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适用于欠固结软土地基上填方工程的先散后刚桩处理方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-12-28 17:48:14

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 17:48:14

,本发明提供了一种适用于欠固结软土地基上填方工程的先散后刚桩处理方法。本发明是这样实现的,一种适用于欠固结软土地基上填方工程的先散后刚桩处理方法包括:S1.平整软土地基,测量放样并定桩;S2.运用双套管法成孔,并将钢质注浆管随双套管一起振动沉入软土,插入注浆管后可通过注入清水检查注浆管是否畅通;S3.成孔后投入碎石成桩,成桩过程中碎石桩每施工一定高度后要进行夯实;S4.碎石桩成桩后施工褥垫层,然后再进行堆填土施工至预定高度,注浆管应当穿过堆填土,保证注浆口填土表面之上,方便后续注浆;S5.填土施工完毕后,软土地基在填土重力作用下进行堆载预压,此时软土中产生超静孔隙水压,软土中的碎石桩可作为排水通道,加快软土的固结沉降;

本发明属于软土地基处理技术领域,公开了一种适用于欠固结软土地基上填方工程的先散后刚桩处理方法,先散后刚桩是一种变刚度桩。欠固结软土地基上施工堆填土堆载之前,在软土地基中先施工碎石桩,并同时插入注浆管但不注浆,然后再进行堆填土施工。堆填土施工后,软土在堆填土自重作用下产生超孔隙水压并开始排水固结,此时碎石桩渗透系数较大,可作为排水通道,加速软土的固结沉降。待地基软土固结沉降大致完成时,再往预留的注浆管中注入水泥浆液,水泥浆液渗入碎石桩,使碎石桩的骨料凝结成为刚度较大的刚性桩;刚性桩则能分担更多荷载,以提高欠固结软土地基的承载力以及减小地基的工后沉降。

目前,欠固结的软土地基处理方法通常采用堆载或真空预压排水固结法,或者堆载联合真空预压排水固结法,然后采用水泥搅拌桩等形成复合地基。对于欠固结软土地基上的填方工程而言,仅仅利用填土的自重进行堆载预压具有较大的局限性,主要表现在(1)堆载预压处理深度有限;(2)软土渗透系数较小,排水路径较长,超静孔隙水压消散非常慢,堆载所需要的的工期较长;(3)欠固结土中超静孔压消散不完全,后续仍然发生固结沉降,造成工后沉降较大。

当在软土中施工散体材料桩形成复合地基再进行填土施工预压时,软土地基的地基承载力提升幅度有限;当在软土中施工刚性桩形成复合地基再进行填土施工预压时,欠固结软土的固结仍然需要较长时间,堆载预压的工期较长。鉴于以上处理方法的缺陷,一种工期较短,能够较大幅度提高地基承载力并能控制工后沉降的欠固结软土地基上填方工程的地基处理方法有待开发。

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:

先散后刚桩是指先在软土地基中施工碎石桩,预留注浆管但不立即注浆,而是利用堆填土自重或者其他方法对地基预压一段时间后再注浆,注浆后桩体形成刚性桩。在填土预压阶段,碎石桩能够发挥排水作用,加快欠固结土固结,缩短工期;在软土固结沉降大致完成后,注入水泥浆液,桩体变为刚性桩,能够分担较多荷载。本发明的优势在于使得欠固结软土地基先快速完成固结沉降,缩短工期的同时减小工后沉降;并且基本完成固结沉降后形成刚性桩复合地基,显著提高地基承载力。

对比的技术效果或者实验效果。包括:

当仅仅采用填土进行堆载预压时,所需的工期较长,往往长达一年,并且工后沉降难以控制;当在软土中施工散体材料桩形成复合地基再进行填土施工预压时,软土地基的地基承载力提升幅度有限;当在软土中施工刚性桩形成复合地基再进行填土施工预压时,欠固结软土的固结仍然需要较长时间,并且可能产生较大的对地基不利的桩侧负摩阻力。

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。