[发明专利]一种微型应力隔离桩基础加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在既有城市桥梁桩基下进行地下空间施工而采取的桥基加固技术，尤其涉及能起到应力隔离作用的微型桩。

背景技术

在土木工程建设中，当地下工程施工影响到既有桥基稳定性需要对其进行加固时，传统的方法有扩大承台增加深桩(陈永栓.北京地铁10号线国贸站北风道59号桥基加固施工技术.探矿工程(岩土钻掘工程)，2007(6)：24-26.)、常规隔离桩(贾喜涛.暗挖隧道过既有建筑物采用隔离桩法施工分析.隧道建设26(1)：25-26.)、树根桩(中国建筑科学研究院.既有建筑地基基础加固技术规范(JGJ123-2000).中国建筑工业出版社出版，2000，北京)、桩底注浆(朱玉明.砂卵石地层超前注浆加固与桩基保护施工技术.市政技术，2008(1)：22-26.)等加固措施。

扩大承台增加深桩就是在地面选择合适的地点打设深桩，深桩的长度达一定岩(土)层后，通过后植筋技术将承台扩大，并将部分荷载转移至新增设的深桩上，使之与原桩基共同受力，一起抵抗变形；树根桩即用旋转法钻进成孔，穿过原有建筑物的基础进入地基土中至设计标高，清孔后下放钢筋再用压力灌注浆成直桩或者斜桩；而桩底压力注浆主要是对桩底地基土进行注浆提高其模量的一种方法。桩底注浆可提高桩底土层的端承作用，但由于其自身刚度受限，对桩周土体制约能力较弱。当地下空间开挖在桩基础下施工或者距离桩基很近时，扩大承台增加深桩和树根桩法在应用上受到限制，这时可以采用隔离桩技术进行即有桥基的加固，隔离桩技术一般是围绕原桩基四周打一圈工程桩或钢板桩进行隔离，其施工方法是首先采用人工挖孔或者机械作业方式成孔，然后绑扎钢筋笼放入孔中再灌注混凝土成桩，或者采用机械振动或静压的方法将预制桩打入既有桥基周围土层来保护桥梁基础。但传统的隔离桩技术在具体实施时有如下困难：

(1)城市桥梁净空一般较低，没有施工空间，无法架设大型成桩设备，传统围护桩施工工艺如钻孔灌注桩施工机械安置及钢筋笼拼接受到很大限制；

(2)在原有桩基周围或基础上打桩，会造成土的结构被扰动，进而导致原桥桩摩阻力下降，尤其是土层中存在稳定性较差的砾卵石层和粉砂层的情况，扰动更为明显；

(3)传统方案施工工期长，施工费用过高。

鉴于上述原因，在既有城市桥梁桩基下进行地铁施工，采取的桥基加固技术必须打破常规，采用一种既有可实施性，又能满足安全要求的新技术。

发明内容

为了克服传统加固方法的不足，本发明提供一种城市桥梁既有桩基的微型应力隔离桩加固方法，在有限施工空间下，不仅可以减少施工对土体扰动，而且施工便捷、经济高效。

本方法是在既有桩基周围打设微型应力隔离桩，将微型应力隔离桩包围范围内的既有桩基下的地层与微型应力隔离桩包围范围以外的地层进行隔离；实施分层高压注浆，通过高压注浆，桩和桩之间由于浆液的扩散而连为整体，形成一道隔离墙，使地下开挖空间潜在破坏面的应力传递至微型应力桩处被隔离，具体步骤是：

(a)测量放线，桩定位，在既有桥梁基础周围打设微型应力隔离桩，将微型应力隔离桩包围范围内的桥基下的地层与其包围范围以外的地层(通常为新建地下结构空间)进行隔离，使因地下空间开挖造成的土体破裂面不致延伸到桥梁基础下方的地基。

微型应力隔离桩可以单排打设，也可以多排打设，距离既有桩承台周边可取0.1-0.15m或视具体工程而定；桩径0.15-0.25m，桩间距可取1.0-1.2m，排距取0.8-1.0m；桩长度以超过开挖地下空间底部2.0-3.0m为准。

(b)杆体制作与连接；

(c)采用干法作业的套管跟进设备成孔，作业时进行间隔施做，先外排，后内排；

(d)成孔后采用简易支撑架吊放杆体，人工配合就位；

(e)杆体就位后，拔出钻孔套管进行分层高压注浆，注浆分层视桩周具体土层和工程需要而定，每层注浆分三次进行，注浆采用42.5或52.5级普通硅酸盐水泥，掺加万分之4-8的微膨胀剂，注浆参数可参考下值：第一次注浆采用常压注浆，注浆压力0.5-0.6MPa，孔口溢浆时结束本次注浆，水泥浆水灰比0.5∶1；第二次注浆采用中高压注浆，注浆压力1.2-1.5MPa，在第一次注浆完成后10～15h进行，水泥浆水灰比0.75∶1；第三次注浆压力1.8-2.0MPa，在第二次注浆完成后5～10h进行，水泥浆水灰比0.75∶1，上述注浆参数可根据工程实际作适当调整；

(f)全部注浆完成后形成微型应力隔离桩，隔离桩的存在使原桩土界面的应力损失小于15％。

本发明的特点在于：