[实用新型]一种混凝土预制管桩与堆载预压软土地基处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于软土地基处理领域，尤其涉及一种混凝土预制管桩(Prestressed High-intensity Concrete Short-Gravel桩，以下简称“PHC-SG桩”)与堆载预压软土地基处理装置。 

背景技术

随着我国基本建设的不断发展，沿海地区越来越多的高层建筑、市政设施、高速公路等构筑物修建在深厚的软土地基上。这些软土地基通常具有含水率大、孔隙比大、强度低、固结速度慢等特点，在上部构筑物施工完毕后通常会产生较大的竖向沉降和侧向变形，且这一沉降变形过程维持较长的时间，通常需要较长的时间才能结束。如此长时间的沉降变形过程将严重影响建在其上的构筑物的自身安全及其使用效果，有必要对其进行加固处理。 

软土地基加固处理的方法主要有三类。第一类是减少沉降法，即对软土进行置换处理，用较硬的土或建筑材料代替天然软土，如灰土置换法。第二类是加速沉降法，即在修建构筑物前通过工程手段使软土地基的沉降提前完成一部分、或使其沉降速度加快，快速稳定，如堆载预压法。第三类介于第一类和第二类之间，同时具有减少沉降和加速沉降的作用，如碎石桩法。对于具有深厚软土层的地基，上述三类方法都存在一定的缺陷。如灰土置换法需要大量的置换材料，这就决定了不可能、也没必要对深厚软土地基进行置换；堆载预压法所需要的预压固结时间长，将造成工期的加长和工程费用的增加，可能导致地基的剪切破坏；碎石桩法减少的沉降量有限且通常在靠近地表处产生较大的侧向变形，影响上部结构的整体稳定；PHC管桩可作为上部结构的工程桩，直接承担上部结构的全部荷载。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种混凝土预制管桩与堆载预压软土地基处理装置，以解决现有技术的问题。 

本实用新型是这样实现的，一种混凝土预制管桩与堆载预压软土地基处理装置，其特征在于：包括由若干PHC-SG桩组成的桩基层、水平层、土工布、水平褥垫层、预压堆载层以及排水管； 

所述PHC-SG桩包括PHC管桩桩芯，以及设置于PHC管桩桩芯外围的碎石桩套； 

所述水平层设置于所述桩基层上方，所述土工布设置于所述水平层上方； 

所述水平褥垫层设置于所述土工布上方，所述预压堆载层设置于所述水平褥垫层上方； 

所述排水管设置于所述土工布下方，且与所述土工布相对的位置设置有至少两个通孔。 

优选地： 

所述排水管采用聚氯乙烯排水管。 

所述排水管直径为300毫米，所述排水管与所述土工布相对的上半圆每间隔100毫米设置一个10毫米的通孔。 

进一步地： 

所述的PHC管桩桩芯由圆柱形混凝土灌注而成。 

所述的碎石桩套的长度为PHC管桩桩芯长度的一半，碎石桩套环绕在PHC管桩桩芯的上部；碎石桩套与混凝土桩芯组成PHC-SG桩。 

优选地： 

PHC管桩桩芯的直径为0.4m，壁厚95mm，并进入全风化层，碎石桩套的直径约为0.60m、长度为10m，PHC-SG桩的间距为2.5m。 

或者，PHC管桩桩芯的直径为0.5m，壁厚100mm，长度为30.0m，碎石 桩套2的直径约为0.8m、长度为15m，PHC-SG桩的间距为3.5m。 

所述的水平褥垫层为碎石、粗砂或者碎石和粗砂的混合料，优选地，水平褥垫层采用级配连续的碎石，水平褥垫层的厚度为0.5m～0.6m,在整个地基范围内铺设。 

所述的预压堆载层为土、石料或者土和石料的混合料。 

优选地： 

预压堆载层为粘土，预压堆载层的高度为4.0m，分两级施加，每级堆载高度2.0m。 

预压堆载层为粉土与块石混合料，预压堆载层的高度为5.4m，分三级施加，每级堆载高度1.8m。 

在本实用新型中，PHC-SG桩体具有承载、限制侧向变形、竖向排水固结的作用，同时对地基土有挤密作用；褥垫层主要具有提供后继工作场地、水平排水和调整桩与桩间土应力分布的作用，与碎石桩套一起组成竖向、横向的交叉排水通道；堆载主要具有预压固结、加速排水、减少工后沉降的作用；进一步的，土工布下方设置的排水管主要用来将地表排上来的水通过排水管上的通孔流入排水管，并通过排水管两端的出口排出去，使软土固结。本实用新型既可以控制竖向沉降、又能够限制侧向位移、同时还可以提供竖向和横向的排水通道、加速软土地基的固结沉降，可以确保高层建筑、市政设施、高速公路等构筑物的使用功能、合理的建设工期并减少工程费用。