专利名称：复合地基的施工方法
技术领域：
本发明涉及土木工程领域，特别是涉及建筑物地基的加固处理。
背景技术：
在建筑物的地基加固处理中，通常采用两种方法桩基和复合地基。复合地基加 固处理是指地基下一定深度的土性较好且土层较稳定，但强度和变形不能满足上部荷 载的要求，人们为了发挥土的承载能力而采取补强的方法，如碎石桩、CFG桩、水泥 土桩等施工方法。但这些方法存在以下两方面的缺陷①由于桩顶的面积较小，不得 不采用加大桩径或增加桩的数量来提高面积置换率，造成工程量加大，成本增多。② 由于在处理后的复合地基上层铺设的一般为级配砂石褥垫层，特别是在道路、桥梁地 基中铺设的为灰土或粉煤灰土垫层，这样，当上部荷载通过褥垫层或灰土垫层传递给 下面的复合地基时，此时复合地基中的桩体受力最多，而上述两种垫层均为散粒体很 难进行应力扩散，因此会出现桩顶部刺入垫层的情况，从而使复合地基中的桩间土体 受力增多，削弱了地基承载力，加大了地基不均匀沉降。在申请号分别为03100715. 5 和200410102710.1的两个施工方法中，通过在CFG桩和复合载体桩顶部进行扩径， 加大了面积置换率，并且使复合地基中的桩体承受更多的荷载，从而达到了提高地基 承载力并减少桩的数量的目的。但是，桩顶扩径依然不能解决由于应力集中，使桩顶 刺入上部垫层的问题，从而不能充分发挥复合地基中桩体的承载力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合地基的施工方法，通过该方法可快速简便地形成 复合地基，在该复合地基中，通过在已形成的复合地基的表层铺设软梁层，使上部建 筑物荷载通过软梁层的应力分散调节，充分传递给桩，避免了桩顶或桩顶扩径对软梁 层的刺入破坏，从而将复合地基中桩体的承载能力发挥到最大，使复合地基的承载能 力显著提高。
为了实现上述目的，本发明的复合地基的施工方法包括下述步骤 、
①按照预定深度进行桩身的施工直到地基表面处，形成复合地基中的桩体； ② 进行桩顶部的处理；
③ 在桩顶顶面和地基表面处，铺设级配砂石层，厚度为5 10cm;
④ 在级配砂石层表面上，铺设土工格栅，然后在土工格栅上分层铺设碎石层并压 实，碎石粒径为不小于土工格栅方格尺寸的三分之一，碎石层总厚度为不小于相邻桩 之间桩顶部的净间距的二分之一，最后在碎石层上再铺设土工格栅，形成软梁层。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述步骤①中，该预定深度是这样确定 的，即在该深度处其土层是层位稳定的，土性较好的土体，同时桩身长度和强度能够 提供足够的承载力。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述步骤①中，成孔的方式是采用锤击 跟管、钻机钻进、螺旋引孔、锤击成孔等方式实现的。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述步骤①中，桩身的施工是采用泵送 水硬性混合料、灌注素混凝土、夯实填充料、挤密填充料等方式实现的。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述步骤①中，桩身的施工还包括在桩 底部进行扩底或进行复合载体的施工，提高桩的承载力。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述步骤②中，桩顶部的处理是根据上 部荷载、桩身承载力、置换率等要求，通过形成桩顶扩径部增加桩项面积，达到提高 置换率、充分发挥桩的承载力的目的。当上部荷载要求和桩的承载力较小时，不必进 行上述桩顶部的处理。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述步骤③中，在桩顶顶面和地基表面 处铺设级配砂石层，其目的是缓解上部荷载的应力集中。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述步骤④中，分别在碎石层的底层和 顶层，铺设两道土工格栅，其目的是通过土工格栅对碎石层的约束作用加大碎石层的 强度，使碎石层和土工格栅共同形成了复合地基的上层的一层软梁，通过该层强度较 高的软梁，减小复合地基中的桩体顶部的应力集中，从而充分发挥复合地基中的桩的 承载力。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述步骤④中，在铺设底层的土工格栅 时，该层土工格栅铺设面积应大于上层碎石层的铺设面积，即土工格栅铺设的四边应 超出上层碎石层四边lm 3m;在上层碎石层分层铺设完毕后，将底层土工格栅.四边 的超出部分向上巻起并压至碎石层上，再铺设顶层的土工格栅。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述桩顶扩径部，是采用下述方式浇注 成形的，该方式为在扩筒的顶部的周围，即桩顶部的周围开挖土体，形成顶部直径 大于桩身直径、底部等于桩身直径的漏斗状扩径部，对该桩顶扩径部进行浇注，浇注 材料为与桩身同级或更高的素混凝土或包含水泥的水硬性混合料，使其与桩身形成一 体。
最好，在上述的混凝土桩的施工方法中，上述经浇注后的桩顶扩径部，其顶面形 状为平面，或为中间凸起的弧面，并与地基表面平行。 通过以上方法形成的复合地基的特点和优势在于-
① 避免了桩顶对垫层的刺入破坏。通过在己形成的复合地基上层铺设两道土工格 栅，土工格栅之间分层铺设碎石，以土工格栅对碎石层的约束作用加大碎石层的强度， 使碎石层和土工格栅共同形成了复合地基的上层的一层软梁，通过该层强度较高的软 梁，减小复合地基中的桩体顶部的应力集中，从而避免了桩顶对垫层的刺入破坏。
② 充分发挥复合地基中的桩的承载力。在复合地基中， 一般承载力的要求是对桩 和土的共同作用而提出的，在一定程度上忽略了桩的承载能力。特别是当表层土层较 软弱，而地表下一定深度有强度较高的土层时，桩的承载能力更应该得到充分利用。 通过复合地基表层的软梁层的应力扩散作用，可以使桩体能够承受更多的上部荷载， 对于进行了桩顶扩径的桩体来说，其效果尤为突出。
③ 显著提高复合地基的承载力，降低工程造价。在桩体顶部制作大直径扩径部后， 可显著提高桩土的置换率，同时通过软梁层的应力调节使桩体承受更大的荷载，因此 无需进行扩大桩径或增加桩数，就可以使复合地基的承载力大大提高，起到了事半功 倍的效果。 '
图1作为本发明的一个实施例的桩顶扩径的复合地基的施工方法的工序图。
具体实施例方式
作为本发明的一个实施例的混凝土桩的施工方法，其包括下述步骤，首先，如图 la所示，在桩位处桩身1的施工直至地基表面处；然后，如图lb所示，在桩顶进行 扩径部2的施工，扩径部表面为凸起的弧面；接着，如图lc所示，在已形成的复合 地基的表层铺设一层级配砂石层3;之后，如图ld所示，在级配砂石层3上铺设一 层土工格栅4;然后，如图le所示，在土工格栅4上分层铺设碎石层5;然后，如图
If所示，将底层土工格栅4的两边向上巻起并压至碎石层5上，最后在碎石层5上铺 设顶层土工格栅4。
权利要求
1、一种复合地基的施工方法，包括下述步骤①按照预定深度进行桩身的施工直到地基表面处，形成复合地基中的桩体；②进行桩顶部的处理；③在桩顶顶面和地基表面处，铺设级配砂石层，厚度为5～10cm；④在级配砂石层表面上，铺设土工格栅，然后在土工格栅上分层铺设碎石层并压实，碎石粒径为不小于土工格栅方格尺寸的三分之一，碎石层总厚度为不小于相邻桩之间桩顶部的净间距的二分之一，最后在碎石层上再铺设土工格栅，形成软梁层。
2、 根据权利要求1所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述步骤①中， 该预定深度是这样确定的，即在该深度处其土层是层位稳定的，土性较好的土体， 同时桩身长度和强度能够提供足够的承载力。
3、 根据权利要求1所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述歩骤①中， 成孔的方式是采用锤击跟管、钻机钻进、螺旋引孔、锤击成孔等方式实现的。
4、 根据权利要求1所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述歩骤①中， 桩身的施工是采用泵送水硬性混合料、灌注素混凝土、夯实填充料、挤密填充料 等方式实现的。
5、 根据权利要求1所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述歩骤①中， 桩身的施工还包括在桩底部进行扩底或进行复合载体的施工，提高桩的承载力。
6、 根据权利要求1所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述步骤②中， 桩顶部的处理是根据上部荷载、桩身承载力、置换率等要求，通过形成桩顶扩径 部增加桩项面积，达到提高置换率、充分发挥桩的承载力的目的。当上部荷载要 求和桩的承载力较小时，不必进行上述桩顶部的处理。
7、 根据权利要求1所述的复合地基的施工方法，其,在于上述歩骤④中， 在桩顶顶面和地基表面处铺设级配砂石层，其目的是缓解上部荷载的应力集中。
8、 根据权利要求1所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述步骤④中， 分别在碎石层的底层和顶层，铺设两道土工格栅，其目的是通过土工格栅对碎石 层的约束作用加大碎石层的强度，使碎石层和土工格栅共同形成了复合地基的上层的一层软梁，通过该层强度较高的软梁，减小复合地基中的桩体顶部的应力集 中，从而充分发挥复合地基中的桩的承载力。
9、 根据权利要求1所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述步骤④中， 在铺设底层的土工格栅时，该层土工格栅铺设面积应大于上层碎石层的铺设面 积，即土工格栅铺设的四边应超出上层碎石层四边lm 3听在上层碎石层分层 铺设完毕后，将底层土工格栅四边的超出部分向上巻起并压至碎石层上，再铺设 顶层的土工格栅。
10、 根据权利要求5所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述桩顶扩径 部，是采用下述方式浇注成形的，该方式为在扩筒的顶部的周围，即桩顶部的 周围开挖土体，形成顶部直径大于桩身直径、底部等于桩身直径的漏斗状扩径部， 对该桩顶扩径部进行浇注，浇注材料为与桩身同级或更高的素混凝土或包含水泥 的水硬性混合料，使其与桩身形成一体。
11、 根据权利要求9所述的复合地基的施工方法，其特征在于上述经浇注后 的桩顶扩径部，其顶面形状为平面，或为中间凸起的弧面，并与地基表面平行。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种复合地基的施工方法，通过在已形成的复合地基的表层铺设软梁层，使上部荷载通过软梁层的应力分散调节充分传递给桩，避免了桩顶或桩顶扩径对软梁层的刺入破坏，从而将复合地基中桩体的承载能力发挥到最大，使复合地基的承载能力显著提高。该施工方法包括下述步骤①按照预定深度进行桩身的施工直到地基表面处，形成复合地基中的桩体；②进行桩顶部的处理；③在桩顶顶面和地基表面处，铺设级配砂石层；④在级配砂石层表面上，铺设土工格栅，然后在土工格栅上分层铺设碎石层并压实，最后在碎石层上再铺设土工格栅，形成软梁层。
文档编号E02D3/00GK101200888SQ20071012302
公开日2008年6月18日 申请日期2007年6月26日 优先权日2007年6月26日
发明者王继忠 申请人:王继忠