砂井堆载预压后后注浆封闭加固方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地基基础工程领域，具体的说是砂井堆载预压后后注浆封闭加固方 法。
【背景技术】
[0002] 砂井堆载预压地基处理方法是在淤泥土层中打砂井桩作为坚向排水通道，并在地 基上堆载一定高度的预压土，淤泥在预压土重力荷载的作用下产生超孔隙水压力，孔隙水 通过砂井排出地面，孔隙减少，土体固结密实。砂井堆载预压加速了地基的固结沉降，在较 短时间内达到较高的固结度，使地基预先完成大部分沉降，有效减小工后沉降，提高淤泥路 基的承载力和抗剪能力。
[0003] 复合地基是指天然地基中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加 筋材料，加固区由基体和增强体两部分组成的人工地基，在荷载作用下基体和增强体共同 承担荷载。复合地基软基处理的目的是提高地基承载力和控制沉降。复合地基坚向增强 体，通常由散体材料桩、粘结性材料桩构成，如CFG桩、挤密砂桩、水泥搅拌桩、高压旋喷桩、 袖阀注浆、PHC管桩等。
[0004] 砂井堆载方法能有效提高地基承载力及减少地基工后沉降，复合地基方式在软土 中能很大程度提高地基承载力。在现实淤泥软土工程中有许多实际需要，既要求较高的地 基承载力，工后沉降又不能过大，但若采用长刚性基础又很不经济的情况。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种砂井堆载预压后后注浆封闭加固方 法，利用砂井堆载预压对淤泥软土层进行排水固结处理，然后通过预埋设的注浆管对砂井 桩进行后注浆，通过注浆使地基转化为水泥砂桩桩网复合地基形式，提高地基的承载力。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的： 一种砂井堆载预压后后注浆封闭加固方法，其特征在于：把复合地基理论和砂井桩堆 载预压理论结合起来，在进行砂井堆载预压设计时，将部分砂井桩经过后注浆形成水泥砂 桩桩网复合地基，尤其是先利用砂井堆载预压对淤泥软土层进行排水固结处理，然后通过 预埋设的注浆管对砂井桩进行后注浆，通过注浆使地基转化为水泥砂桩桩网复合地基形 式，提高地基的承载力，并堵塞部分排水通道，减缓使用期地基排水固结速率，降低使用期 的工后沉降。包括如下步骤： 步骤一：砂井堆载预压设计与砂井桩复合地基设计； a、 砂井堆载预压设计：根据地面上部结构对地基承载力和沉降量的控制要求，确定砂 井桩直径、长度、间距、砂垫层厚度、堆载厚度和堆载预压时间； b、 砂井桩复合地基设计：根据水泥砂桩在淤泥土层中桩侧摩阻力、桩端承载力确定单 桩承载力，根据桩间淤泥承载力和复合地基承载力目标值，确定水泥砂桩的直径、桩距和桩 长，水泥砂桩长度不小于砂井桩长度的lm，即注浆深度超过原砂井桩长lm，桩土应力比控 制范围为5-11，根据桩顶土层综合内摩擦角确定最小土拱厚度h，计算公式如下： h = 0.707- d)ctg0 式中：h :砂垫层最小厚度 k :分项系数，可取1. 2 s:桩间距 d :桩径 Φ :砂垫层内摩擦角 步骤二：打设砂井桩，预埋pvc花管： 砂井桩用振动沉管法施工，振动沉管沉到设计标高后，根据步骤一确定的方案在沉管 中放置pvc花管，花管上每间距15cm_30cm有一组直径的注楽孔，每组6_8个注楽 孔，开孔范围长约5-8cm，梅花形布置，花管用尼龙纱布包裹，管顶和管底密封，管顶高度高 于砂垫层高度，管底超过砂井桩深lm，花管放置好后灌砂形成砂井桩； 步骤三：堆载预压施工； a、 填筑砂垫层，分级填筑预压土，加大下部淤泥层孔隙水压，加速地基排水固结，堆载 厚度应结合配载重量、预压周期及对淤泥土工参数改善期望设定，堆载厚度为l-3m ; b、 分级加载，即：加载一持荷一加载一持荷，分级加载土层厚度为0. 8-1. 2m，中间持荷 时间及加载速率结合场地变形速率和孔隙水压力来确定，持荷时间为7-10天； c、 堆载预压期间连续对场地沉降及位移变形进行观测； 步骤四：卸载后进行土工试验检验预压处理效果； a、 卸载标准：地基沉降速率连续15天小于2_/d ;用实测沉降数据通过三点法或浅岗 法推算15年工后沉降小于30-50cm ; b、 达到卸载标准后钻芯检测处理后的淤泥土工参数，处理后淤泥含水率小于60%，孔隙 比小于1. 5,原位十字板剪切强度大于20kpa ; 步骤五：砂井粧后注楽； a. 注浆分次进行，每次注浆的间隔时间不小于24小时，注浆水灰比按注浆次序调整， 依次减少水灰比，水灰比的控制范围为〇. 6~0. 4 ; b. 确定注浆压力，试验注浆砂井桩不少于3根； c. 正式注浆，将注浆管下至需要注浆的孔段，启动注浆泵，压送清水，在此过程中压力 逐步提高，直到冲破花管外纱布压力回落后，泵送水泥浆液，一直注浆到规定的压力并稳定 为止； d. 在需要注浆的各部位逐步注浆，直到完成所有孔段的注浆，做好注浆过程中各项记 录：注浆位置、注浆时间、注浆压力、水泥用量、水灰比、注浆过程出现的情况； 步骤六：检测复合地基处理效果； 水泥砂桩到达龄期后用钻芯法检测水泥砂桩无侧限抗压强度，用原位单桩坚向抗压静 载试验和平板载荷试验检测处理效果，水泥砂桩无侧限抗压强度为0. 5Mpa-lMpa，单桩承载 力一般为50KN-80KN，复合地基承载力为50Kpa-80Kpa。
[0007] 所述的砂井堆载预压后后注浆封闭加固方法，其特征在于：步骤一 a中，对于饱 和流塑游泥土层，适用砂井桩直径400_600mm，桩长25m以内，桩间距I. 6_2m，滤水砂垫层 500_，堆载或超载预压时间120-200天。
[0008] 1所述的砂井堆载预压后后注浆封闭加固方法，其特征在于：步骤二中，注浆孔的 直径和布置可根据注浆试验确定，花管用尼龙纱布包裹3层。
[0009] 所述的砂井堆载预压后后注浆封闭加固方法，其特征在于：步骤三c中，堆载期间 每不超过3天观测1次，场地边界侧向位移速率控制小于5mm/天；堆载预压期间不超过7 天观测1次，预压末期加密观测。
[0010] 所述的砂井堆载预压后后注浆封闭加固方法，其特征在于：步骤五b中，注浆压力 为 0· 4-0. 6Mpa。 toon] 本发明的有益效果是：砂井堆载预压后后注浆封闭加固，基本思路是先对淤泥软 土进行砂井堆载预压，后利用预埋的注浆管对砂井桩进行注浆，使其形成半刚性桩体，将地 基形式转换成桩网复合地基形式。本技术方法的优点是：1)通过桩网-土复合承载形式进 一步提高地基承载力；2)砂井堆载预压后，通过注浆形式封闭砂井，封闭固结排水通道，能 减缓在使用过程中淤泥土层的排水固结沉降，达到进一步减少工后沉降的目的。
[0012] 利用本发明提供的地基处理方法，适用于荷载不太大的道路、地坪、轻型堆场、单 层建构筑物等对地基承载力有一定要求但荷载不太大的地基处理，能够有效解决砂井桩堆 载预压处理淤泥地基后砂井桩持续排水固结，工后沉降大的问题，同时进一步提高了砂井 堆载预压处理淤泥地基后的地基承载力，可以减少、减短甚至取消结构基桩，具有明显的经 济效益和社会效益。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明： 图1为沉管施工图； 图2为防止pvc花管图； 图3为砂井桩施工图； 图4为拔管施工图； 图5为堆载预压施工图； 图6为卸载施工图； 图7为注浆施工图； 图8为形成水泥砂粧复合地基图。
[0014] 图中：1.沉管，2.地面，3. pvc花管，4.砂井桩，5.砂垫层，6.预压土，7.注浆管。
【具体实施方式】
[0015] 如图1-8所示：一种砂井堆载预压后后注浆封闭加固方法，把复合地基理论和砂 井桩堆载预压理论结合起来，在进行砂井堆载预压设计时，将部分砂井桩经过后注浆形成 水泥砂桩桩网复合地基，尤其是先利用砂井堆载预压对淤泥软土层进行排水固结处理，然 后通过预埋设的注浆管对砂井桩进行后注浆，通过注浆使地基转化为水泥砂桩桩网复合地 基形式，提高地基的承载力，并堵塞部分排水通道，减缓使用期地基排水固结速率，降低使 用期的工后沉降。包括如下步骤： 步骤一：砂井堆载预压设计与砂井桩复合地基设计； a、砂井堆载预压设计：根据地面2上部结构对地基承载力和沉降量的控制要求，确定 砂井桩4直径、长度、间距、砂垫层厚度、堆载厚度和堆载预压时间；对于饱和流塑淤泥土 层，适用砂井桩直径400_600mm，桩长25m以内，桩间距I. 6_2m，滤水砂垫层500mm，堆载或超 载预压时间120-200天。
[0016] b、砂井桩复合