专利名称：一种加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法
技术领域：
本发明涉及一种筋箍碎石桩施工方法，尤其是一种用于软弱地基加固用的沉管筋箍碎石桩技木。
背景技术：
当天然地基不能满足建筑物对地基的要求吋，需要对地基进行处理，形成人工地基，以保证建筑物的安全和正常使用。竖向增强体复合地基是常用的地基加固处理技术措施，目前在工程中应用的竖向增强体有碎石桩、砂桩、水泥土桩、石灰桩、各种低强度桩和钢 筋混凝土桩等。其中，由于碎石桩复合地基能充分发挥其置換作用，増加地基的抗剪强度；同吋，碎石桩体具有良好的渗水性，在上部载荷的作用下，能起到良好的排水作用。碎石桩体还能加速地基固结，増加地基的強度，減少地基的沉降量；此外，碎石桩体材料来源丰富，成本低廉也是碎石桩的重要优势。因此，近年来在软土地基加固处理中碎石桩复合地基得到了广泛应用并取得显著成效。碎石桩成孔方法常用的有振动水冲法和振动沉管法，振动水冲法因软土中成孔易塌孔而难以成型，故采用振动沉管法更合适。根据目前工程中的使用效果来看，在碎石桩上部深度2m范围内利用土工格栅进行加筋效果较好，鼓胀变形能充分得到控制，同时土工格栅材料利用率最高。但就目前来说，采用何种エ艺进行筋箍碎石桩的施工既能保证所成的桩孔不变形或塌陷而保证质量，又能简便エ序少，已经成为工程中急待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种易于操作、可靠性高、经济合理的筋箍碎石桩施工方法。为解决上述技术问题，本发明提供一种针对筋箍碎石桩的施工方法，该施工方法能在施工普通碎石桩振动沉管拔管的过程中加入土工格栅套筒，最終形成筋箍碎石桩，这种施工方法不会因沉管全部拔出而使所成的桩孔产生变形或塌陷的现象，形成的筋箍碎石桩可靠性高。为实现以上目的，本发明采用以下技术方案—种加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，该方法采用以下步骤( I)在振动沉管碎石桩机上安装桩管，在预定位置振动沉管，到达预定标高后停止振动；(2)从桩管顶部碎石入口处灌入碎石，然后振动拔管至预定高度；(3)将制作好的土工格栅筒从沉管侧面槽形ロ中放入，然后从槽形ロ中灌入碎石，灌入的碎石量应能确保全部拔管结束后碎石桩顶标高能达到预定标高；(4)继续振动拔管，直至结束。以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的步骤(2)中，振动拔管过程中应不断补充碎石并控制碎石量，使碎石顶面距筋箍碎石桩预定加固顶标高2 3m ；以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的步骤(2)中，当桩管上拔至槽型ロ底端，且正好处于筋箍碎石桩预定加固顶标高时，需要打开槽形门，測量碎石顶面距槽形ロ底端是否为2. Om,如碎石面到槽形ロ底端高度超过2m，继续从槽形ロ中灌入碎石并振动，反复检查，直至碎石面距槽形门底端正好为2. Om ；以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的步骤(2)中的上拔エ艺应结合现场工程地质条件根据施工前试成桩确定，一般上拔速度可控制在I. O
2.Om/min,姆次提升I. O 2. Om,然后留振30 60s。以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的步骤(3)中，土工格栅筒的套筒外径应比桩管内径小20 30mm，高度为2m，卷边结合处利用尼龙绳绑扎。以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的桩管下端外侧安装 有多片活瓣桩靴。以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的桩管在距离桩管底端3. Om位置开设ー宽O. 25 O. 3倍桩管直径宽、高I. 9m的条形槽。以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的桩管上端设有法兰盘，通过螺栓与振动沉管机械的振动头铆接。以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的桩管的槽形门通过轴承与桩管连接，槽形门关闭后即恢复桩管完整外形，槽形门打开可放入的制作好的格栅筒。以上所述的加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，所述的多片活瓣桩靴的活瓣通过焊接于桩管底端外侧的轴承固定，沉管下沉时可收拢成ー圆锥体，拔管时自动张开以便碎石灌入。与现有技术相比，本发明的优点和效果如下通过在桩管内放置土工格栅套筒将碎石桩桩顶2. Om范围内进行套箍，形成筋箍碎石桩，可有效限制桩顶附近侧向鼓胀变形，进而提高桩身承载力，减小桩顶沉降；土工格栅有效得到利用，相对碎石桩全段土工格栅加筋比，节约成本；本发明中的土工格栅套筒可在エ厂或现场批量生产，施工方便，效果好；用于施工的碎石桩桩管结构简单，施工方法快速简便，不会造成孔壁变形或坍塌，施工质量能得到有效保证。
图I为本发明的碎石桩机整体装配图；图2为本发明所提供的桩管示意图；图3为本发明的格栅套筒示意图；图4为本发明施工完成的筋箍碎石桩示意图；图5为本发明的施工流程图；其中1、振动打桩机，2、振动头，3、法兰盘，4、桩管，5、多页活瓣，6、槽型ロ，7、槽型门，8、格栅筒，9、进料ロ。
具体实施方式
作为软土地基的ー种加固技术，筋箍碎石桩的加筋深度或碎石桩的施工エ艺可能根据具体的工程地质条件有所改变，因此本发明的保护范围不仅仅局限于本实施方案的描述。如图I、图2、图3、图4所不,振动打桩机I上部设有振动头2,该振动头2下部与法兰盘3之间用螺丝铆接，法兰盘3是钢制的，与桩管4上端之间焊接，桩管底端带有多片活瓣5，多页活瓣5与桩管4底端通过合页连接，在桩管4震动下沉的时候可以收拢闭合，土体不会进入到桩管4中，当震动上拔吋，受桩管4内填入的碎石推挤，多页活瓣5会张开，碎石可进入桩孔中并震动密实。靠桩管4底端3m处，设有槽型ロ 6，槽型ロ底端距离桩管4底端2. Om,高度I. 9m,宽度为O. 25 O. 3倍桩管4直径，设相应槽型门7，槽型门7通过合页与桩管4连接，槽型门7关闭时正好可以盖住槽型ロ 6，可保证桩管4的整体圆筒外形，打开时可以从槽型ロ 6中放入格栅筒8或碎石。靠近桩管4的顶端设有进料ロ 9，便于装入碎石料。实施前，准备好土工格室筒8，其外径应比桩管内径小20 30mm，长度为2m，用双向塑料土工格栅卷成，卷边结合处用细铁丝或尼龙绳进行绑扎。 如图5所示，本发明沉管筋箍碎石桩施工方法，包括步骤ー先将振动打桩机I在预定的位置就位，然后将槽型门7关闭，多页活瓣5收拢闭合，对准预定位置，启动振动头2向下振动，使与之相连的法兰盘4、桩管4、槽型门7、多页活瓣5 —同振动向下深入地基中，多页活瓣5合拢时形成尖锥形可以减小振动入土的阻力。当桩管4底端到达预定加固深度是停止振动下沉；步骤ニ 通过进料ロ 9加入碎石，碎石量应根据施工前试成桩的结果进行控制，保证在桩管4振动上拔过程中刚好露出槽型门7时，桩管4内碎石桩表面离筋箍碎石桩预定加固顶标高距离2 3m。碎石加入后，启动振动头2并上拔，上拔エ艺结合现场工程地质条件根据施工前试成桩确定，一般上拔速度可控制在I. O 2. Om/min,姆次提升I. O 2. Om,然后留振30 60s。振动上拔至槽型门7下端正好处于筋箍碎石桩预定加固顶标高，打开槽型门7，用2. Om长标尺或其他測量工具从槽型ロ 6中测量碎石桩顶面距槽形ロ 6底端是否为2. Om，如果高度超过2m，则从槽形ロ 6中灌入适量碎石并振动，反复检查，使碎石面距槽形ロ 6底端正好为2. Om；步骤三将制作好的土工格栅筒8从槽形ロ 6中放入，然后从槽形ロ 6中灌入碎石，灌入的碎石量应能确保全部拔管结束后碎石桩顶标高能达到预定标高；步骤四继续振动拔管，直至结束。完成一根桩的施工后，重复上面的步骤，在其它位置进行筋箍碎石桩的施工。通常格栅双向抗拉强度大于30kN/m，双向极限延伸率应小于3%，网眼规格应根据碎石料颗粒尺寸与级配确定，且应保证将碎石桩顶部约2. Om的范围内较完整地套箍约束。这种新型碎石桩结构在保持传统碎石桩优良特性的同时，通过振动沉管完全挤土挤密软土地基井置换以受力性能更好的碎石体，碎石桩体形成良好竖向排水通道用以排水，格栅套筒可限制碎石桩桩顶附近的侧向鼓胀变形，并增加桩身的抗剪抗弯能力及在桩顶设置加筋碎石垫层，将格栅套筒超出地面部分“锚固”于垫层内形成类似桩筏基础形式等措施，提高桩身的承载カ，减小桩顶沉降与地基差异沉降。
权利要求
1.一种加固软弱地基的沉管筋箍碎石桩施工方法，其特征是，它包括下列步骤(1)在振动沉管碎石桩机上安装桩管，在预定位置振动沉管，到达预定标高后停止振动；(2)从桩管顶部碎石入口处灌入碎石，然后振动拔管至预定高度；(3)将制作好的土工格栅筒从沉管侧面槽形ロ中放入，然后从槽形ロ中灌入碎石，灌入的碎石量应能确保全部拔管结束后碎石桩顶标高能达到预定标高；(4)继续振动拔管，直至结束。
2.根据权利要求I所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是，在所述的步骤(2)中，振动拔管过程中应不断补充碎石并控制碎石量，使碎石顶面距筋箍碎石桩预定加固顶标高2 3m。
3.根据权利要求I所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是，在所述的步骤(2)中，当桩管上拔至槽型ロ底端，且正好处于筋箍碎石桩预定加固顶标高时，需要打开槽形门，測量碎石顶面距槽形ロ底端是否为2. Om,如碎石面到槽形ロ底端高度超过2m，继续从槽形口中灌入碎石并振动，反复检查，直至碎石面距槽形门底端正好为2. 0m。
4.根据权利要求3所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是，所述的步骤(2)中的上拔エ艺应结合现场工程地质条件根据施工前试成桩确定，一般上拔速度可控制在I. O 2. Om/min,姆次提升I. O 2. Om,然后留振30 60s。
5.根据权利要求I所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是，所述的步骤(3)中，土工格栅筒的套筒外径应比桩管内径小20 30mm，高度为2m，卷边结合处利用尼龙绳绑扎。
6.根据权利要求I所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是，所述的桩管下端外侧安装有多片活瓣桩靴。
7.根据权利要求I所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是所述的桩管在距离桩管底端3. Om位置开设ー宽O. 25 O. 3倍桩管直径、高I. 9m的条形槽。
8.根据权利要求I所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是，所述的桩管上端设有法兰盘，通过螺栓与振动沉管机械的振动头铆接。
9.根据权利要求3所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是，所述的桩管的槽形门通过轴承与桩管连接，槽形门关闭后即恢复桩管完整外形，槽形门打开可放入的制作好的格栅筒。
10.根据权利要求6所述的加固软弱地基的沉管紧箍碎石桩施工方法，其特征是，所述的多片活瓣桩靴的活瓣通过焊接于桩管底端外侧的轴承固定，沉管下沉时可收拢成ー圆锥体，拔管时自动张开以便碎石灌入。
全文摘要
本发明公开了一种用于软弱地基加固用的沉管筋箍碎石桩技术，本技术可有效限制桩顶附近侧向鼓胀变形，进而提高桩身承载力，减小桩顶沉降。该技术包括以下步骤1，在振动沉管碎石桩机上安装桩管，在预定位置进行振动沉管，到碎石桩预定顶标高后停止振动,2，从碎石入口灌入碎石，振动拔管，拔管过程中不断补充碎石并控制碎石量，使碎石顶面距碎石桩预定顶标高2～3m；当桩管上拔至槽型口底端正好处于碎石桩预定顶标高时，打开槽形门，用测量工具测量碎石顶面距槽形口底端是否为2.0m,3，将制作好的土工格栅筒从沉管侧面槽形口中放入并灌入碎石，灌入的碎石量应能确保全部拔管结束后碎石桩顶标高能达到预定标高,4，继续振动拔管直至结束。
文档编号E02D5/38GK102828498SQ20121034159
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年5月10日
发明者赵明华, 张玲, 罗卫华, 付强, 罗宏, 龙军, 刘猛 申请人:湖南大学