套管4和2及樁尖9留在地基內(nèi)；(8 )下注漿管，并向深埋軟土層II部分的大直徑塑料套管4內(nèi)投放粒料1;
(9) 向大直徑塑料套管4中進(jìn)行注漿至深埋軟土層II頂(即厚覆蓋層低)有漿液冒出后，開(kāi)始拔注漿管，邊拔管邊注漿，并頂部補(bǔ)填粒料，深埋軟土層II部分大直徑塑料套管4內(nèi)粒料1通過(guò)漿液滲透形成漿固粒料樁體7;
(10) 投放厚覆蓋層I部分小直徑塑料套管2內(nèi)的粒料1,不注漿，形成豎向排水體。
(11) 按設(shè)計(jì)的樁間距用上述(1) 一 ( 10)步驟同樣的方法打設(shè)變徑塑料套管混合樁群，從而對(duì)上部厚覆蓋層、下部深埋軟土層結(jié)構(gòu)的地基進(jìn)行加固處理。
本實(shí)用新型樁身可采用內(nèi)外均是螺紋的單壁PVC塑料套管，或其他塑料套管，套管材料廉價(jià)，并可有一定的彎曲度，因此可方便的插入打設(shè)機(jī)沉管內(nèi)打設(shè)，可以滿足先將塑料套管全部打設(shè)完畢再進(jìn)行投石注漿等工序，提高施工效率、節(jié)約工程造價(jià)。同時(shí)，使用單壁螺紋塑料套管，套管內(nèi)注漿與粒料膠結(jié)形成的膠結(jié)樁體與套管咬合緊密，加大了樁與土體的接觸摩擦力，提高了樁的承載力，充分發(fā)揮了套管螺紋的作用。
注漿時(shí)也可不沖開(kāi)土工布或?yàn)V布對(duì)樁周土體滲透注漿，而采取一定壓力注漿^吏得包裏在孔周的土工布或?yàn)V布向樁體外突起膨脹，沿樁長(zhǎng)形成形狀類似于糖葫,的"葫聲樁"，這同樣增強(qiáng)了樁土間的接觸作用，提高承栽性能。
本實(shí)用新型采用預(yù)制混凝土擴(kuò)大樁尖，樁尖可采用多種形式(圓錐形，十字形等)，可根據(jù)不同的實(shí)際情況按設(shè)計(jì)選用。樁尖中預(yù)設(shè)與塑料套管緊密連接的套管插口。
本實(shí)用新型將塑料套管打設(shè)完畢后，安放注漿管并投》文粒料注漿，注漿采用軟土層頂(即厚覆蓋層低)有漿液冒出后，開(kāi)始拔注漿管，邊拔管邊均勻注漿的方法，拔管速度根據(jù)注漿量控制，并且可連續(xù)不間斷，也可定間距注漿等多種方式及組合。在注漿的過(guò)程中由于注漿管的振動(dòng)會(huì)造成孔口石料下沉，在注漿過(guò)程中應(yīng)不斷補(bǔ)料和回灌作業(yè)，注漿管可重復(fù)回收利用。對(duì)上部具有厚覆蓋層(5~10m以上)、下部為深埋軟粘土的地基，上部厚覆蓋層一般為透水性好、加固要求較低的土層，釆用塑料套管粒料樁處理通過(guò)施工過(guò)程的振動(dòng)致密，以及后面作為良好的排水通道作為預(yù)壓排水體來(lái)處理，提高土體
強(qiáng)度；下部淤泥等強(qiáng)度低、加固要求高的軟土層采用塑料套管粒料注漿樁(或混
凝土樁)剛性樁復(fù)合地基技術(shù)來(lái)處理；覆蓋層土體強(qiáng)度本身相對(duì)較高、而且在排水預(yù)壓過(guò)程逐步提高，這樣較厚的覆蓋層( 一般大于5m以上)可以很好的自行調(diào)節(jié)和適應(yīng)變形下部樁體和樁間土的不同變形，可形成土拱作用，為上部路基和下部剛性樁復(fù)合地基之間形成一個(gè)很好的變形過(guò)渡層，使上部不均勻沉降減小、完成時(shí)間快。
技術(shù)特點(diǎn)為
(1) P條低工程造價(jià)。與全樁長(zhǎng)剛性樁相比，上部采用了小直徑的粒料樁，同樣可滿足加固要求，但費(fèi)用可以大大降低。
(2) 上部為小直徑的塑料套管粒料樁，不是剛性樁，而下面的剛性樁因?yàn)橹睆奖壬喜看螅{還有擴(kuò)大樁體作用，上部存在著厚覆蓋層，可以自行調(diào)節(jié)和適應(yīng)變形，不需要設(shè)置蓋板或樁帽，因此與采用全樁長(zhǎng)的剛性樁相比，也在另外一方面大量節(jié)約了工程造價(jià)。
(3 )下部樁體吸收了塑料套管粒料樁(TGG樁)成樁深度可控、不會(huì)振動(dòng)擠土斷樁、樁側(cè)摩阻力高、樁間土強(qiáng)度恢復(fù)快、擠土效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。
(4)上部采用外包土工濾布的塑料套管后，比一般的粒料樁成樁質(zhì)量可靠，排水效果好。
兩種樁型混合使用，即針對(duì)不同土體采用不同的樁型來(lái)定向加固，但一次施工完畢，既滿足了加固要求也降低了工程造價(jià)。
本實(shí)用新型同時(shí)具有上述特點(diǎn)，從而大幅提高承載性能與成樁質(zhì)量，可有效加固處理厚覆蓋層深埋軟土層地基。

圖1一一變徑塑料套管混合樁結(jié)構(gòu)示意圖
圖2——帶凹槽的混凝土預(yù)制樁尖的結(jié)構(gòu)示意圖3——臺(tái)階狀混凝土預(yù)制樁尖的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 一粒料、2 —小直徑塑料套管、3 —變徑塑料套管接頭、4_大直
徑塑料套管、5 —塑料套管上的孔、6— 土工布或?yàn)V布、7_漿固粒料樁體、
8—樁周漿液擴(kuò)散區(qū)、9—預(yù)制樁尖、10-套管插口、 11-凹形圓環(huán)、12-臺(tái)
6階式平臺(tái)、I一厚覆蓋層、II —深埋軟土層、III—硬土層或相對(duì)硬土層。
具體實(shí)施方式

如圖1，用專門研制開(kāi)發(fā)的樁尖模4 i'H乍預(yù)制擴(kuò)大樁尖9;根據(jù)厚覆蓋層I 、
深埋軟土層n、硬土層或相對(duì)硬土層m的分布情況，準(zhǔn)備好螺紋塑料套管2、 4,
套管2、 4是按設(shè)計(jì)要求沿樁身按一定間距開(kāi)孔；按設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)用變徑塑料套管接頭3和膠水將套管2、 4連接牢固，若套管2、 4各自需要接管時(shí)，采用對(duì)應(yīng)尺寸的專用接頭進(jìn)行連接，側(cè)壁開(kāi)孔處用土工布或?yàn)V布3包裹，然后將連接好的略長(zhǎng)于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的塑料套管與預(yù)制砼樁尖9連接緊密，形成上部開(kāi)口的半封閉空間；提升打設(shè)機(jī)沉管至一定高度，將連接好樁尖的塑料套管插入沉管中，開(kāi)啟打設(shè)機(jī)對(duì)準(zhǔn)樁位打設(shè)至設(shè)計(jì)深度；提升沉管，塑料套管則留在地基內(nèi)；下注漿管并向塑料套管內(nèi)投放粒料；開(kāi)啟注漿設(shè)備，注漿至軟土層頂(即厚覆蓋層低)有漿液冒出后，開(kāi)始拔注漿管，邊拔管邊注漿，并補(bǔ)填回灌，在一定的注漿壓力作用下，塑料套管4內(nèi)的散體材形成漿固粒料樁體7,包裹在塑料套管4孔周的土工布3被沖開(kāi)，漿液向樁周土體滲透形成漿液擴(kuò)散區(qū)8,有效改良樁周土性質(zhì)；或者注漿壓力未沖開(kāi)土工布3，在壓力作用下，土工布3向外突出膨脹，形成類似羅盤狀的葫聲樁身，同樣能改善樁土接觸特性。
本實(shí)用新型的原理和4支術(shù)也可應(yīng)用于其他地基的處理。
權(quán)利要求1.一種加固厚覆蓋層深埋軟土變徑塑料套管混合樁，其特征在于樁身上部為小直徑塑料套管(2)、下部為大直徑塑料套管(4)、變徑處用變徑塑料套管接頭(3)連接，大直徑塑料套管(4)的下端插入套管插口(10)中與樁尖(9)固定連接，小直徑塑料套管(2)和大直徑塑料套管(4)的管壁上布置有開(kāi)孔(5)，塑料套管外圍包扎土工布或?yàn)V布(6)，小直徑塑料套管(2)中填入粒料(1)，大直徑塑料套管(4)內(nèi)填入粒料(1)并注入漿液，形成漿固粒料樁體(7)，在樁體外圍為樁周漿液擴(kuò)散區(qū)(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變徑塑料套管混合樁，其特征在于所述的樁尖(9)為 擴(kuò)大預(yù)制混凝土圓錐形樁尖，中央設(shè)有PVC材料制作的套管插口 (10),其 外圍有一凹圓環(huán)(ll),或者設(shè)計(jì)為臺(tái)階式的平臺(tái)(12)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變徑塑料套管混合樁，其特征在于所迷的土工布或?yàn)V 布(6),在塑料套管開(kāi)孔(5)處定間距包裹，或者將塑料套管外圍全部包扎。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變徑塑料套管混合樁，其特征在于所迷的粒料(1)為 碎石、砂礫、粉煤灰、建筑碎石塊、建筑垃圾或鋼渣。
專利摘要一種加固厚覆蓋層深埋軟土層變徑塑料套管混合樁，它的樁身上部為小直徑塑料套管，下部為大直徑塑料套管，變徑處用變徑塑料套管接頭連接，大直徑套管下端與樁尖連接，套管外壁上開(kāi)孔，外圍包扎土工布，小直徑套管內(nèi)填入散體材料，大直徑套管內(nèi)除填入散體材料外，并注入漿液而形成漿固散體材料樁體，在樁體外周形成漿液擴(kuò)散區(qū)。本混合樁的樁身上部置于較硬的厚覆蓋層中，采用粒料樁，而樁身下部處在深埋軟土層中，故采用剛性樁，該樁型具有結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、改善樁周土質(zhì)性能，提高樁體承載能力，是加固處理厚覆蓋層深埋軟土層地基非常合理和經(jīng)濟(jì)的樁型。
文檔編號(hào)E02D5/62GK201411688SQ20092003679
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者劉漢龍, 徐宏躍, 徐立新, 斌 王, 陳永輝 申請(qǐng)人:河海大學(xué)