[发明专利]一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法及施工装置

说明书

本发明属于复合地基施工技术领域，公开了一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法及施工装置，利用吊机夹内外套管及注浆管并振动沉管，当沉管至设计标高后静拔内管，并于成孔后向孔内投入碎石夯实成桩；碎石桩成桩完毕后用夹桩器夹住外套管，开启振动锤，通过振动作用完全拔出外套管，并在桩顶施工进行碎石和土工格栅组成的褥垫层施工；当超软土固结度达到80％或更高时，通过预留的钢质注浆管进行注浆，并于注浆完毕后拔出注浆管；当水泥浆液渗入碎石桩中，碎石及其他材料凝固形成刚度较大的桩体时，施工结束。本发明通过提出先散后刚桩这一新桩型的施工工艺，将散体材料桩与刚性桩的优点结合起来，来达到更好的地基处理效果。

技术领域

本发明属于复合地基施工技术领域，尤其涉及一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法及施工装置。

背景技术

目前，复合地基法是目前处理软土地基常用的一种方法。桩体复合地基中又为黏结材料桩复合地基和散体材料桩复合地基，其中黏结材料桩又根据桩体的刚度分为柔性桩和刚性桩。散体材料桩复合地基中，桩体可作为排水通道加速超静孔压的消散，使得土体快速完成固结沉降。由于自身强度不足，散体材料桩的竖向加强作用依赖于土体的环向应力，其受力特性受到桩周土体的限制，对地基承载力的提升有限。刚性桩的刚度较大，对地基承载力的提升作用强于散体材料桩，但另一方面刚性桩不具备排水作用，土体固结较为缓慢，随着时间的推移，对工后沉降的控制可能不利。

专利200510038903.X提出了一种新型的浆固散体材料桩并阐明了施工过程，先施工散体材料桩，完毕后立即通过注浆管注入水泥浆液使得碎石桩凝结成为刚度较大的黏结材料桩。这种浆固碎石桩地基加固技术不仅发挥了桩体本身的作用，浆液渗入桩周土体，对桩间土的性质改善较大。但对于超软土地基来说，类似桩型无法兼具竖向刚度与排水作用。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有复合地基中，散体材料桩自身强度不足、受力特性受到桩周土体的限制，对地基承载力的提升有限；刚性桩刚度较大，但不具备排水作用，土体固结较为缓慢，随着时间的推移，对工后沉降的控制可能不利。

解决以上问题及缺陷的难度为：复合地基中桩体既要刚度大，又要同时具备良好的排水效果较为困难，二者相互牵制，实现起来比较复杂。

解决以上问题及缺陷的意义为：可使得复合地基中桩体兼具排水功能以及竖向刚度，并且在不同时段分别发挥桩体的排水作用和桩体的竖向承载作用，让地基中超软土的固结沉降快速完成，可有效减小工后沉降并提高地基承载力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法及施工装置。

本发明是这样实现的，一种适用于超软土的先散后刚桩施工方法，所述适用于超软土的先散后刚桩施工方法包括：

采用双套管法进行超软土的先散后刚桩施工。

所述适用于超软土的先散后刚桩施工方法包括以下步骤：

步骤一，利用吊机夹内外套管及注浆管并振动沉管，当沉管至设计标高后静拔内管，并于成孔后向孔内投入碎石夯实成桩；

步骤二，碎石桩成桩完毕后用夹桩器夹住外套管，开启振动锤，通过振动作用完全拔出外套管，并在桩顶施工进行碎石和土工格栅组成的褥垫层施工；

步骤三，褥垫层施工结束后，当超软土固结度达到80％或更高时，通过预留的钢质注浆管进行注浆，并于注浆完毕后拔出注浆管；

步骤四，当水泥浆液渗入碎石桩中，碎石及其他材料凝固形成刚度较大的桩体时，施工结束。

进一步，步骤一中，所述利用吊机夹内外套管及注浆管包括：

清除内外套管以及注浆管内杂物，并利用吊机以及振动锤将内外套管及注浆管同时沉入土体；至离标高约50cm时减小偏心力矩降低钢管下沉速度，当套管下沉至标高后关停振动锤；同时向注浆管注入清水进行清孔。