[实用新型]一种柔性桩与刚性桩竖向组合桩

说明书

本实用新型公开了一种柔性桩与刚性桩竖向组合桩，包括沉入地基土中的柔性桩节段、相接桩节段和刚性桩节段，所述柔性桩节段、相接桩节段和刚性桩节段均竖向布置，所述柔性桩节段、相接桩节段和刚性桩节段从下到上依次拼接并形成组合桩，所述柔性桩节段桩端处于压缩性较好的土层上，所述刚性桩节段端头用于与基础连接。本实用新型的组合桩既能充分利用柔性桩节段在软土地区处理地基，又能满足软基上建造的水利建筑物的防渗要求，能处理任意深度的液化土层。

技术领域

本实用新型属于水利工程地基处理技术领域，具体涉及一种柔性桩与刚性桩竖向组合桩。

背景技术

常见的柔性桩包括砂石桩、CFG桩和振冲桩，其构成桩体的材料均为散体材料，柔性桩复合地基由于具有显著的经济性和良好的加固性，在软土地区地基处理中得到了广泛的应用。柔性桩具有挤密桩间土、消除液化和透水的作用，桩间土表示相邻桩体之间的土，而复合地基承载力的提高主要取决于桩间土的挤密作用，因此采用柔性桩应侧重于利用桩间土的挤密作用。对可液化地基，柔性桩是首选桩型，柔性桩的桩身是良好的排水通道，在地震作用下，孔隙水可以沿桩体排出，另外柔性桩成桩时对土体的挤密作用不仅有利于消除液化，而且可提高地基承载力。

水利建筑物大多需要挡水，具有防渗、抗液化、减少沉降、提高承载力等要求，而采用单一的砂石桩、CFG桩、振冲桩等柔性桩进行地基处理后难以满足规范要求，因此柔性桩在水利建筑物中应用较少，主要原因如下：

（1）柔性桩的顶部容易发生鼓胀破坏：图1为单一柔性桩桩顶部的受力状态示意图，图1中P1表示柔性桩9桩顶端受到的极限荷载，P2表示桩端阻力，柔性桩9在极限荷载作用下，柔性桩9顶部周土不能提供足够的围压，难以防止柔性桩9的桩体发生过大的侧向变形，从而导致柔性桩9顶部桩体容易鼓胀破坏并形成鼓胀破坏区8，其中鼓胀破坏基本分布在柔性桩9的桩顶1-3 倍桩径的高度内，鼓胀区以下桩体难以传递荷载，当桩端落在压缩性较低的土层时，在极限荷载作用下，柔性桩9未发挥桩端阻力就已发生鼓胀破坏。

（2）柔性桩桩顶一般需要设置褥垫层，不能满足水利建筑物的防渗要求。为了有效地传递荷载，各柔性桩与基础之间需要设置一定厚度的散粒垫层即褥垫层，褥垫层可将基础传递下来的荷载相对均匀地分配到各柔性桩和桩间土顶面，起到调节桩间土对荷载分担比的作用，有利于桩间土地基承载力的发挥，但是若采用透水性较好的散粒垫层即褥垫层，显然无法满足水利建筑物的防渗要求，但若不设褥垫层，又会影响柔性桩复合地基的受力，另外，柔性桩桩体本身也无法满足防渗要求，而且柔性桩桩顶与基础无法连接，影响水利建筑物的防渗布置。

（3）柔性桩存在有效桩长的现象：在柔性桩桩顶荷载作用下，柔性桩的桩身应力向下传递，由于柔性桩侧摩擦阻力的作用，柔性桩的桩身应力逐步降低，在柔性桩的桩身一定深度处应力为零，因此柔性桩的桩端即使落在压缩性较低的土层，桩端阻力作用也很小，一般忽略不计，由此可以得出，当地基处理以提高承载力为控制条件时，加长柔性桩意义不大，但当液化层较深时，受制于柔性桩的有效桩长则难以处理液化土层，即在满足有效桩长后，又难以满足消除液化的要求。

如何解决现有技术存在的不足，以满足水利工程地基处理需要，亟需技术创新。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种柔性桩与刚性桩竖向组合桩，既能充分利用柔性桩节段在软土地区处理地基，又能满足基础上建造的水利建筑物的防渗要求，能处理任意深度的液化土层，且能满足柔性桩节段的有效长度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种柔性桩与刚性桩竖向组合桩，包括沉入地基土中的柔性桩节段、相接桩节段和刚性桩节段，所述柔性桩节段、相接桩节段和刚性桩节段均竖向布置，所述柔性桩节段、相接桩节段和刚性桩节段从下到上依次拼接并形成组合桩，所述柔性桩节段桩端处于压缩性较好的土层上，所述刚性桩节段端头用于与基础连接。