[发明专利]夯扩挤密桩复合地基施工方法

说明书

本发明属于建筑施工领域，涉及地基施工技术。

复合地基是指经处理后的天然土体与其中所设置的加筋体共同作用所构成的地基。目前国内外复合地基施工方法采用钻孔夯扩桩技术。使用的设备是长螺旋钻，夯实机械是改进的乌卡斯冲击钻机。这种方法的工艺步骤是：钻孔——投料——夯实——投料——夯实直至成桩。其缺点是：不适用于在有水地层施工；夯击能量小；孔壁易坍塌。

目前国内外的内夯扩灌注桩技术是一种桩基础型式，而不是复合地基，其施工的基本步骤是：将桩管打入预定深度——投料——夯扩桩端大头——放置钢筋笼——投入混凝土料——拔管成桩。这种方法又分为两种型式：

1、“双套管打入式”，采用带有芯轴的桩管施工。例如：

(1)美国西方基础公司的西方扩底桩(Western Pedestal pile)。其工艺步骤是：放预制混凝土桩尖——打入桩管及芯轴——灌注扩大头处的混凝土——使用芯轴夯扩形成扩大头——拔出芯轴放置钢筋笼——投入混凝土料——拔管成桩。

(2)瑞士得尔塔桩(Delta pile)。其施工步骤是：放预制混凝土桩尖——打入桩管及芯轴——灌注扩大头处的混凝土——夯扩形成扩大头——投入混凝土料——捣实桩身混凝土成桩

(3)我国江浙一带的双套管夯扩桩。施工步骤是：放干硬性混凝土——将内外管锤击至预定深度——抽出内管，灌入部分混凝土——放入内管稍提外管并锤击——内外管沉入设计深度——拔出内管灌注桩身混凝土——拔出外管成桩。

上述三种工艺方法的共同缺点是：遇到硬夹层桩管难沉入；遇承压水层成桩困难；锤击沉管噪音大；桩间土未挤密；桩身混凝土不密实；拔管过快会产生断桩缩颈问题；施工效率低。

2、福兰克桩(Franki pile)。其施工步骤是：放碎石或干硬性混凝土——采用管内带锥尖的落锤夯击将桩管沉至预定深度——加料夯扩形成扩大头——放钢筋笼灌注混凝土——拔管成桩。其缺点是：施工设备复杂，无定型产品；沉管速度慢；施工时需要两种锤；卡料卡锤严重；效率低。该方法应用很少。

本发明的目的是提供一种用于加固含水饱和软土地基的施工方法，使用本方法能形成葫芦形桩体，挤密桩间土形成复合地基。同时达到节省施工机械，降低施工成本，提高工作效率，降低噪音和泥水污染的目的。

本发明的技术方案是：夯扩挤密桩复合地基施工方法，其特征在于，

步骤①：放预制桩尖，通过桩管对桩尖施加静压力；

步骤②：夯击桩尖跟管沉管，直到预定的深度；

步骤③：投料，桩体材料可以采用水泥混合土、水泥碎石土、水泥砖渣土、素混凝土，经搅拌，控制含水量以混合料干硬性至可塑性为宜；

步骤④：拔管到预定高度，拔管的高度应等于或者小于管内投料高度；

步骤⑤：跟管夯扩到预定深度，跟管深度的计算方法为h_d＝h_u-h，每次夯扩后，桩顶上升最大高度可以由下面公式计算，h＝λ_c·d²/D²·H，式中d为桩管内径，λ_c为夯实系数，D为设计成桩直径，H为管内投料高度，h为管底上升最大高度，它等于拔管高度h_u减去跟管深度h_d；

步骤⑥：重复③④⑤步骤直至成桩。

本发明的优点是：

1、适用于在含水饱和软土层不降水施工，从而缩短工期，降低造价。

2、桩体材料来源广泛，可就地取材，大大降低材料成本。

3、桩体完整性好，密实度高，杜绝断桩缩颈、夹泥浸水的可能性。

4、夯扩使桩端以及桩身形成串状葫芦形，大大提高桩的端承力、侧摩阻力和复合地基的均匀性。

5、挤密了桩间土，大幅度提高桩间土的承载力，对松散砂层可消除液化。

6、跟管夯扩保证夯锤落点准确，不会因撞击孔壁而产生掉土，保证桩身不夹泥。

7、夯击落距可调，夯击能量大，预制桩尖可以穿透坚硬土层。如果使用震动锤则可以穿透深厚坚硬土层。

8、本发明施工形成的复合地基承载能力大幅度提高，fsp可达到180---550Kpa，均匀性好，控制沉降效果好。

9、采用地面加料方式，节省设备和劳力，提高施工效率。

10、无泥浆污染，无噪音扰民，振动的影响范围小。

下面对本发明做详细说明。

本发明采用的施工设备可以采用国内已有的沉管打桩机、与之配套的卷扬机和15---20KN的平底重锤。这些设备为国内外通用的施工设备。