专利名称：土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强复合地基施工方法
技术领域：
本发明涉及一种地基处理施工方法，特别是涉及一种土工格室加 筋垫层与砂石桩双向增强复合地基施工方法。
背景技术：
复合地基是目前最常见的高速公路软弱地基加固形式。复合地基 按增强体增设方向分为水平向增强体复合地基和竖向增强复合地基。 水平加筋垫层施工简单，能提高地基稳定性和承载力，但只适合浅层 软弱地基加固。竖向增强体(通常为桩体)可实施深层地基加固，能 显著提高地基承载力和降低沉降，但施工较复杂。水平加筋垫层和桩 体双向增强复合地基，可综合利用各自优点，拓宽应用范围，较好地 解决了高路堤下软弱地基的承载力低、沉降大和稳定性差等问题。土 工格室加筋垫层与砂石桩组合型复合地基是双向增强复合地基中较 新的一种形式，它通过土工格室砂石垫层与碎石桩双向增强与排水结 构形式，可实现对软弱地基加筋、挤密、置换和排水固结等组合加固 效应，同时，室内以密实砂石充填的土工格室层可形成具有一定刚度 的柔性板垫层，既能提高地基承载力和稳定性，又能有效控制地基差 异沉降。但是，在土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强复合地基施工 屮容易存在如下问题①振动沉管砂石桩施工易出现桩直径上大下 小、縮径甚至断桩的情况；②土工格室铺设方向不对、展开不充分或 者碾压方式不对而使土工格室处于松弛状态，达不到预期效果；③土 工格室砂石垫层因路基沉降中间大两边小而呈凹形，影响横向排水， 甚至积水，使地基土软化，地基强度降低，从而使地基承载力不能达 到设计值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效地解决施工过程中 易造成砂石桩直径变化大，以及土工格室加筋垫层松弛、下凹等问题 的土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强复合地基施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现，具体步 骤包括
(1)、清理场地，定点桩位；
首先，清理场地，使场地垂直于路线方向形成中间高两边低的锥 坡，锥坡坡比^=2 5%;然后，根据设计桩间距和布桩形式，定点放样确定桩位；
(2) 采用振动沉管法施工砂石桩； 成桩工艺如下-
① 移动桩基及导向架，把桩管及桩尖对准桩位；
② 启动振动锤，把桩管下到预定的设计深度；
③ 向桩管内投入规定数量的填充料，填充料为粗砂、碎石或者 砂石，颗粒的最大直径应小于5cm;
把桩管提升一定的高度，不超过l 2m，桩尖打开，桩管内砂 石料流入空内；
⑤降落桩管，先振动5 10s,再开始拔管，边振边拔，拔管速 度要求 一般土层为1.2 1.5m/min，软弱土层为O. 6 0. 8m/min,介 于前两者之间的为O. 8 1. 2m/min，同一 土层由浅至深拔管速度线性 递减；同时，要求每拔出0.5 1.0m，留振5 10s，同一土层由浅至 深每次拔管高度线性递减，而留振时间线性递增，如此连续作业，桩 管不断升，砂石料不断补充，直至地面，砂石桩完成；
(3) 在桩顶分层铺设砂石，分层碾压密实，形成厚度为20 30cm 的第一加筋垫层；
(4) 铺设高度为8 20cm、室壁开孔的土工格室，并使片材垂直于 路线方向；然后，将土工格室沿路线方向充分展开并用木或铁钎固定； 最后，向土工格室内填充砂石料碾压密实并逐歩推进；
(5) 在土工格室顶面分层铺设砂石，分层碾压密实，形成厚度为 20 30cm的第二加筋垫层。
土工格室加筋垫层和砂石桩所用填充料为粗砂、碎石或者砂石， 颗粒的最大直径小于5cm。
本发明的有益效果为
(1) 有效地防止了振动沉管砂石桩施工中桩直径上大下小、縮径 甚至断桩的情况发生，提高了成桩质量；
(2) 保证了土工格室的充分展开，增加了土工格室垫层密实性及 抵抗变形的能力；
(3) 杜绝了土工格室砂石垫层因路基沉降而发生下凹，能保证其 横向排水通畅。
综上所述，本发明是一种有效地解决施工过程中易造成砂石桩直 径变化大，以及土工格室加筋垫层松弛、下凹等问题的土工格室加筋 垫层与砂石桩双向增强复合地基施工方法。
图l为振动沉管法施工砂石桩流程图； 图2为土工格室张拉施工示意图；图3为土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强复合地基完工后示 意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的说明。 湖南省临长高速公路某高路堤段下卧软弱土地基。地基土层分布
依次为①淤泥质土，软塑 流塑，天然含水量52%，承载力标准值 80kPa，平均层厚4. 0m;②粉质粘土，软塑 流塑，天然含水量45%, 承载力标准值95kPa，平均层厚6.0m;③强风化岩层。该地基采用振 动沉管碎石桩加土工格室砂石垫层进行加固处理。碎石桩设计桩长为 10m,梅花形布桩，桩间距为1.8m，采用外径d^375mm桩管成孔，要 求成桩直径达到450mm。
土工格室砂石垫层设计为60cm厚。
该土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强复合地基施工方法具体 说明如下
(1) 清理场地，使场地垂直于路线方向形成中间高两边低的锥坡， 锥坡坡比_/=3%。按照1.8m的桩间距和梅花形布桩形式，定点放样确 定桩位；
(2) 采用振动沉管法施工砂石桩l，参见图l，成桩工艺如下
① 移动桩基及导向架，将底部装有混凝土桩尖、外径为0-375mm 的桩管对准桩位；
② 启动振动锤，把桩管振动下沉至IO m的设计深度；
③ 采用碎石为填充料，颗粒的最大直径小于5cm，含泥量小于5%, 每根桩碎石用量为1. 25 X 10X 3. 14X 0. 452 / 4= 2 m3，向桩管中投入 碎石料；
把桩管提升1.5 m，桩尖打开，桩管内碎石料料流入空内； ⑤降落桩管，先振动10s，再开始拔管，边振边拔，拔管速度要 求桩底为0.6 m/min，然后随桩管提升至桩顶线性递增为1. 2m/min ， 同时要求每拔出0.8m停下留振10s。如此连续作业，桩管不断升，砂 石料不断补充，直至地面，砂石桩完成；
(3) 在桩顶分层铺设砂石，分层碾压密实，形成厚度为30cm的第一 加筋垫层2;
(4) 铺设高度为15cm、室壁开孔的土工格室3，并使片材垂直于路 线方向；然后，将土工格室沿路线方向充分展开并用木或铁钎5固定， 参见图2;最后，向土工格室内填充砂石料碾压密实并逐步推进；
(5) 参见图3，在土工格室3顶面分层铺设砂石，分层碾压密实，形 成厚度为20cm的第二加筋垫层4。
土工格室加筋垫层和砂石桩所用填充料为粗砂、碎石或者砂石， 颗粒的最大直径小于5cm。
权利要求
1、一种土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强复合地基施工方法，其特征在于(1)、清理场地，定点桩位，使场地垂直于路线方向形成中间高两边低的锥坡，锥坡坡比i＝2～5％，然后，根据设计桩间距和布桩形式，定点放样确定桩位；(2)、采用振动沉管法施工砂石桩；(3)、在桩顶分层铺设砂石，分层碾压密实，形成厚度为20～30cm的第一加筋垫层；(4)、铺设高度为8～20cm、室壁开孔的土工格室，并使片材垂直于路线方向；然后，将土工格室沿路线方向充分展开并用木或铁钎固定；最后，向土工格室内填充砂石料碾压密实并逐步推进；(5)在土工格室顶面分层铺设砂石，分层碾压密实，形成厚度为20～30cm的第二加筋垫层。
2、 根据权利要求1所述的土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强 复合地基施工方法，其特征在于上述步骤(2)中采用振动沉管法施 工砂石桩，成桩工艺如下① 移动桩基及导向架，把桩管及桩尖对准桩位；② 启动振动锤，把桩管下到预定的设计深度；③ 向桩管内投入规定数量的填充料，填充料为粗砂、碎石或者 砂石，颗粒的最大直径应小于5cm;④ 把桩管提升一定的高度，不超过l 2m，桩尖打开，桩管内砂 石料流入空内；⑤ 降落桩管，先振动5 10s，再开始拔管，边振边拔，拔管速 度要求 一般土层为1. 2 1. 5m/min,软弱土层为0. 6 0. 8m/min， 介于前两者之间的为0.8 1.2m/min，同一土层由浅至深拔管速度线 性递减；同时，要求每拔出0.5 1.0m,留振5 10s,同一土层由浅 至深每次拔管高度线性递减，而留振时间线性递增；如此连续作业， 桩管不断升，砂石料不断补充，直至地面，砂石桩完成。
3、 根据权利要求1所述的土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强 复合地基施工方法，其特征在于土工格室第一、第二加筋垫层和砂 石桩所用填充料为粗砂、碎石或者砂石，颗粒的最大直径小于5cm。
全文摘要
本发明公开了一种土工格室加筋垫层与砂石桩双向增强复合地基施工方法，它包括清理场地和定点桩位，振动沉管砂石桩施工，桩顶砂石层铺设碾压，土工格室张拉，格室内砂石填充与碾压，格室顶砂石层铺设碾压。本发明的特征在于，带横向排水功能土工格室加筋垫层施工成易于排水的八字形锥坡；土工格室应沿公路路线方向展开并逐步推进填充砂石碾压密实，使片材垂直路线方向；振动沉管砂石桩施工中同一土层由浅至深拔管速度和高度线性递减。本发明的有益效果是，能保证横向排水畅通，增加土工格室垫层密实性及抵抗变形的能力，防止桩体上大下小，提高成桩质量。
文档编号E02B3/08GK101424079SQ200810143909
公开日2009年5月6日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者刘晓明, 玲 张, 曹文贵, 肖治宇, 肖淑君, 苏永华, 赵明华, 陈昌富 申请人:湖南大学