[发明专利]一种减少灌注桩桩侧负摩阻力的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桩基础和软土地基处理技术领域，具体地说是一种减少灌注桩桩侧负摩阻力的施工方法。

背景技术

当地面堆载、地下水位下降及湿陷性黄土遇水等因素造成桩周土体沉降大于桩体沉降时，桩侧土对桩身产生向下的负摩阻力。负摩阻力不仅不能为承担上部荷载做出贡献，反而要产生作用于桩身且与荷载方向相同的下拽力和下拽位移。研究表明，沥青涂层法是一种减少负摩阻力对预制桩影响的有效方法之一。但是，沥青涂层材料对地下水环境存在一定的污染作用。

也有先行对造成固结沉降的软土层进行地基处理，然后再进行打桩。但是，该方法增加了施工工期，且加固后的软土地基增加了打桩的难度和成本。

专利号为200810011854.4，发明名称为一种扩底预应力锥形管桩及其施工方法的专利公开了一种通过改变桩身纵向截面形式来降低负摩阻力对基桩的影响。它通过在土体浅部设置楔形角，以降低桩周土体沉降所引起的负摩阻力对基桩的影响；在土体深部设置扩大头以提高基桩的桩端阻力，从而在整体上提高了混凝土单位材料承载力。但是，该方法基桩纵向截面形式复杂，对施工设备和施工队伍的要求相对较高，且中性面以上部分土体对基桩的摩擦力仍为负值，没有发挥该部分土体对支撑桩基础承载力的作用。

专利申请号为201210130282.8，发明名称为一种减小沉管灌注桩负摩阻力的技术装置及其使用方法的专利申请公开了一种通过将双层钢套管连同里面的塑料薄膜和环形预制体一起采用静压或振动的方式沉入预先设计的深度，拔出钢套管并将双层塑料薄膜和环形预制体留在地基中的技术方法；该技术方法通过在中性面以上部位灌注桩的周围布置双层塑料薄膜，降低桩体中性面以上桩～土界面的摩擦系数，减小桩基负摩阻力，提高桩基整体承载力。但是，该方法对施工控制要求相对较高，且同样存在没有发挥中性面以上部分土体对支撑桩基础承载力的作用。

专利号为201020517004.4，发明名称为一种消除桩基负摩阻力的装置的专利公开了一种在预制桩体与周围土体之间设置卸荷套管，通过套管装置来减小加载到桩身的负摩阻力的技术方法。该方法虽能在一定程度上减小负摩阻力，但是施工成本和工程造价相对较高，卸荷套管与土体之间、卸荷套管与基桩之间的摩阻力也需要采用润滑油等材料进行处理，且中性面以上部分基桩与卸荷套管之间仍存在一定数值的负摩阻力，没有发挥中性面以上部分土体对支撑桩基础承载力的作用。

目前，在常用的减少负摩阻力对基桩影响的方法中，均是基于减少中性面以上桩与土之间的摩阻力这种思路，而未考虑将该部分负摩阻力转化为可以提高桩基承载力的正摩阻力，这些方法在一定程度上浪费了中性面以上基桩支撑上部荷载的潜能。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用电渗法及化学电渗法减少灌注桩桩侧负摩阻力的施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种减少灌注桩桩侧负摩阻力的施工方法，它包括以下步骤：

⑴按照设计要求施工灌注桩，根据设计计算确定灌注桩的中性面位置；

⑵根据计算确定的中性面位置确定电渗法所用的电极长度，制作符合设计要求的阳电极管、阴电极管，并将阳电极管、阴电极管按设计位置沉入至灌注桩周边；

⑶在地表面邻近阴电极管处，开挖排水沟，并将排水沟之间形成网络，以方便电渗法处治排出的水排出处治场地以外；

⑷将直流电源的正、负极分别与阳电极管、阴电极管连接，通电进行电渗法，在电场作用下，土中水从正极流向负极，产生电渗，当阴电极管流出水量小于10 ml/h时；再向阳电极管内加入氯化钙溶液，使现场溶液浓度为5﹪～10﹪，向阴电极管内加入碳酸钠溶液，使现场溶液浓度为10﹪～20﹪，再次通电进行化学电渗法；

⑸当阳电极管附近周边土体出现泛白、开裂现象，阴电极管的流出水量明显减小，出水量小于0.1 ml/h时，停止电渗法施工；

⑹回收电极材料，回填地表沉降差，使其达到设计地表标高，施工灌注桩承台，完成建筑桩基础的整体施工。

本发明所述的阳电极管、阴电极管交替布置在灌注桩周边，阳电极管、阴电极管布置间距为3m～5m；阳电极管、阴电极管的长度露出地表面0.5 m～0.8 m。

本发明所述直流电源工作电压为120V～220 V，工作电流为80A～200A。

本发明所述的阳电极管为多孔铁管，外径为40㎜～60 ㎜，壁厚为5㎜～8 ㎜，沿电极长度方向设有多排供水溶液流动的小孔，小孔上布置有滤网。