[发明专利]一种PVC带孔管碎石桩及其处理软弱地基的方法

说明书

技术领域

本发明涉及软弱地基处理技术领域，尤其涉及一种PVC带孔管碎石桩及其处理软弱地基的方法。

背景技术

在基础设施建设中，软弱地基因承载能力低和工后沉降大而必须进行地基处理，以提高其承载力、减少变形和增强抗液化性。在目前的软弱地基处理中，碎石桩是得到广泛应用的方法之一。碎石桩是利用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂石挤压入成孔中，形成一定直径的由碎石所构成的密实桩体，能发挥置换、挤密、排水和加筋等多重作用，具有较经济、易施工和速度快等特点。但是，由于碎石桩是由散粒体材料组成，承受荷载后会产生径向变形，桩体在周围软弱土中容易产生鼓胀破坏，这样就使排水通道受损、桩身强度降低，造成加固效果不佳。为此，现有的一些专利对这种桩型进行了某些改进：

1、赵维炳发明的一种砼芯碎石桩（ZL：200610037621.2），即采用预制砼桩作为碎石桩的桩芯，承受竖向荷载并将其传递至下卧硬土层，但这种方法还是不能很好解决碎石鼓出的问题。

2、汪中卫发明的一种双重径向网笼碎石桩（ZL：201020603436.7），在碎石桩的桩侧设置侧向约束网笼，以提高碎石桩承载力和减少沉降，但问题在于钢筋网笼容易锈蚀，其施工工艺也较复杂，工程质量难以控制。

3、高明军发明的一种竖向管式格栅加筋碎石桩（ZL：200620074257.2），在普通碎石桩外围的上部包裹一管式土工格栅，限制侧向鼓出变形，提高承载力，但管式土工格栅的强度较小，也仅能有效提高表层承载力，对整体承载力的提高作用有限。

由上可知，目前利用碎石桩处理软弱地基的方法在承载力及施工质量控制保证等方面还存在一定的局限性；为此，本发明提出的技术方案可以显著地提高碎石桩的承载能力和固结速度，提升软弱地基的处理效果，产生良好的经济效益。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种PVC带孔管碎石桩及其处理软弱地基的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一、PVC带孔管碎石桩

置于软弱地基的地下孔中的PVC带孔管碎石桩，由碎石桩、PVC带孔管、钢塑土工格栅、碎石层、表土层、混凝土桩尖和排水系统组成，钢塑土工格栅包括第1钢塑土工格栅和第2钢塑土工格栅，碎石层包括第1碎石层和第2碎石层；

自下而上，混凝土桩尖和新型管石桩相互连接，所述的新型管石桩包括PVC带孔管及其管内设置的碎石桩；

在新型管石桩的顶部连接有新型垫层，即依次连接有第1钢塑土工格栅、第1碎石层、第2钢塑土工格栅、第2碎石层和表土层；

排水系统和新型垫层连通；

第1碎石层和第2碎石层的厚度为20～40cm，表土层的厚度为20～30cm。

二、用PVC带孔管碎石桩处理软弱地基的方法

本方法包括以下步骤：

①振动沉管成孔

采用振动式打桩机，在软弱地基的地表上通过振动打入，使打桩机沉管竖直挤入下沉到软弱地基内设计深度，打桩机沉管底端事先放置预制的混凝土桩尖，随打桩机沉管一同下沉，振动沉管后，在软弱地基中形成了一个圆筒形地下成孔；

②安装PVC带孔管

采用振动式打桩机上的卷扬钢丝吊绳，将事先准备好的外径略小于打桩机沉管内径的PVC带孔管分节下入打桩机沉管内，PVC带孔管之间采用管接头进行快速有效连接，PVC带孔管的总长度与设计桩长一致；

③施工管石桩

通过振动式打桩机上的料斗，向打桩机沉管内投入砂石料直至PVC带孔管内充满至地表，然后将打桩机沉管慢慢拔出，PVC带孔管及管内的碎石桩则留在软弱地基中，形成了管石桩；

④铺设垫层

在管石桩的顶上铺设垫层，即自下而上依次铺设第1钢塑土工格栅、第1碎石层、第2钢塑土工格栅、第2碎石层和表土层；

钢塑土工格栅采用钢塑材料，碎石层30的厚度为20～40cm，表土层50的厚度为20～30cm；

⑤施工排水系统，与垫层相连接。

工作机理：

管石桩、垫层和排水系统完成后，形成一种复合地基；在复合地基上施加堆载进行预压时，地基土的孔隙水在附加应力作用下，通过管石桩形成的排水通道向上排入垫层中，最后通过排水系统流出；地基土在排水过程中不断固结，强度和抗变形能力均逐渐得到提高，而管石桩本身由于有PVC带孔管约束，具备了较好的承载能力，这些从整体上加快了地基土排水固结的速率，提高了软弱地基的承载能力。

本发明具有下列优点和积极效果：

①施工简便，成本较低；