[发明专利]一种用于提高非挤土桩复合地基承载力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非挤土桩复合地基的处理方法，特别是涉及一种提高桩端存在软弱夹层的非挤土桩复合地基承载力的施工方法，该方法尤其适合于石灰岩地区场地复杂地层存在起伏很大的基岩面的非挤土桩复合地基承载力的提高。

背景技术

桩体承载力是决定复合地基承载力的重要因素，尤其是刚性桩、半刚性桩复合地基。非挤土桩桩端持力层的性质很大程度决定了基桩承载力的大小。若桩长较小，桩周土摩阻力有限，且桩底为承载力较低的软弱层，则基桩在设计荷载作用下往往出现过大沉降而无法达到验收标准。若可以改进施工方法，使桩端支承条件得到明显改善，则基桩承载力将会大大提高，从而保证设计要求的复合地基承载力得到满足。

高层建筑结构竖向荷载大，常需采用桩基础或刚性桩复合地基才能满足承载力和变形要求。石灰岩地区地下隐伏溶洞规模大、范围广，采用半刚性桩、刚性桩复合地基，在保证地基较高承载力的同时，可以有效减小桩端荷载，从而防止溶洞顶板破坏。经大量工程实践证明，这是石灰岩地区一种有效的地基处理方法。岩溶是由于具有流动性的地下水长期侵蚀形成的。基岩表面赋存有一层地下水，具有较大的侵蚀性，造成石灰岩基岩起伏不平，有时岩面倾角达70°～90°。并且，基岩均为微分化岩，强度很大。若使用PHC管桩等挤土桩，采用打入或静压的方法，极易在桩端达到岩面时出现反力陡增，桩体沿斜岩面下滑，导致断桩。若采用长螺旋桩等非挤土桩的形式，则可避免断桩，且经济性好。在长螺旋桩施工时，钻至基岩面时，已很难再继续钻进，否则很容易造成既损坏钻头，又没有钻入基岩的现象，增大成本。而由于基岩倾角很大，桩端与倾斜岩面的接触面积往往很小，桩端实际上大部分是支承在基岩面上的软弱夹层中，导致基桩的承载力严重不足。再进行补桩会大大增加成本，且承载力往往不能根本上得到提高。因此需要控制桩端支承条件，以保证持力层有足够的强度和刚度。

发明内容

为克服复合地基中桩端大部分处于基岩面上软弱夹层中的情况，本发明提供一种复合地基非挤土桩处理方法，用于提高基岩起伏不平、倾角很大条件下，桩端难以完全支承在基岩上，大部分处于软弱夹层中的非挤土桩的承载力，以满足复杂地层条件下半刚性桩、刚性桩复合地基承载力的要求。

传统灌注桩（长螺旋桩、钻孔灌注桩、冲孔灌注桩等）施工时，为保证桩侧摩阻力及桩端阻力可以得到有效发挥，成孔并灌注好混凝土后，要进行一系列养护措施，并减少对桩体的扰动，以保证实际受荷时桩的侧摩阻与端承力可以得到有效发挥。因此，现有技术施工中忌讳对灌注桩进行复压，认为复压将破坏桩侧摩阻力，并易导致断桩和桩端及桩端持力层的破坏。在现有的施工过程中，尚无任何对灌注桩复压的报道。对于基岩面起伏不平，岩面倾角很大（基岩面倾角大于或等于60°）的场地条件，非挤土桩施工时，绝大部分非挤土桩端仅有很小一部分与基岩接触，大部分面积处于基岩上表面的一层软弱夹层中，从而导致桩端持力层很弱，复合地基承载力达不到设计要求。而进行补桩等其他处理方式则成本巨大，耗时很长。经过大量的试验，本发明创造性发现在现有非挤土桩基础上进行复压，合理控制压桩力，可以大幅度提高非挤土桩承载力，进而提高非挤土桩复合地基承载力。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种用于提高非挤土桩复合地基承载力的方法：对于石灰岩地区，基岩面倾角大于或等于60°，基岩上表面上有一层由炭质页岩组成的软弱夹层，该地区的非挤土桩施工复合地基，对施工后经检测非挤土桩的承载力不达标的桩体进行如下处理：

在非挤土桩上安装静压桩机和送桩器，静压桩机通过送桩器分2～4次对非挤土桩进行复压，每次复压的过程如下：静压桩机液压装置由零逐渐增加压桩力，直到最大压桩力P_ze，在最大压桩力稳定t_w时间，称为稳压时间；每次最大压桩力相同，按如下公式确定：

当6m≤L≤8m时 P_ze=βQ_u=(1.25～1.67)Q_u

当8m＜L≤15m时 P_ze=βQ_u=(1.25～1.43)Q_u

当L＞15m时 P_ze=βQ_u=1.25Q_u

其中，L为桩长，Q_u是非挤土桩的竖向承载力极限值，由设计单位根据工程地质条件和建筑任务确定；P_ze是静压非挤土桩时的最大压桩力；β是非挤土桩竖向极限承载力与最大压桩力的相关系数；