[发明专利]一种带箍筋折叠式土工合成材料异形散体桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程领域，尤其是涉及软土地基处理技术领域，具体涉及一种带箍筋折叠式土工合成材料异形散体桩及其施工方法。

背景技术

我国软土地基种类繁多，分布广泛，普遍就有含水率高、压缩性大、强度低、透水性差等特点。建造在软土地基上的建筑物常出现总沉降量过大、差异沉降明显、后期沉降量超标、承载力不足等工程问题，影响建筑物的正常使用性能和安全性能。对此，为提高软土地基的承载能力，国内外涌现了大量的软基处理技术，其中复合地基加固方法较为普遍。

复合地基加固法一种比较理想的软土地基处理方式，起源于20世纪60年代，由于该法能显著改善地基的承载力，减小地基沉降，并有效抑制地基土体侧向变形，在世界范围内都得到广泛应用。碎石桩是复合地基处理方法中的一种，它是用振动、冲击或水冲等方法在软土地基中成孔，再将碎石压入孔中，形成由碎石构成的大直径密实桩体。碎石桩加固法是由德国工程师S.Steuerman在1936年发展而来的，经过数十年的发展，碎石桩已广泛用于各类软基加固处理工程，它既可以提高地基承载力、降低压缩量，还可以配合砂垫层等其他措施加快软土地基的固结沉降速度，从而达到加固地基的目的。

虽然碎石桩是复合地基加固中普遍使用的一种桩，但它的缺陷是易受到破坏。碎石桩需要桩周土对其的侧限来保证桩体的强度及承载力，当侧限不足时，桩体(特别是桩顶附近桩体)极易在桩顶荷载作用下发生鼓胀或整体剪切破坏，其中鼓出破坏是最常见的形式。鼓出破坏的原因是在上部荷载作用下，桩顶附近一定深度范围内会发生径向变形，变形过大将导致桩承载力大大降低从而导致失效。碎石桩起作用需要一定的径向约束力, 如果地基土强度过低(一般认为不排水剪强度Cu<20kPa)，就不能提供碎石桩起足够作用所需的径向约束力，从而降低整体承载能力。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，但是这种方法不能很好的解决碎石径向变形过大问题；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，但问题在于没有充分利用桩体与土体之间的摩擦力，且施工工艺也较为繁杂，工程质量难以控制。

综上所述，目前利用碎石桩处理软土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充分利用桩体与土体之间的摩擦力，显著提高碎石桩的承载能力，提升软土地基的处理效果，产生良好的经济效益。

发明内容

本发明的目的就在于解决现有技术中碎石桩存在的技术缺陷，提供一种带箍筋折叠式土工合成材料异形散体桩及其处理软基的施工方法。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术解决方案：

本发明提出的带箍筋折叠式土工合成材料异形散体桩，所述异形散体桩置于软土地基7中，所述异形散体桩的顶部位于地表处，由散体桩孔2、竖向加筋式土工合成材料层3、圆形箍筋4、铁丝5及散体填料6构成，竖向加筋式土工合成材料层3放置于散体桩孔2内，圆形箍筋4通过铁丝5沿散体桩孔2竖直方向等间距水平固定于竖向加筋式土工合成材料层3的内侧，通过圆形箍筋4把竖向加筋式土工合成材料层3沿竖直方向分隔成若干块，竖向加筋式土工合成材料层3内填充散体材料层6，经过密实最终形成带箍筋折叠式土工合成材料异形散体桩。

本发明中，所述的散体桩孔2为圆柱形散体桩孔；所述的散体材料层6是碎石或者砂，其中碎石取粒径不大于6cm的散体填料层，砂易用中粗砂，也可用砾砂。

本发明中，所述的竖向加筋式土工合成材料层3采用具有抗拉强度和透水性的土工格栅、土工布、土工模袋或土工包中任一种；竖向加筋式土工合成材料层3的管径及高度与散体桩孔2的直径及高度大小一致，其下部由铁丝5进行封口绑扎。

本发明中，所述的圆形箍筋4是使用铁丝沿着散体桩孔2竖直方向等间距水平固定在竖向加筋式土工合成材料层3的内侧，且固定点之间的间距取为散体桩孔2直径的大小；当散体桩孔2的直径小于等于800mm时，选用圆形箍筋4直径不宜小于6mm；当当散体桩孔2的直径大于800mm时，选用圆形箍筋4直径不宜小于8mm。

本发明提出的一种带箍筋折叠式土工合成材料异形散体桩的施工方法，所使用的施工方法为闭口沉管挤土法或者套管击实法，具体施工步骤如下：

一、闭口沉管挤土法

1）振动沉管成孔