[发明专利]一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构及其工法

权利要求书

1.一种极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的工法，其特征在于，极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构包含设置于赛道（1）下方土体的单桩区（2）、混合桩区（3）、CFG桩区（4）以及局部处理桩区（5），所述赛道（1）下包含淤泥质土土层和地下水层，赛道（1）一侧还包含有河流或水体；

赛道（1）内各区顺接，其中混合桩区（3）位于极限赛道段，单桩区（2）和CFG桩区（4）位于直线段和非极限赛道段；局部处理桩区（5）位于相邻的两单桩区（2）之间；

所述混合桩区（3）包含PHC桩（7）和搅拌桩（8），CFG桩区（4）包含CFG桩，单桩区（2）包含间隔加密设置的管桩（6），单桩区（2）包含PHC桩（7）、搅拌桩（8）、CFG桩或管桩（6），局部处理桩区（5）包含PHC桩（7）、搅拌桩（8）、CFG桩或管桩（6）中至少两种；

所述CFG桩区（4）包含同桩长分区和长短桩结合桩分区，CFG桩均正方形布置，长短桩交错布置；所述同桩长分区的桩体长度短于长短桩结合桩分区的桩体桩长；长短桩结合桩分区连接于混合桩区（3）两侧；

所述PHC桩（7）包含PHC主桩体（71）和PHC桩帽（72），所述PHC桩（7）为T形结构；其中横部为PHC桩帽（72），竖部为PHC主桩体（71），所述PHC桩帽（72）为T形设置，其竖部插入PHC主桩体（71）内；所述PHC桩帽（72）伸入地面层（9），所述地面层（9）包含垫层（91）和加固层（92）；其中垫层（91）的厚度大于PHC桩帽（72）的厚度；

应用极限赛道复杂地质下多桩型转换处置结构的施工方法，场地内含新旧两层河床层，承载力低、压缩性高、加载易产生过度沉降和不均匀沉降，赛道（1）下包含淤泥质土土层和地下水层，赛道（1）一侧还包含有河流或水体；预先在直线段和非极限赛道段施工，形成单桩区（2）和CFG桩区（4），并将极限赛道段根据位置分区施工，具体步骤如下：

步骤一、对施工混合桩区（3）边界进行放样，并撒上白灰做好标记，对混合桩区（3）内PHC桩（7）施工区域的原状土使用级配碎石进行换填，混合桩区（3）内预先打设有PHC桩（7）；其中换填分为四种情况并分别处置；四种情况分别为未开挖区域换填、已开挖至设计标高未施工桩帽区域换填、已施工桩帽区域未铺设碎石区域换填以及已铺设级配碎石区域换填；

步骤二、对于混合桩区（3）进行PHC桩（7）和搅拌桩（8）的施工，其中PHC桩（7）为在原有PHC桩（7）的基础上进行复打；且混合桩区（3）在不相邻的极限赛道段进行分别施工；而后在PHC桩（7）间隙处设置搅拌桩（8）；

步骤三、PHC桩（7）打桩前进行配桩，配桩时遵循以下原则：根据试桩的沉桩试验、土层的地层结构及设计图纸，合理配置桩段，桩长按照设计桩长配置，如果进入地层前贯入度仍不满足设计要求，再配5m短桩进行接桩；桩段间采用端板焊接法接桩，相邻桩接头断面应错开1m以上，且每根管桩（6）的接头不超过2个，在同一水平面内，桩体接头率应小于50%，避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层时接桩；

步骤四、搅拌桩（8）施工前，先进行试桩，其数量为不少于6根，钻芯试验合格后方可施工工程桩；搅拌桩（8）现场28 天桩体取芯强度的加权平均值不小于0.6Mpa；淤泥质土土层与桩身水泥土配比相同的室内加固土试块，在标准养护条件下28天龄期的立方休抗压强度平均值fcu 不小于2.0Mpa；

步骤五、根据桩位平面布置图及提供的测量基准点，进行放线工作，桩位定位方法现场插木质短棍表示，木质短棍入土深度不少于25cm,并用白石灰作标记，搅拌机（10）到指定桩位并对中；由于桩长不一致，施工前在钻杆上做标记；搅拌桩（8）为双向水泥搅拌桩（8），搅拌时，两组叶片同时正、反向旋转（外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转）切割、搅拌土体，搅拌机（10）持续下沉，直到达到设计深度，下沉速度为0.5~0.8m/min，下沉时喷浆压力为0.25~0.4MPa 且在桩端应就地持续喷浆搅拌30s以上，提升速度0.7~1.0m/min，直至达到设计标高；

步骤六、对于CFG桩区（4）内先施工同桩长分区内桩体和长短桩结合桩分区中的短桩桩体，其中同桩长分区内桩体和短桩桩体的桩长长度相同，而后在设计的长短桩结合桩分区补打长的桩体；区域的原状土使用级配碎石进行换填；其中换填分为三种情况并分别处置；三种情况分别为未开挖区域换填、已开挖未铺设碎石区域换填以及已铺设级配碎石区域换填；CFG桩施工顺序可考虑隔排隔桩跳打，施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于7d；CFG桩施工完待桩体达到一定强度（一般为7d 左右），方可进行桩头处理；

对于PHC桩（7）和CFG桩在不同换填情况下的施工如下：

1）对于开挖区域换填：

PHC桩（7）：确保土方开挖过程中对已打入桩体的保护，先使用大型挖掘机将边界内的原状土清除至设计标高，再使用人工配合小型挖掘机二次清挖；二次清挖过程中为确保挖机不会碰撞到桩体及按设计要求不挠动基底，在桩体外侧300mm范围，即桩体中心外1100×1100mm 的矩形区域，以及距离基底下0.5m位置以上的300mm范围采用人工开挖；再回填级配碎石至设计标高，并使用液压振动夯机夯料和整平后，进行PHC桩（7）复打及补桩，开挖区域外侧按1：1 放坡；

CFG桩：CFG桩超灌至少500mm，确保开挖过程中不会导致挖掘机碰撞到已成形的CFG桩头而造成断桩情况发生，使用人工配合小型挖掘机挖除桩间原状土方至 设计标高，同时不挠动基底，故在CFG桩间及距离基底下0.5m位置以上的300mm范围用人工开挖；开挖出的桩间原状土采用小型挖机挖甩并归堆后，用推土机推运至基槽边坡附近，再使用大型挖掘机装至自卸汽车上进行外运；使用切桩机切除原已施工CFG 桩标高至设计标高，再铺设厚碎石，并使用小型压路机平整压实后进行补桩；

2）对于开挖至设计标高

PHC桩（7）：未施工桩帽区域直接使用人工配合小型挖掘机二次清挖，后续程序如1）中情况施工；

CFG桩：在破除超灌桩头后即标高至 19.5m，再铺设 40cm 厚碎石至标高 19.9m，并使用小型压路机平整压实，禁止进行振动压实；

3）已施工桩帽区域未铺设碎石区域

PHC桩（7）：使用液压锤机将桩帽周边部分破除，桩帽中心部分使用切桩机切割至端板顶部，并将端板清理干净；而后使用人工配合小型挖掘机清除原状土及桩帽碎片至距离基底下0.5m位置，后续程序如1）中情况施工；

4）已铺设级配碎石区域

PHC桩（7）：使用挖掘机清除双向土工格栅表面碎石，分段切割双向土工格栅至标高设计标高以上300mm,挖掘机分类归堆后，采用推土机分别推运至边坡附近后，再用挖机装车及使用自卸汽车进行外运；而后使用液压锤机将桩帽周边部分破除，桩帽中心部分使用切桩机切割至端板顶部，并将端板清理干净；使用大型挖掘机将边界内的原铺设的桩帽间碎石及桩帽破碎片清除至距离基底下0.5m位置，再者使用人工配合小型挖掘机清除，后续程序如1）中情况施工；

CFG桩：使用挖掘机清除双向土工格栅表面碎石，分段切割双向土工格栅至设计标高以上300mm，挖掘机分类归堆后，采用推土机分别推运至边坡附近后,再用挖机装车及使用自卸汽车进行外运弃；重新铺设100mm级配碎石至设计标高以上400mm；若回填碎石至设计标高以上400mm后无法承载桩机施工，则回填碎石厚度适当加厚，加厚厚度根据现场实际需求确定；

步骤七、对复打的PHC桩（7）和CFG桩顶部进行桩帽的施工，其中PHC桩帽（72）的竖部插入PHC桩（7）的管桩（6）内部，CFG桩的顶部进行截桩再进行桩帽的浇筑；

步骤八、PHC桩帽（72）制作成圆筒型，套桩头用的筒体深度取350~400mm，内径应比PHC桩（7）外径大20~30mm；打桩时桩帽套筒底面与桩头之间应设置桩垫，桩垫可采用纸板、棕绳、胶合板等材料制作，厚度应均匀一致，压缩后桩垫厚度应为120mm~150mm；

步骤九、CFG桩根据测量控制点，用全站仪测出PHC管桩（6）桩中心点位，依据桩中心点位测设出桩帽边线，并撒灰拉线标记；挖除铺设的碎石及旋挖出的原状土，挖除的碎石及旋挖出的原状土堆载至边坡附近，绑扎钢筋时，在底部铺垫塑料薄膜，将钢筋骨架与淤泥质土土层隔离；钢筋骨架四角要抄垫平整，保护层允许偏差为10mm。