一种改善软土地基预制桩沉桩挤土效应的方法

摘要

本发明属于地基技术领域。提供了一种改善软土地基预制桩沉桩挤土效应的方法，在软土地基上开挖2m～4m深的基坑，在坑底铺级配砂并夯实，随后铺素土并逐层夯实。接着放样并钻取1/2～2/3倍桩长的预钻孔，一部分孔道用作砂井，余下一部分用作桩位预留孔。砂井中填充袋装混合物，该混合物是级配砂与粒径5mm～7mm的泡沫颗粒按体积比3～5：1进行混合所得。砂井填充完成后，在余下孔道处压入预制桩，进而完成施工。本发明可以有效减轻软土压桩的挤土产生的桩体偏位问题；提高工期，使工程少受每日最大压桩数的限制；为桩基和上部结构的施工提供更好的施工环境；降低施工成本，提高桩基施工的性价比。

说明书

技术领域

本发明属于地基处理领域，涉及到改善软土地基预制桩沉桩挤土效应的方法。

背景技术

随着软土地基上城市建筑群的密集发展，软土地基待处理的情况越来越多。因锤击沉桩的噪音大，不适用于城市地区，故工程中不可避免地使用静压预制桩处理软土地基。静压指的是将预制好的桩体用静力压入土体，从而挤密土壤，提升地基的承载力。静压预制桩进行地基处理的主要危害在于压桩过程中产生的挤土效应，尤其是超孔隙水压力生成的挤土效应易使既成桩体偏位，从而影响地基处理效果。

传统方法为减轻挤土效应，通过改良压桩顺序、控制压桩速度、设置防挤沟等措施减小土压力，但据大量工程实例来看，尤其是在一些高含水率的敏感软土带上，这样做的效果并不十分显著。同时工程受每日最大压桩数的限制，很大程度上减缓了工期，并难以有效保证最终整个工程的质量。

发明内容

为了改善针对静压预制桩进行地基处理的过程中产生的挤土效应，改良传统施工工艺，进一步减小挤土效应对桩顶造成的偏位影响。本发明提出了一种改善软土地基预制桩沉桩挤土效应的方法。

本发明的具体技术方案是：

一种改善软土地基预制桩沉桩挤土效应的方法，包括如下步骤：

第一步，开挖表层软土，形成一个2～4m深的基坑；

第二步，在基坑底松铺300mm～500mm厚的级配砂，再夯实，夯击次数由试夯决定，最后两夯的平均下沉量控制在50mm～100mm之间；随后换填上层素土，每次松铺300mm～500mm厚，再夯实，直至基坑顶面标高等于地面标高；

第三步，在排水孔、桩位预留孔的放样位置施钻，钻孔直径尺寸为20～40cm，取钻孔深度为1/2～2/3倍的桩长；

第四步，钻孔完成后，在砂井孔中填入柱状袋装填充物；该袋装填充物由具有透水性能包装袋内装级配砂和粒径5mm～7mm泡沫颗粒的混合物组成，级配砂和泡沫颗粒的体积比为3～5:1；

第五步，在未填充柱状袋装填充物的预制桩位，压入预制桩，进而完成压桩施工。

进一步地，所述的级配砂为大于0.6mm颗粒的含量占总重的50％以上，颗粒最大粒径不超过10mm，含泥量不大于3％，渗透系数不小于5×10^-2cm/s。

进一步地，所述具有透水性能包装袋的抗拉强度不小于15KN/m，渗透系数不小于5×10^-2cm/s。

进一步地，所述具有透水性能包装袋为聚丙烯纺织袋。

进一步地，第四步所述的袋装填充物内的级配砂与第二步所述的级配砂一致。

本发明的效果和益处是：

第一，可以有效减轻软土压桩的挤土产生的桩体偏位；

第二，可以缩短工期，令施工不受每日最大压桩数量的限制；

第三，可以为桩基和上部结构的施工提供更好的施工环境；

第四，可以降低施工成本，提高桩基施工的性价比。

附图说明

附图1是基坑开挖示意图；

附图2是铺垫砂层示意图；

附图3是钻孔位置示意图；

附图4是完工示意图。

图中：1换填区；2软土区；3地表；4砂层；5桩位预钻孔；6砂井孔；7既成预制桩；8填充完成的砂井。

具体实施方式

以下结合技术方案(和附图)详细叙述本发明的具体实施方式。

实施例1

在施工场地内利用长臂挖掘机，开挖出2m深的基坑，如图1所示。随后，在坑底松铺300mm厚的级配砂，该级配砂中，直径大于0.6mm的颗粒含量占总重的60％，含泥量2％，渗透系数为5×10^-2cm/s，如图2所示。铺填之后用柴油锤夯实砂层，夯击次数由试夯决定，最后两夯的平均下沉量控制在60±10mm范围内。接着换填上层素土，每层素土松铺500mm，铺垫完成后用按与夯实砂层同样的标准夯实素土层，循环操作直至完成基坑的回填。随后，调运钻孔机进入施工现场，在放样位置施钻。钻孔时用直径D＝30cm的钻头，钻进速度控制在每小时1.5m。钻孔时，孔底压力不超过钻杆、钻头和配重总和的70％。钻孔深度取为2/3倍的桩长。在钻孔完成以后，需要在用作砂井的一部分孔道中用填入柱状袋装填充物，另一部分用作桩位预钻孔的孔道不做填充处理，如图3所示。填充砂井用的柱状包装袋选用具有足够强度的筒状聚丙烯包装袋，直径与孔径相等，包装袋抗拉强度为15KN/m，渗透系数为5×10^-2cm/s。砂袋中的内容物为级配砂与粒径5mm泡沫颗粒的均匀混合物。填充之前按体积比3:1先混合均匀，再填入包装袋，最后再塞入用作砂井的孔道。完成上述工作以后，调运压桩机进场，在余下的用作桩位预钻孔的孔道处压入预制桩，最终完工时如图4所示。

实施例2

在要求进行地基处理的区域内，在长臂挖掘机下面铺设钢板，挖成深度为4m的基坑，如图1所示。在开挖完成后，在基坑坑底松铺500mm厚的级配砂。该级配砂中，直径大于0.6mm的颗粒含量占总重的70％，含泥量3％，渗透系数为6×10^-2cm/s。铺填之后用柴油锤夯实砂层，夯击次数由试夯决定，最后两夯的平均下沉量控制在80±20mm范围内，如图2所示。接着换填上层素土，每层素土松铺300mm，铺垫完成后用按与夯实砂层同样的标准夯实素土层，循环操作直至完成基坑的回填。随后，调运钻孔机进入施工现场，在放样位置施钻。钻孔时用直径D＝40cm的钻头，钻进速度控制在每小时1.2m。钻孔时，孔底压力不超过钻杆、钻头和配重总和的70％。钻孔深度取为1/2倍的桩长。在钻孔完成以后，需要在用作砂井的一部分孔道中用填入柱状袋装填充物，另一部分用作桩位预钻孔的孔道不做填充处理，如图3所示。填充砂井用的柱状包装袋选用具有足够强度的筒状聚丙烯包装袋，直径与孔径相等，包装袋抗拉强度为20KN/m，渗透系数为6×10^-2cm/s。砂袋中的内容物为级配砂与粒径7mm泡沫颗粒的均匀混合物。填充之前按体积比5:1先混合均匀，再填入包装袋，最后再塞入用作砂井的孔道。完成上述工作以后，调运压桩机进场，在余下的用作桩位预钻孔的孔道处压入预制桩。最终完工时如图4所示。