預(yù)成孔側(cè)向約束樁及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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)向約束粧及其施工方法，具體指預(yù)成孔密實(shí)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(duì)表層為回填開(kāi)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(guò)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(duì)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
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(jià)高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了預(yù)成孔側(cè)向約束粧及其施工方法，通過(guò)在粗顆粒填料設(shè)置側(cè)向約束體，實(shí)現(xiàn)了一次穿透表層粗顆粒填土層、超深密實(shí)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)。
[0004]本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
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(duì)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。
[0005]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。
[0006]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(kāi)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(duì)粗顆?；掦w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(wèn)題。
[0007]側(cè)向約束開(kāi)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。
[0008]側(cè)向約束開(kāi)粗顆粒填料粧直徑超大，密實(shí)度與剛度可控可調(diào)。
[0009]—種上述的預(yù)成孔側(cè)向約束粧的施工方法，其特征在于:所述施工方法用于對(duì)表層為粗顆粒填土層，深層為軟土層的軟土地基進(jìn)行固結(jié)加固，所述施工方法至少包括以下步驟:穿透所述粗顆粒填土層和所述軟土層成孔，所述成孔的孔底位于所述軟土地基的持力層；
在所述成孔內(nèi)下設(shè)加筋濾網(wǎng)，加筋濾網(wǎng)為直徑0.8-3.0m的高強(qiáng)高韌加筋濾網(wǎng)(加筋濾網(wǎng)強(qiáng)度依計(jì)算而定)；
向所述加筋濾網(wǎng)內(nèi)回填粗顆粒填料，粗顆粒填料自加筋濾網(wǎng)底部開(kāi)始，自下而上回填；對(duì)所述粗顆粒填料進(jìn)行密實(shí)，密實(shí)具體指的是:一邊上拔填料套管一邊對(duì)粗顆粒材料進(jìn)行密實(shí)，粧體密實(shí)采用振密或夯實(shí)，振密采用振動(dòng)桿振動(dòng)，該過(guò)程填料和振密不間斷進(jìn)行，即邊填料邊振密;夯實(shí)采用較高能級(jí)不脫鉤式強(qiáng)夯機(jī)分層夯實(shí)，夯實(shí)能級(jí)100kN.m-4000kN.m；
振動(dòng)桿激振力、激振時(shí)間和振動(dòng)錘的規(guī)格(或夯實(shí)能級(jí)、錘底面積)與填料量、填料粒徑、加筋濾網(wǎng)強(qiáng)度、側(cè)向約束開(kāi)山石、建筑垃圾等粗顆?；掦w設(shè)計(jì)強(qiáng)度、側(cè)向約束開(kāi)山石、建筑垃圾等粗顆?；掦w的設(shè)計(jì)密實(shí)度和剛度、復(fù)合地基的強(qiáng)度和變形要求等相適應(yīng)；
對(duì)所述粗顆粒填料的表層進(jìn)行夯實(shí)，持續(xù)回填所述粗顆粒填料至地面后對(duì)上部粧體和粧間土進(jìn)行強(qiáng)夯。
[0010]重復(fù)上述步驟，完成全部孔位施工。
[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(wú)污染排放，可用建筑垃圾等粗顆粒、質(zhì)地堅(jiān)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(duì)粗顆粒填料的粒徑要求較低，最大粒徑振密時(shí)小于300mm，窮實(shí)時(shí)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(guò)120mm。
[0013]預(yù)成孔側(cè)向約束粗顆粒填料粧實(shí)現(xiàn)對(duì)地基進(jìn)行排水、置換、加固、控制變形等共同的作用:
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)；
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(shí)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；
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(shí)度和剛度可控可調(diào)，對(duì)地基的加固效果顯著；
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(shí)可直接穿透深厚軟弱下臥層，與表層壓實(shí)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；
同時(shí)，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(shí)，隨軟土層固結(jié)變形的進(jìn)行，粧體的密實(shí)度和豎向承載性能不斷提高。
[0014]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(shí)度和剛度可控可調(diào)，處理深度超深(超過(guò)30m)，可作為深基礎(chǔ)單獨(dú)承載。
[0015]技術(shù)方案的技術(shù)特點(diǎn)是:
(1)一次性穿透粗顆粒填土層和深厚軟土層，使粧體著底；
(2)通過(guò)振動(dòng)桿振動(dòng)或夯實(shí)作用對(duì)粧體進(jìn)行密實(shí)； (3)粧體的密實(shí)度和剛度可控可調(diào)；
(4)粧體直徑超大，最大可達(dá)3.0m;
(5)荷載作用下，高強(qiáng)高韌加筋濾網(wǎng)對(duì)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；
(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(wèn)題；
(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；
(8)粧體整體性，密實(shí)性好，可作為深基礎(chǔ)單獨(dú)承載；
(9)它實(shí)現(xiàn)對(duì)地基進(jìn)行控制變形、排水、置換、加固等共同的作用；
(10)不受地下水位的限制，可進(jìn)行水下施工；
(11)通過(guò)加筋濾網(wǎng)長(zhǎng)度的變化，根據(jù)地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)要求在復(fù)合地基中可形成變粧徑、變粧長(zhǎng)或長(zhǎng)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。
[0016]本發(fā)明的優(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(shí)現(xiàn)一次性穿透粗顆粒填土層，深厚軟土地基，該粧長(zhǎng)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(wèn)題、實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能等目的。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的施工工藝流程圖；
圖2為本發(fā)明的施工工藝的步驟一的示意圖；
圖3為本發(fā)明的施工工藝的步驟二的示意圖；
圖4為本發(fā)明的施工工藝的步驟三的示意圖；
圖5為本發(fā)明的施工工藝的第一種步驟四的示意圖(振密)；
圖6為本發(fā)明的施工工藝的第二種步驟四的示意圖(夯實(shí))；
圖7為本發(fā)明的施工工藝的步驟五的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解: