[发明专利]一种加固客运专线粉细砂地基的设备及加固方法

说明书

本发明公开了一种加固客运专线粉细砂地基的方法，包括（1）利用无缝钢管桩在粉细砂地基中进行空管振动沉管（2）经无缝钢管桩底部敞口及桩侧镂空处流入管内的粉细砂形成一定高度的粉细砂短桩，使得无缝钢管桩形成一定的封闭状态，使得周围粉细砂得到挤密；同时，在地面不断通过桩侧镂空处向桩内添加粉细砂填料；（3）待无缝钢管桩达到设计深度后，进行预留桩尖拔管，在拔管过程中向管内进一步补充粉细砂填料，直至达到设计要求的桩顶标高。本发明的方法，加固深度得到显著增加，桩内竖向增强体的强度得到较大幅度的提高，使桩周粉细砂土层更加紧密，增强了粉细砂地基竖向增强体和复合地基的承载能力和抗压缩性。

技术领域

本发明涉及地基加固领域，特别是涉及一种加固客运专线粉细砂地基的方法。

背景技术

二十一世纪初，随着我国经济的快速发展，交通运输及资源输送的需求日益迫切，客运专线和高速铁路等铁路工程应运而生，并开始大规模的建设和投入使用。客运专线运行速度快、技术标准高、对路基工后沉降要求严格，要使列车能高速、安全地运行，线路的稳定与平顺是必不可少的，为达此目的，除了加强轨道结构以外，增强路基的强度和刚度，控制路基变形是关键。

粉细砂地层，特别是处于松散、稍密状态的粉细砂，具有结构稳定性差，压缩性较高、固结速度相对较快、沉降完成时间较短等工程特性。针对粉细砂地层的工程特性，对工后沉降要求不甚严格的一般铁路路基工程，通常不进行加固处理或仅简单处理，而对工后沉降要求非常严格的客运专线粉细砂路基工程而言，如何对其进行加固处理显得至关重要。现有加固技术存在加固深度受限、加固措施不经济等问题，因此，采用有效的粉细砂地基加固处理措施将直接影响客运专线路基工程的经济性与科学性。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种加固客运专线粉细砂地基的方法，能有效地加固粉细砂地基，同时大幅度增加粉细砂地基的加固深度。

为此，本发明的技术方案如下：

一种加固客运专线粉细砂地基的方法，该方法使用的设备包括敞口的无缝钢管桩，所述无缝钢管桩下部的管壁上设置有镂空孔洞，所述的镂空孔洞的开孔形状根据粉细砂的地层情况设置为圆形或方形，且呈梅花形或方形互相交错排列于无缝钢管桩下部的管壁上，镂空孔洞的总面积与桩身外表面积之比为1%~10%；在无缝钢管桩底端安装有桩尖，拔出无缝钢管桩时，所述桩尖留在地基内；所述无缝钢管桩内还设置有底端封闭起凿实作用的内套无缝钢管，所述方法包括以下步骤：

（1）利用所述无缝钢管桩在粉细砂地基中进行空管振动沉管，在无缝钢管桩下沉和振动过程中，粉细砂通过桩底及镂空处流入无缝钢管桩内并通过振动作用将管桩内及桩周粉细砂土层振密实；

（2）经无缝钢钢管桩底部敞口及桩侧镂空处流入管内的粉细砂形成一定高度的粉细砂短桩，使得无缝钢管桩形成一定的封闭状态，使得周围粉细砂得到挤密；同时，在地面不断通过桩侧镂空处向桩内添加粉细砂填料，一方面，使无缝钢钢管桩内形成更加密实的粉细砂砂桩，另一方面，填入管内的粉细砂在振动作用下，经由镂空处向管外扩散，对四周粉细砂实施进一步的挤密作用；

（3）待无缝钢管桩达到设计深度后，进行预留桩尖拔管，对于一般松散、较浅的粉细砂地基，在拔管过程中，向管内进一步补充粉细砂填料，填补管壁与管内粉细砂桩之间的空隙，并进一步振密管内粉细砂桩；对于加固深度较深、密实度要求较高的粉细砂地基，在拔管过程中，在向管内进一步补充粉细砂填料的同时，还通过所述内套无缝钢管将无缝钢管桩内的粉细砂桩进一步压实，并使无缝钢管桩四周的粉细砂地基得到进一步挤密，直至达到设计要求的桩顶标高。

上述方法中，所述内套无缝钢管的高度大于无缝钢管桩的桩长，内套无缝钢管的直径≤无缝钢管桩直径的80%。

上述方法中，所述内套无缝钢管的直径为无缝钢管桩直径的60%~80%。