一种软土地基强化方法及其复合桩基施工方法与流程
本发明涉及建筑领域，具体涉及一种软土地基强化方法及其复合桩基施工方法。
背景技术：
我国地域辽阔，不同地区和不同气候对土层和土质产生了深远的影响，导致在进行建筑体施工时需要格外注意建筑体的地基处理。
随着工业的发展，现在城市尤其是人口密集的城市对高层或超高层建筑的需求逐渐增大，而高层或超高层建筑对地基的承载力要求很高。如果建筑地基的承载力不够，如多松软土质的软土地基，需要多种施工措施进行地基的加固，将松软土质的影响降到最低。
根据经验，软土地基多分布在我国的沿海城市，其水域充足，土质多为砂土层或淤泥质土层，且含一些卵石、碎石等。在河边或是湖泊周围进行施工的时候，需要对土层进行严格管理，否则将带来严重的经济损失。软土地基所含松软土质种类繁多，包括但不限于淤泥、淤泥质土、素填土等较软土、可塑粘性土等松散土、中密粉细砂等稍密土、中密粉土等松散土、稍密中粗砂和砂砾、黄土等土层，因此，在软土环境下，需要对土层进行深入的研究分析，确定对应土质的承载力，并采取多种施工措施进行地基的加固，将弱承载层的影响降到最低。
由于软土地基的承载力较弱，其中弱承载层分布于浅层且较厚，在进行建筑体施工时，仅靠软土地基的弱承载层的承载力不能达到施工要求，则需要对弱承载层进行强化处理以提高其承载力；如果建筑物或构筑物所需的承载力更大，需要的桩体长度较长，成本较高，且沉桩施工成本也较高，因此急需一种软土地基加固方式既满足承载力要求又降低成本。
技术实现要素：
为了解决以上技术问题，本发明提供一种软土地基强化方法及其复合桩基施工方法，通过在弱承载层中混合填充剂形成整体式无间隙加固区，在提高软土承载性能的基础上缩短桩体长度。
本发明提供的软土地基强化方法，在弱承载层预定深度填充混合有胶粘剂和/或固化剂的填充剂以形成整体式无间隙加固区。
进一步的，采用旋喷钻以高压旋喷工法在弱承载层预定深度喷射填充剂形成整体式无间隙加固区。
进一步的，旋喷钻的喷射成型半径大于相邻两个进钻孔中心距的一半；
或者，旋喷钻的喷射成型半径大小可调，且旋喷钻于非同一直线上的任意三个相邻进钻孔位置喷射成型的加固区域形成无间隙整体结构。
进一步的，旋喷钻的进钻孔在弱承载层上呈错列排布；
或者，旋喷钻的进钻孔在弱承载层上呈顺列排布；
或者，旋喷钻的进钻孔在弱承载层上呈多边形排布；
或者，旋喷桩的进钻孔在弱承载层上呈无序或连续排布。
进一步的，软土地基强化方法包括以下步骤：
预备步骤：平整施工场地并根据预设的喷射成型半径测量定位好各进钻孔位置；
进钻作业步骤：桩机移动到位使得旋喷钻在预定的进钻孔位置进钻至旋喷钻的喷射口到达软土内预定深度；
喷射作业步骤：根据预设定的喷射成型半径调整桩机的喷射压力和进钻、退钻速度直至完成预定的喷射作业高度；
持续作业步骤：上提旋喷钻脱离地面后移至下一钻孔位置重复上述进钻作业步骤和喷射作业步骤。
进一步的，所述填充剂还包含砂石骨料和/或再生骨料和/或膨胀剂。
进一步的，根据施工区域的地质勘探结果，查找弱承载层与自然持力层的临界深度，并在自然持力层的顶部形成所述整体式无间隙加固区。
进一步的，采用搅拌工法或旋喷工法在弱承载层浅层预定深度喷射填充剂形成整体式无间隙加固区。
本发明提供一种复合桩基施工方法，包括上述软土地基强化方法和后续的预制桩沉桩施工方法；
其中，所述预制桩沉桩施工方法包括以下步骤：
预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序；
沉桩步骤：根据沉桩方式选择桩机，将桩机移动到位，使桩机夹持部对准桩位点，吊取预制桩于桩位点处进行沉桩、接桩，直至预制桩桩端进入整体式无间隙加固区的预定深度；
持续沉桩步骤：转移桩机夹持部并对准下一个桩位点，重复上述的沉桩步骤直至沉桩结束；
或者，包括上述软土地基强化方法和后续的复合桩沉桩施工方法；
其中，所述复合桩沉桩施工方法包括以下步骤：
预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序；
搅拌桩施工步骤：根据沉桩方式选择桩机，将桩机移动到位，钻杆对准桩位点边下钻边搅拌至整体式无间隙加固区，形成搅拌桩；
预制桩沉桩步骤：在搅拌桩凝固前，吊取预制桩竖直立于搅拌桩上方并沉入搅拌桩内，再通过接桩使预制桩下沉至预制桩桩端进入整体式无间隙加固区的预定深度；
持续沉桩步骤：转移桩机钻杆和夹持部并对准下一个桩位点，重复上述的搅拌桩、预制桩沉桩步骤直至复合桩沉桩结束。
本发明提供另一种复合桩基施工方法，包括上述软土地基强化方法和后续的水泥搅拌桩施工方法；
其中，所述水泥搅拌桩施工方法包括以下步骤：
预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序；
搅拌桩施工步骤：根据沉桩方式选择桩机，将桩机移动到位，钻杆对准桩位点边下钻边搅拌至整体式无间隙加固区的预定深度，形成搅拌桩；
持续沉桩步骤：转移桩机夹持部并对准下一个桩位点，重复上述的搅拌桩步骤直至搅拌桩沉桩结束；
或者，包括上述软土地基强化方法和后续的钻孔灌注桩施工方法；
其中，所述钻孔灌注桩施工方法包括以下步骤：
预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序；
钻孔步骤：根据沉桩方式选择桩机，将桩机移动到位，钻杆对准桩位点下钻取土形成桩孔，桩孔底至整体式无间隙加固区的预定深度；
灌注步骤：于桩孔内放置钢筋笼，再浇筑混凝土形成灌注桩；
持续作业步骤：转移桩机夹持部并对准下一个桩位点，重复上述的钻孔、灌注步骤直至灌注桩沉桩结束；
其中，在钻孔灌注桩施工步骤中，通过机械钻孔方式形成桩孔，桩孔钻入整体式无间隙加固区并下沿深度至满足桩体抗拔要求，在桩孔内放置钢筋笼、浇筑混凝土形成灌注桩；
或者，包括上述软土地基强化方法和后续的沉管灌注桩施工方法；
其中，所述沉管灌注桩施工方法包括以下步骤：
预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序；
沉管步骤：根据沉桩方式选择桩机，将桩机移动到位，桩机加持部吊装套管竖直对准桩位点进行沉管取土操作形成桩孔，桩孔底至整体式无间隙加固区的预定深度；
灌注步骤：于桩孔内放置钢筋笼，边拔管边浇筑混凝土形成灌注桩；
持续作业步骤：转移桩机夹持部并对准下一个桩位点，重复上述的沉管、灌注步骤直至灌注桩沉桩结束。
本发明提供的软土地基强化方法为在弱承载层中增设整体式无间隙加固区，以提高软土地基的承载力，因为加固区内填充有胶粘剂和/或固化剂，胶粘剂和/或固化剂与软土混合后使弱承载层中分散的土壤牢固地胶结在一起，硬化后不但强度提高还能抵抗一定程度的腐蚀，另外加固区为整体式无间隙的形式，具有比分体式的加固区更强的承载能力，对其上的建筑物或构筑物提供更强的支撑。因此本发明提供的软土地基强化方法提高了弱承载层的承载力，适用于多种土质种类的软土地基，并适用于多种建筑基础。
本发明提供的软土地基强化方法既能用于接近地面的浅层土体固化，又能用于地面以下较深处的土体固化，既能用于弱承载层中间的一定区域的土体固化，又能用于自然持力层上方的土体固化，具有很强的通用性。
本发明的软土地基强化方法用于非桩基础时，可以提高基础的承载力，提高软土地基的适用性。
本发明的软土地基强化方法用于桩基础时，即配合桩基施工方法，可以缩短桩体长度及降低较深沉桩难度，降低基础工程成本，易于广泛应用。
本发明提供的复合桩基施工方法为针对不同软土地基性质采用不同桩的施工方法，使用者根据不同地形地貌选用不同的桩施工方式，以达到低成本、高效率、高质量的基础工程建设。
附图说明
图1为实施例1中的一种软土地基强化效果示意图(a为强化前，b为强化后)；
图2为钻孔成型半径相等且进钻孔为顺列排布的一种排布示意图；
图3为钻孔成型半径相等且进钻孔为顺列排布的另一种排布示意图；
图4为钻孔成型半径相等且进钻孔为顺列排布的另一种排布示意图；
图5为钻孔成型半径相等且进钻孔为错列排布的一种排布示意图；
图6为钻孔成型半径相等且进钻孔为错列排布的另一种排布示意图；
图7为钻孔成型半径相等且进钻孔为错列排布的另一种排布示意图；
图8为钻孔成型半径相等且进钻孔为错列排布的另一种排布示意图；
图9为钻孔成型半径相等且进钻孔为正多边形排列的一种排布示意图；
图10为钻孔成型半径相等且进钻孔为无序或连续排列的一种排布示意图；
图11为钻孔成型半径有两个规格且进钻孔为顺列排布的一种排布示意图；
图12为钻孔成型半径有两个规格且进钻孔为顺列排布的另一种排布示意图；
图13为钻孔成型半径有两个规格且进钻孔为错列排布的一种排布示意图；
图14为钻孔成型半径有两个规格且进钻孔为正多边形排列的一种排布示意图；
图15为钻孔成型半径不相等且进钻孔为无序或连续排列的一种排布示意图；
图16为钻孔成型半径相等且进钻孔为边框式排布的一种排布示意图；
图17为实施例2中的一种软土地基强化效果示意图(a为强化前，b为强化后)；
图18为实施例3中的一种软土地基强化效果示意图(a为强化前，b为强化后)；
图19为实施例3中的另一种软土地基强化效果示意图(a为强化前，b为强化后)。
附图说明：1-建筑物或构筑物，2-弱承载层，3-人造持力层，4-自然持力层，5-桩体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供的一种软土地基强化方法，用于弱承载层2上建造建筑物或构筑物1。当建筑物或构筑物1下方土体满足承载力要求但沉降不满足正常使用要求时，或建筑物或构筑物1下方土体不能满足承载力要求，如图1中a所示，此时建筑物或构筑物1在弱承载层2上进行建造时需要将建筑物或构筑物1下方接近地面的一定厚度的弱承载层2浅层进行强化处理，形成人造持力层3，以减小软土地基的沉降。
本实施例提供的软土地基强化方法，采用搅拌工法或旋喷工法对建筑物或构筑物1下方的一定厚度的弱承载层2中填充混合有胶粘剂和/或固化剂以形成整体式无间隙加固区进行土体强化。强化方法包括以下步骤：
1)预备步骤：平整施工场地，根据地质勘探报告确定的建筑物或构筑物1下方弱承载层2土质，计算出需要强化的土体厚度及面积范围并确定填充剂的配方。填充剂根据需要选择对应的胶粘剂和/或固化剂。填充剂根据需要选择浆体填充剂(用于含水量较少的土质)或粉体填充剂(用于含水量较多的土质)。
2)进钻及喷射作业步骤：桩机移动到位使得钻头在预定的钻孔位置进钻到达软土内预定深度，具体操作为将桩机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差在允许范围内。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差范围内，桩机就位后水平调正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机；桩机边钻孔边喷射填充剂，使该深度的土层至地面之间的软土中均匀混合填充剂形成加固区，且多个加固区之间交叉叠合使形成无间隙的整片加固区，如图1中b所示。
加固区在弱承载层2上的排列主要有四种，分别是顺列排布(如图2至图4、图11至图12所示)、错列排布(如图5至图8、图13所示)、正多边形排列(如图9、图14所示)和无序或连续排布(如图10、图15所示)。
3)持续作业步骤：上提钻杆脱离地面后移至下一钻孔位置重复上述进钻及喷射作业步骤。
因为要形成整体式无间隙加固区，钻孔喷射速度要保证，不能太慢，以使形成整体式的加固区内的混有填充剂的软土能在初凝时间同时固化，保证加固区的整体性，保证人造持力层3的承载力强度。
在进钻及喷射作业时，各钻孔成型半径相等或不相等，本实施例举例以下几种整体式排布方式，包括但不限于圆形、方形、三角形的整体，其他相关的喷射成型半径与进钻孔排布方式也包括在本实施例内。
(1)当各钻孔成型半径相等且进钻孔为顺列排布时，如图2所示，钻孔成型半径为r1，相邻两个进钻孔中心距为l1、l2，其中l1＝l2，满足
(2)当各钻孔成型半径相等且进钻孔为错列排布时，如图5所示，钻孔成型半径为r1，相邻两个进钻孔中心距为l3、l4、l5，其中l3＝l4＝l5，满足
(3)当各钻孔成型半径相等且进钻孔为正多边形(边数大于5)排布时，如图9所示，钻孔成型半径为r1，进钻孔为正多边形的各顶点及中心点，相邻顶点的两个进钻孔中心距为l6，正多边形边数为n，n≤12，满足
(4)当各钻孔成型半径r1相等且进钻孔为无序或连续排布时，如图10所示，进钻孔孔位不规则确定，满足各进钻孔内钻孔成型范围达到交叉无空缺全覆盖该区域，达到钻孔喷射后形成整体式无间隙的加固区。
(5)当各钻孔成型半径有两个规格r2、r3，其中r2<r3，两个规格的钻孔成型半径沿顺列排布的进钻孔依次间隔布置，如图11所示，相邻两个进钻孔中心距为l7、l8，其中l7＝l8>r3，满足
(6)当各钻孔成型半径有两个规格r2、r3，其中r2<r3，两个规格的钻孔成型半径沿错列排布的进钻孔依次间隔布置，如图13所示，相邻两个进钻孔中心距为l9、l10、l11，其中l9≤l10≤l11，满足r2>1/2l9且r3≤l9，可以达到钻孔喷射后形成整体式无间隙的加固区。
(7)当各钻孔成型半径有两个规格r4、r5，钻孔成型半径为正多边形(边数大于5)排布时，钻孔成型半径为r4的进钻孔为正多边形中心点，钻孔成型半径为r5的进钻孔为正多边顶点，如图14所示，相邻两个进钻孔中心距为l12，满足r5≥1/2l12，可以达到钻孔喷射后形成整体式无间隙的加固区。
(8)当各钻孔成型半径不相等且进钻孔为无序或连续排布时，如图15所示，进钻孔孔位不规则确定，满足各进钻孔内钻孔成型范围达到交叉无广泛空缺全覆盖该区域，且旋喷钻于非同一直线上的任意三个相邻进钻孔位置喷射成型的加固区域形成无间隙整体结构，达到钻孔喷射后形成整体式无间隙的加固区。
(9)当各钻孔成型半径相等或不相等且进钻孔为边框式排布时，如图16所示，相邻的两个进钻孔上钻孔成型范围达到交叉且部分重合，达到钻孔喷射后形成边框式的整体式无间隙的加固区，如应用于基坑围护。
钻孔喷射的同时钻杆上下移动，在预定区域形成预定厚度的人造持力层3(即加固区)，使人造持力层3达到足够的承载力。
浆体填充剂为主要成分包括水、骨料、胶粘剂和/或固化剂和/或膨胀剂的浆液，本实施例中的浆液使用水泥作为胶粘剂及固化剂，用于粘接骨料并固化形成具有一定强度的人造持力层3，同时为了使浆液与土体具有更好的结合粘性，在浆液中还可添加其他成分且能与水泥共存并协同作用的胶粘剂，如偏高岭土和/或树脂类材料为主的胶粘剂。根据设计要求调节浆液成分，以满足人造持力层3承载力要求及喷射要求，再以预设喷射条件进行喷浆。另外根据需求还可在浆液中增添其他添加剂，如为了改善浆液泵送性能，可适当添加泵送剂；为了利于形成整体式的人造持力层3，可适当添加缓凝剂等，利于人造持力层3的同时固化或基本同时固化；为了进一步防水及抗裂，可增加膨胀剂。
骨料使用包括细骨料和粗骨料的砂石骨料或再生骨料，砂石骨料包括碎石、砂子、矿渣、卵石、砖瓦等，再生骨料主要指废弃混凝土或砌体材料，如使用建筑垃圾破碎筛分后形成的再生骨料，选择性强化处理再生骨料后应用于人造持力层3的浆液制作中，具有废物利用，清洁场地，节省成本的优势。根据需要调配合适比例的细骨料和粗骨料，骨料优选连续级配，骨料在浆液中含量根据需求调整，骨料的最大公称粒径小于喷浆管口径。
粉体填充剂为主要成分包括骨料、胶粘剂和/或固化剂和/或膨胀剂的粉末，粉体填充剂与浆体填充剂的区别主要在于不加水，以粉体形式喷射在弱承载层2中。粉体填充剂适用于有地下水或含水量大于25％的弱承载层2进行浅层加固。粉体填充剂各配料成分与浆体填充剂的基本一致，粉体填充剂的各配料比例与浆体填充剂的各配料比例相比有适当调整。
为了保证建筑物或构筑物1下方的软土地基内形成的人造持力层3为整体式的无间隙加固区，在完成喷射施工作业后，还对喷射施工质量进行检验。
为了保证整个建筑物或构筑物持力层的整体性，可以将人造持力层3的范围扩大到整个建筑物或构筑物1的地基范围，并适当外扩。
实施例2
与实施例1相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
相对于实施例1，本实施例提供一种不同的软土地基强化方法，用于弱承载层2上建造承载力需求较大的建筑物或构筑物1。当建筑物或构筑物1所需的承载力较大，建筑物或构筑物1在弱承载层2上进行建造时需要设桩以支撑建筑物或构筑物1。地基桩包括摩擦桩和端承桩，其中摩擦桩用于软土地基中承载力较大的持力层位于较深土层，同时桩基上建筑物或构筑物1需要的承载力不太大，桩体5与土体之间的摩擦力可以达到承载力要求。为了达到需要承载力对应的侧摩阻力，通常摩擦桩的桩体5较长，而随着桩体5的长度增加，桩体5成本及打桩成本均提高，如图17中a所示。为了降低基础工程的成本，可在弱承载层2既定深度范围内填充混合有胶粘剂和/或固化剂以形成整体式无间隙加固区进行土体强化，形成人造持力层3，将桩尖打入人造持力层3内形成端承摩擦桩，以达到对建筑物或构筑物1的承载力。该方法使桩基承载力保证的同时缩短了桩体5长度，同时降低了桩体5成本和打桩成本。
本实施例提供的软土地基强化方法，使用高压旋喷桩机采用旋喷工法对建筑物或构筑物1下方的一定深度的弱承载层2中填充混合有胶粘剂和/或固化剂以形成整体式无间隙加固区进行土体强化。本实施例的高压旋喷桩机可以喷射浆体填充剂和粉体填充剂，根据需要进行选择。本实施例以高压旋喷桩机喷射浆体填充剂举例说明。
强化方法包括以下步骤：
1)预备步骤：平整施工场地并根据预设的喷射成型半径测量定位好各钻孔位置。
根据地质勘探报告确定建筑物或构筑物1下方弱承载层2土质，计算人造持力层3的范围、厚度及距离表面的深度，再结合桩位图以及设计需求指定区域确定喷射成型半径及对应喷射钻孔分布位置，对施工桩位进行放样。喷射钻孔可根据需要借用勘探孔等已有深孔。人造持力层3应满足承载力和沉降要求。填充剂根据需要选择对应的胶粘剂和/或固化剂。
旋喷钻的喷射成型半径大于相邻两个进钻孔中心距的一半，或者，旋喷钻的喷射成型半径大小可调，且旋喷钻于非同一直线上的任意三个相邻进钻孔位置喷射成型的加固区域形成无间隙整体结构，以使多个喷射加固区交叉互连，形成整体式无间隙加固区。
旋喷钻进钻孔在弱承载层2上的排列采用与实施例1相同(如图2-16所示)的排列。
2)进钻作业步骤：桩机移动到位使得旋喷钻在预定的钻孔位置进钻至旋喷钻的喷射口到达弱承载层2内预定深度。
将桩机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差在允许范围内。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差范围内，桩机就位后水平调正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机，准备下钻；喷浆管随钻头一齐下引，或先钻孔再插喷浆管下孔，钻孔通过钻头配合叶片、喷浆或喷气实现，使喷浆管到达预设的深度；在钻孔插管过程中，为了防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、气或稀泥浆边插管，压力适宜，压力过低不够润滑喷浆管周壁，不利于喷浆管的插入，压力过高，易将孔壁射塌并提高成本。
3)喷浆作业步骤：根据预设定的喷射成型半径调整桩机的喷浆压力和进钻、退钻速度直至完成预定的喷浆作业。
喷浆管达到预定深度后，开始喷射浆液，通过调节喷射压力改变喷射成型半径，达到预先设定的喷射半径，喷浆管一次下伸喷浆形成一个喷浆区，多个喷浆区交叉互连，旋喷钻于非同一直线上的任意三个相邻进钻孔位置喷射成型的加固区域形成无间隙整体结构，达到喷射完成后形成整体式无间隙加固区。
喷浆的同时钻杆上下移动，在预定区域形成预定厚度的人造持力层3(即加固区)，使人造持力层3达到足够的承载力。
旋喷浆液的主要成分包括水、骨料、胶粘剂和/或固化剂和/或膨胀剂，水泥作为一种常用的胶粘剂及固化剂，使用在浆液中，用于粘接骨料并固化形成具有一定强度的人造持力层3，同时为了使浆液与土体具有更好的结合粘性，在浆液中还可添加其他成分且能与水泥共存并协同作用的胶粘剂，如偏高岭土和/或树脂类材料为主的胶粘剂。根据设计要求调节浆液成分，以满足人造持力层3承载力要求及喷射要求，再以预设喷射条件进行喷浆。另外根据需求还可在浆液中增添其他添加剂，如为了改善浆液泵送性能，可适当添加泵送剂；为了利于形成整体式的人造持力层3，可适当添加缓凝剂等；为了进一步防水及抗裂，可增加膨胀剂。
骨料使用包括细骨料和粗骨料的砂石骨料或再生骨料，砂石骨料包括碎石、砂子、矿渣、卵石、砖瓦等，再生骨料主要指废弃混凝土或砌体材料，如使用建筑垃圾破碎筛分后形成的再生骨料，选择性强化处理再生骨料后应用于人造持力层3的浆液制作中，具有废物利用，清洁场地，节省成本的优势。根据需要调配合适比例的细骨料和粗骨料，骨料优选连续级配，骨料在浆液中含量根据需求调整，骨料的最大公称粒径控制在小于喷浆管口径。
4)持续作业步骤：上提旋喷钻脱离地面后移至下一钻孔位置重复上述进钻作业步骤和喷浆作业步骤。
因为要形成整体式无间隙加固区，喷浆速度要保证，不能太慢，以使形成整体式的加固区内的混凝土浆能基本同时固化，保证加固区的整体性，保证人造持力层3的承载力。
为了保证建筑物或构筑物1下方的软土地基内形成的人造持力层3为整体式的无间隙加固区，在完成喷浆施工作业后，还对喷射施工质量进行检验。检验可以采用钻孔取芯方法，取芯部位宜在两桩交接处，由取芯来判别人造持力层3的完整性。若桩体5存在缺陷则可进行后续的补强措施，保证人造持力层3为整体式无间隙的加固区，如图17中b所示。
如果桩基上部荷载较大，人造持力层3的范围宜包括距离较近的若干桩承台，以提高桩基的稳定性。
如果桩基为柱与桩基连接的单桩基础，人造持力层3的范围宜包括距离较近的若干桩基，以提高桩基的稳定性。
为了保证整个建筑物或构筑物持力层的整体性，可以将人造持力层3的范围扩大到整个建筑物或构筑物1的地基范围，并适当外扩。
为了适应复杂的土质条件，人造持力层3可根据地质情况设置不同厚度，且不同的厚度的人造持力层3均满足承载要求即可，如图17中b所示。
实施例3
与实施例1相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
相对于实施例1，本实施例提供一种不同的软土地基强化方法，用于弱承载层2上建造承载力需求较大的建筑物或构筑物1。当建筑物或构筑物1为高层或超高层，其所需的承载力很大，需要使用端承桩或端承摩擦桩，且桩尖进入足够承载力的自然持力层4内足够深度。存在于弱承载层2下方的自然持力层4通常位于离地面几十米甚至更深的深度(如图18中a所示)，或者自然持力层4的厚度较薄(如图19中a所示)，承载力不够或不满足构造要求，需要以更深更厚的持力层为桩端持力层，这样桩体5需要的长度很长，而随着桩体5的长度增加，桩体5成本及打桩成本均提高。为了降低基础工程的成本，可在自然持力层4顶部填充混合有胶粘剂和/或固化剂形成具有一定厚度的整体式无间隙加固区(即人造持力层3)，自然持力层4和人造持力层3共同形成桩端持力层。该方法通过抬高持力层的标高，在使桩基承载力得到保证的同时，缩短了桩体5长度，降低了桩体5成本和打桩成本。
如图18和图19所示，本实施例提供的软土地基强化方法，使用高压旋喷桩机采用旋喷工法对建筑物或构筑物1下方的一定深度的弱承载层2中填充混合有胶粘剂和/或固化剂以形成整体式无间隙加固区进行土体强化。本实施例的高压旋喷桩机可以喷射浆体填充剂和粉体填充剂，根据需要进行选择。本实施例以高压旋喷桩机喷射浆体填充剂举例说明。
强化方法包括以下步骤：
1)预备步骤：平整施工场地并根据预设的喷浆成型半径测量定位好各钻孔位置。
根据地质勘探报告确定建筑物或构筑物1下方弱承载层2土质及自然持力层4深度和范围，计算人造持力层3的范围、厚度及距离表面的深度，再结合桩位图以及设计需求指定区域确定喷浆成型半径及对应喷浆钻孔分布位置，对施工桩位进行放样。喷浆钻孔可根据需要借用勘探孔等已有深孔。人造持力层3应满足承载力和沉降要求。优选人造持力层3的承载力与自然持力层4的承载力接近或一样。填充剂根据需要选择对应的胶粘剂和/或固化剂。
旋喷钻的喷射成型半径大于相邻两个进钻孔中心距的一半，或者，旋喷钻的喷射成型半径大小可调，且旋喷钻于非同一直线上的任意三个相邻进钻孔位置喷射成型的加固区域形成无间隙整体结构，以使多个喷浆区交叉互连，形成整体式无间隙加固区。
旋喷钻进钻孔在弱承载层2上的排列采用与实施例1相同(如图2-16所示)的排列。
2)进钻作业步骤：桩机移动到位使得旋喷钻在预定的钻孔位置进钻至旋喷钻的喷浆口到达弱承载层2内预定深度。
将桩机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差在允许范围内。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差范围内，桩机就位后水平调正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机，准备下钻；喷浆管随钻头一齐下引，或先钻孔再插喷浆管下孔，钻孔通过钻头配合叶片、喷浆或喷气实现，使喷浆管到达预设的深度；在钻孔插管过程中，为了防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、气或稀泥浆边插管，压力适宜，压力过低不够润滑喷浆管周壁，不利于喷浆管的插入，压力过高，易将孔壁射塌并提高成本。
3)喷浆作业步骤：根据预设定的喷射成型半径调整桩机的喷浆压力和进钻、退钻速度直至完成预定的喷浆作业。
喷浆管达到自然持力层4上方的预定深度后，开始喷射浆液，通过调节喷射压力改变喷射成型半径，达到预先设定的喷射半径，喷浆管一次下伸喷浆形成一个喷浆区，多个喷浆区交叉互连，形成整体式无间隙加固区。
喷浆的同时钻杆上下移动，下伸至自然持力层4的深度，在预定区域形成预定厚度的人造持力层3(即加固区)，使人造持力层3达到足够的承载力。
旋喷浆液的主要成分包括水、骨料、胶粘剂和/或固化剂和/或膨胀剂，水泥作为一种常用的胶粘剂及固化剂，使用在浆液中，用于粘接骨料并固化形成具有一定强度的人造持力层3，同时为了使浆液与弱承载层2土体及自然持力层4土体具有更好的结合粘性，在浆液中还可添加其他成分且能与水泥共存并协同作用的胶粘剂，如偏高岭土和/或树脂类材料为主的胶粘剂。根据设计要求调节浆液成分，以满足人造持力层3承载力要求及喷射要求，再以预设喷射条件进行喷浆。另外根据需求还可在浆液中增添其他添加剂，如为了改善浆液泵送性能，可适当添加泵送剂；为了利于形成整体式的人造持力层3，可适当添加缓凝剂等；为了进一步防水及抗裂，可增加膨胀剂。
骨料使用包括细骨料和粗骨料的砂石骨料或再生骨料，砂石骨料包括碎石、砂子、矿渣、卵石、砖瓦等，再生骨料主要指废弃混凝土或砌体材料，如使用建筑垃圾破碎筛分后形成的再生骨料，选择性强化处理再生骨料后应用于人造持力层3的浆液制作中，具有废物利用，清洁场地，节省成本的优势。根据需要调配合适比例的细骨料和粗骨料，骨料优选连续级配，骨料在浆液中含量根据需求调整，骨料的最大公称粒径控制在小于喷浆管口径。
4)持续作业步骤：上提旋喷钻脱离地面后移至下一钻孔位置重复上述进钻作业步骤和喷浆作业步骤。
因为要形成整体式无间隙加固区，喷浆速度要保证，不能太慢，以使形成整体式的加固区内的混凝土浆能基本同时固化，保证加固区的整体性，保证人造持力层3的承载力。
为了保证建筑物或构筑物1下方的软土地基内形成的人造持力层3为整体式的无间隙加固区，在完成喷浆施工作业后，还对喷射施工质量进行检验。检验可以采用钻孔取芯方法，取芯部位宜在两桩交接处，由取芯来判别桩体5的完整性。若桩体5存在缺陷则可进行后续的补强措施，保证人造持力层3为整体式无间隙的加固区(如图18中b所示、图19中b所示)。
如果桩基上部荷载较大，人造持力层3的范围宜包括距离较近的若干桩承台，以提高桩基的稳定性。
如果桩基为柱与桩基连接的单桩基础，人造持力层3的范围宜包括距离较近的若干桩基，以提高桩基的稳定性。
为了保证整个建筑物或构筑物持力层的整体性，可以将人造持力层3的范围扩大到整个建筑物或构筑物的地基范围，并适当外扩。
实施例4
本实施例提供一种复合桩基施工方法，包括：软土地基强化方法和预制桩沉桩施工方法；
其中，软土地基强化方法根据软土地基实际情况采用实施例2或3的方法，预制桩沉桩施工方法包括以下步骤：
a)预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序，减小群桩施工时发生的先打入桩被后打入桩水平挤压而造成的偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩问题，及后打入的桩难以达到设计标高或入土深度，造成土体隆起和挤压，截桩过大等问题。
b)沉桩步骤：优选具有预制桩沉桩组件(根据需要选择压桩组件、锤击组件或振动组件)的桩机，对应的沉桩方式是静压、抱压、顶压、锤击或振动方式；将桩机移动到位，使桩机夹持部对准桩位点，吊取预制桩垂直于桩位点处并进行沉桩、接桩，预制桩的垂直偏差满足规范要求，直至预制桩桩端进入整体式无间隙加固区的预定深度。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差范围内，桩机就位后水平调正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。根据弱承载层2土质、加固区密度等多种因素结合建筑地基标准规范确定预制桩桩端进入加固区的深度。
c)持续沉桩步骤：转移桩机夹持部并对准下一个桩位点，重复上述的沉桩步骤直至完成所有预制桩的沉桩。为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择合适的打桩顺序。
预制桩进入整体式无间隙加固区内深度根据弱承载层2性质及加固区的土体性质确定。一般软土地基中，预制桩的桩端全截面与整体式无间隙加固区的结合高度为大于或等于0.5倍桩径，预制桩桩端下部至整体式无间隙加固区底部或加固区与自然持力层结合底部的高度差为大于或等于1倍桩径。
本实施例使用的预制桩包括但不限于混凝土实心预制桩、混凝土空心预制桩、钢管桩、h型管桩及其他异形钢桩等。
实施例5
本实施例提供另一种复合桩基施工方法，包括：软土地基强化方法和复合桩沉桩施工方法；
其中，软土地基强化方法根据软土地基实际情况采用实施例2或3的方法，复合桩沉桩施工方法包括以下步骤：
a)预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序，减小群桩施工时发生的先打入桩被后打入桩水平挤压而造成的偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩问题，及后打入的桩难以达到设计标高或入土深度，造成土体隆起和挤压，截桩过大等问题。
b)搅拌桩步骤：优选既有搅拌钻杆又有预制桩沉桩组件(根据需要选择压桩组件、锤击组件或振动组件)的桩机，将桩机移动到位，使搅拌钻杆垂直对准桩位点，纵横向偏差在允许范围内；为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差范围内，桩机就位后水平调正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机；桩机边钻孔边将水泥喷入土体并充分搅拌，形成搅拌桩，搅拌桩底至整体式无间隙加固区表面或至整体式无间隙加固区的预定深度。根据需要调节桩机喷水泥或水泥浆的比例，还可以添加缓凝剂，便于后续预制桩的沉桩。在下钻桩孔时，每隔一段距离加大钻孔孔径使桩体扩大，提高搅拌桩与土体的接触面积，而提高搅拌桩在土体内的稳定度。
c)预制桩沉桩步骤：在搅拌桩凝固前，吊取预制桩竖直立于搅拌桩上方对准桩位点并沉入搅拌桩内，沉桩方式为桩机对应的静压、抱压、顶压、锤击或振动方式；再通过接桩使预制桩下沉至预制桩桩端进入整体式无间隙加固区的预定深度；吊取预制桩垂直于桩位点处并进行沉桩、接桩，预制桩的垂直偏差满足规范要求，直至预制桩桩端进入整体式无间隙加固区的预定深度，形成搅拌桩和预制桩复合的桩基础。根据弱承载层2土质、加固区密度等多种因素结合建筑地基标准规范确定预制桩桩端进入加固区的深度。
d)持续沉桩步骤：转移桩机搅拌钻杆和夹持部并对准下一个桩位点，重复上述的搅拌桩、预制桩沉桩步骤直至完成所有复合桩的沉桩。为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择合适的打桩顺序。
预制桩进入整体式无间隙加固区内深度根据弱承载层2土体性质及加固区的土体性质确定。一般软土地基中，预制桩的桩端全截面与整体式无间隙加固区的结合高度为大于或等于0.5倍桩径，预制桩的桩端下部至整体式无间隙加固区底部或加固区与自然持力层结合底部的高度差为大于或等于1倍桩径。
本实施例使用的预制桩包括但不限于混凝土实心预制桩、混凝土空心预制桩、钢管桩、h型钢桩及其他异形钢桩等。
实施例4中预制桩沉入弱承载层2为挤压桩，通过与弱承载层2土体的摩擦在弱承载层2中固定，稳定性有限，而本实施例与实施例4相比，在预制桩和弱承载层2土体之间增加水泥土形成的搅拌桩对弱承载层2土体和预制桩均具有胶粘作用，大大提高预制桩在弱承载层2中的稳定性。
实施例6
本实施例提供另一种复合桩基施工方法，包括软土地基强化方法和水泥搅拌桩施工方法；
其中，软土地基强化方法根据软土地基实际情况采用实施例2或3的方法，水泥搅拌桩施工方法包括以下步骤：
a)预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序。
b)搅拌桩步骤：优选有搅拌钻杆的桩机，将桩机移动到位，使搅拌钻杆垂直对准桩位点，纵横向偏差在允许范围内；为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差范围内，桩机就位后水平调正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机；桩机边钻孔边将水泥喷入土体并充分搅拌，形成搅拌桩，搅拌桩底至整体式无间隙加固区表面或至整体式无间隙加固区的预定深度。根据需要调节桩机喷水泥粉或水泥浆的比例，还可以添加缓凝剂，便于后续预制桩的沉桩。在下钻桩孔时，每隔一段距离加大钻孔孔径使桩体扩大，提高搅拌桩与土体的接触面积，而提高搅拌桩在土体内的稳定度。
c)持续沉桩步骤：转移桩机搅拌钻杆和夹持部并对准下一个桩位点，重复上述的搅拌桩步骤直至完成所有水泥搅拌桩的沉桩。为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择合适的打桩顺序。
搅拌桩进入整体式无间隙加固区内深度根据弱承载层2土体性质及加固区的土体性质确定。一般软土地基中，搅拌桩的桩端全截面与整体式无间隙加固区的结合高度为大于或等于0.5倍桩径，搅拌桩桩端下部至整体式无间隙加固区底部或加固区与自然持力层结合底部的高度差为大于或等于1倍桩径。
本实施例的搅拌桩常用于需要承载力较小的建筑物或构筑物的建设。
实施例7
本实施例提供另一种复合桩基施工方法，包括软土地基强化方法和钻孔灌注桩施工方法；
其中，软土地基强化方法根据软土地基实际情况采用实施例2或3的方法，钻孔灌注桩施工方法包括以下步骤：
a)预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序。
b)钻孔步骤：优选有钻杆的桩机，将桩机移动到位，使搅拌钻杆垂直对准桩位点，纵横向偏差在允许范围内；为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差范围内，桩机就位后水平调正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机；桩机边钻孔边将孔内土体取出形成桩孔，桩孔底至整体式无间隙加固区表面或至整体式无间隙加固区的预定深度。施工时为了预防孔壁坍塌或流砂现象发生，还可以增加护壁措施，常用的护壁方式有泥浆护壁、套管护壁等，根据需要适当选择。在下钻桩孔时，每隔一段距离加大钻孔孔径使桩体扩大，提高灌注桩与土体的接触面积，而提高灌注桩在土体内的稳定度。
c)灌注步骤：于桩孔内放置钢筋笼，再浇筑混凝土形成灌注桩。为了保证灌注桩的密实性和稳定性，灌注一定混凝土后需要及时振动压实。
d)持续沉桩步骤：转移桩机搅拌钻对准下一个桩位点，重复上述的钻孔、灌注步骤直至完成所有钻孔灌注桩的沉桩。为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择合适的打桩顺序。
钻孔灌注桩进入整体式无间隙加固区内深度根据弱承载层2土体性质及加固区的土体性质确定。一般软土地基中，钻孔灌注桩的桩端全截面与整体式无间隙加固区的结合高度为大于或等于0.5倍桩径，钻孔灌注桩桩端下部至整体式无间隙加固区底部或加固区与自然持力层结合底部的高度差为大于或等于1倍桩径。
实施例8
本实施例提供另一种复合桩基施工方法，包括软土地基强化方法和沉管灌注桩施工方法；
其中，软土地基强化方法根据软土地基实际情况采用实施例2或3的方法，沉管灌注桩施工方法包括以下步骤：
a)预备步骤：根据桩位图以及设计需求指定区域，在施工场地上测放桩位点并确定各桩位点的沉桩顺序，减小群桩施工时发生的先打入桩被后打入桩水平挤压而造成的偏移和变位或被垂直挤拔造成浮桩问题，及后打入的桩难以达到设计标高或入土深度，造成土体隆起和挤压，截桩过大等问题。
b)沉管步骤：优选有套管沉桩组件(根据需要选择压桩组件、锤击组件或振动组件)的桩机，对应的沉桩方式是静压、抱压、顶压、锤击或振动方式；将桩机移动到位，使桩机夹持部对准桩位点，吊取底部套有桩尖的套管或单独桩尖垂直于桩位点处并进行沉桩，由桩尖或套管形成的桩孔的垂直偏差满足规范要求，直至桩尖底端进入整体式无间隙加固区的预定深度。为保证桩孔达到规范要求的垂直度偏差范围内，桩机就位后水平调正，使桩尖轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。根据弱承载层2土质、加固区密度等多种因素结合建筑地基标准规范确定桩尖进入加固区的深度。在下钻桩孔时，每隔一段距离加大钻孔孔径使桩体扩大，提高灌注桩与土体的接触面积，而提高灌注桩在土体内的稳定度。
c)拔管灌注步骤：于桩孔内放置钢筋笼，再边浇筑混凝土边振动或锤击拔管，利用拔管时的振动或锤击振实混凝土形成灌注桩。
d)持续沉桩步骤：转移桩机搅拌钻对准下一个桩位点，重复上述的沉管、拔管灌注步骤直至完成所有沉管灌注桩的沉桩。为了保证质量和进度，防止周围建筑物破坏，打桩前根据桩的密集程度、桩的规格、长短以及桩架移动是否方便等因素来选择合适的打桩顺序。
沉管灌注桩进入整体式无间隙加固区内深度根据弱承载层2土体性质及加固区的土体性质确定。一般软土地基中，沉管灌注桩的桩端全截面与整体式无间隙加固区的结合高度为大于或等于0.5倍桩径，沉管灌注桩桩端下部至整体式无间隙加固区底部或加固区与自然持力层结合底部的高度差为大于或等于1倍桩径。
本实施例还可用与沉管夯扩灌注桩等沉管类灌注桩。
此外，本发明还可应用于其他相关类型桩的施工，如长螺旋压灌灌注桩、冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、劲芯搅拌桩、预钻孔打入(静压)预制桩等，施工方式与以上各实施例略有不同，但上述桩施工均在本发明保护范围内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，在不发挥创造性劳动的前提下，各实施例中的部分技术方案或整体技术方案经适当相互组合、各实施例中的部分技术方案或整体技术方案和现有常规技术手段也可以经适当组合形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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