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一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法及施工装置

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-12-28 17:11:10

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2022-12-28 17:11:10

本发明提供了一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法及施工装置。本发明是这样实现的,一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法,所述适用于超软土的先散后刚桩施工方法包括:采用双套管法进行超软土的先散后刚桩施工。所述适用于超软土的先散后刚桩施工方法包括以下步骤:步骤一,利用吊机夹内外套管及注浆管并振动沉管,当沉管至设计标高后静拔内管,并于成孔后向孔内投入碎石夯实成桩;步骤二,碎石桩成桩完毕后用夹桩器夹住外套管,开启振动锤,通过振动作用完全拔出外套管,并在桩顶施工进行碎石和土工格栅组成的褥垫层施工;步骤三,褥垫层施工结束后,当超软土固结度达到80%或更高时,通过预留的钢质注浆管进行注浆,并于注浆完毕后拔出注浆管;

本发明属于复合地基施工技术领域,公开了一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法及施工装置,利用吊机夹内外套管及注浆管并振动沉管,当沉管至设计标高后静拔内管,并于成孔后向孔内投入碎石夯实成桩;碎石桩成桩完毕后用夹桩器夹住外套管,开启振动锤,通过振动作用完全拔出外套管,并在桩顶施工进行碎石和土工格栅组成的褥垫层施工;当超软土固结度达到80%或更高时,通过预留的钢质注浆管进行注浆,并于注浆完毕后拔出注浆管;当水泥浆液渗入碎石桩中,碎石及其他材料凝固形成刚度较大的桩体时,施工结束。本发明通过提出先散后刚桩这一新桩型的施工工艺,将散体材料桩与刚性桩的优点结合起来,来达到更好的地基处理效果。

目前,复合地基法是目前处理软土地基常用的一种方法。桩体复合地基中又为黏结材料桩复合地基和散体材料桩复合地基,其中黏结材料桩又根据桩体的刚度分为柔性桩和刚性桩。散体材料桩复合地基中,桩体可作为排水通道加速超静孔压的消散,使得土体快速完成固结沉降。由于自身强度不足,散体材料桩的竖向加强作用依赖于土体的环向应力,其受力特性受到桩周土体的限制,对地基承载力的提升有限。刚性桩的刚度较大,对地基承载力的提升作用强于散体材料桩,但另一方面刚性桩不具备排水作用,土体固结较为缓慢,随着时间的推移,对工后沉降的控制可能不利。

专利200510038903.X提出了一种新型的浆固散体材料桩并阐明了施工过程,先施工散体材料桩,完毕后立即通过注浆管注入水泥浆液使得碎石桩凝结成为刚度较大的黏结材料桩。这种浆固碎石桩地基加固技术不仅发挥了桩体本身的作用,浆液渗入桩周土体,对桩间土的性质改善较大。但对于超软土地基来说,类似桩型无法兼具竖向刚度与排水作用。

通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有复合地基中,散体材料桩自身强度不足、受力特性受到桩周土体的限制,对地基承载力的提升有限;刚性桩刚度较大,但不具备排水作用,土体固结较为缓慢,随着时间的推移,对工后沉降的控制可能不利。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流” “985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

本发明所具备的优点及积极效果为:本发明运用双套管法进行施工,双套管中外套管开口,内套管闭口。首先吊机夹内外套管及注浆管并振动沉管,其中两根注浆管放置在内套管与外套管之间。沉管至设计标高后静拔内套管,成孔后往孔内投入碎石夯实成桩。碎石桩成桩完毕后静拔外管,完成之后进行褥垫层施工。碎石桩及褥垫层施工完毕后不立即注浆,待超软土固结度达到80%或更高时,再通过预留的钢质注浆管进行注浆,注浆完毕后拔出注浆管。注浆前桩体为散体材料桩,而注浆后凝结成为刚性桩,是一种变刚度桩。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。