[发明专利]一种控制刚性桩复合地基工后沉降的方法

说明书

技术领域

本发明属于刚性桩复合地基技术领域，涉及一种控制刚性桩复合地基工后沉降的方法。

背景技术

刚性桩复合地基在我国土木工程中得到广泛的应用。它具有沉降量小、承载力高、稳定快、工期短、价格低廉等特点，取得了较好的经济效益和社会效益。但工程中问题不少，大多是由于沉降过大，特别是不均匀沉降过大引起基础结构沉降、桩基损坏等工程事故，有的工程须花费大量资金进行基础补救加固甚至被迫拆除。

目前在道路工程中，已有一些控制工后沉降的方法，例如：桩-网复合地基、后处理技术等，但对于高层建筑和一些有特殊要求的建筑物和构筑物，还没有好的方法进行控制。对于有特殊要求的构筑物或建筑物，通常沉降量和差异沉降量的控制是关键的问题。刚性桩复合地基工后当桩间土孔隙水的减少，固结沉降，桩间土承载力降低，荷载向桩身转移，桩顶应力急剧增大，且对桩体产生负摩阻区也增大，会引起桩的附加下沉。当部分桩间土凹陷时，将出现不均匀沉降。

目前减少刚性桩复合地基工后沉降的方法，就是通过提高置换率，减小桩间距，增加桩体刚度及增加桩长。这些方法，都存在不同的缺陷：减少复合地基沉降效果均不明显，工程投资却显著增加；加固区下卧层土体中的附加应力值增大；加大了制桩的难度，且违背了采用复合地基的初衷：充分利用天然地基的承载力，桩土共同工作，达到既满足承载力的要求，又比较经济的目的。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种控制刚性桩复合地基工后沉降的方法，通过块石预备墩的设置，控制刚性桩复合地基由于土体固结引发的工后不均匀沉降，该方法具有经济合理，施工方法简单的优势。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种控制刚性桩复合地基工后沉降的方法，在刚性桩复合地基的桩间土中设置由碎石块组成的块石预备墩，块石预备墩设置在刚性桩复合地基加固最薄弱的之处。

若刚性桩以四边形布桩，相邻的四个刚性桩构成四边形，块石预备墩设置在四边形的中心位置。

若刚性桩以三角形布桩，相邻的三个刚性桩构成三角形，块石预备墩设置在三角形的中心位置。

所述的块石预备墩由碎石块堆砌成圆柱状。

所述的块石预备墩的高度为刚性桩桩径的2～4倍。

所述的块石预备墩的墩顶标高与刚性桩的桩顶标高相等

由于块石预备墩压缩量等于鼓胀量，块石预备墩的直径可根据软土或欠固结土的厚度和状态在0.1～2m之间选择。

所述的碎石块为表面粗糙、有棱角、质地坚硬的碎石料。

所述的碎石料的直径为60～200mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的控制刚性桩复合地基工后沉降的方法，通过在刚性桩复合地基的桩间土中设置由碎石块组成的块石预备墩，利用块石预备墩发生鼓胀效应“自组织”形成“挡土墙”，去约束塌落拱的尺度扩张，切断数个小塌落拱的相互串通合并的路径，自动控制不均匀坍塌，让桩间土凹陷所形成的空洞效应和许多的亚稳态，以块石微拱桥的方式得到转化，从而减少变形对褥垫层的影响，达到维护褥垫层中骨架链的目的，以避免工后基础与桩间土的分离，减少桩间土变形对褥垫层的影响，从而能够达到控制工后沉降尤其是不均匀沉降的目的。

本发明提供的控制刚性桩复合地基工后沉降的方法，对于沉降的控制还在于：

1）石预备墩就设置在最薄弱处，在刚性桩复合地基中，桩体对桩间土具有侧向和竖向约束作用，能使得桩间土侧向变形减少，竖向变形也受到牵制，但离开桩体较远处，桩间土受到的约束必然会减小，这也是复合地基加固最薄弱处，是当土体发生固结沉降时，易于使上部褥垫层出现塌落拱的地方，也是石预备墩设置的地方。

2）设置块石预备墩之后能够达到：①当块石预备墩的桩体刺入褥垫层时，块石预备墩侧向挤压，地基加固薄弱处的桩间土受到挤密处理；②当桩间土出现凹陷，块石预备墩横向鼓胀，“自组织”形成块石拱结构，约束了由于桩间土凹陷，褥垫层材料随动塌陷，抑制了塌落拱的尺度扩张，切断数个小塌落拱的相互串通合并的路径，形成对坍塌的控制，使桩间土继续分担荷载；③由于散体材料组成的结构具有变形分布显著不连续的特征，局部位移可随垫层厚度而减弱、逐渐消失，所以只要桩间土的凹陷面积受到限制，其上部褥垫层中的响应会迅速减小，直至消失。

3）块石预备墩由碎石块组成，其优点是易于自组织搭拱，承担上部荷载，而且可以就地取材，经济合理，施工方法简单。