灰土擠密樁與cfg剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置製造方法
2024-03-29 06:12:05
灰土擠密樁與cfg剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，包括設於待處理溼陷性黃土區域內的多個灰土擠密樁，灰土擠密樁的樁身內設有CFG剛性樁，灰土擠密樁的樁徑大於CFG剛性樁的樁徑。首先，對待處理溼陷性黃土區域地基進行預處理；然後按設計位置布置灰土擠密樁樁位，採用沉管樁機成孔至設計深度，孔內填灰土填料，用柱錘分層衝夯成灰土擠密樁；之後在所述灰土擠密樁的樁身內通過長螺旋鑽機鑽孔至CFG剛性樁的設計深度，在孔內灌注混凝土成CFG剛性樁。能顯著提高溼陷性黃土地基處理質量、保證工程安全、大幅度降低工程投資，設計合理、結構簡單、安全可靠、適應性強。
【專利說明】灰土擠密粧與CFG剛性粧聯合處理溼陷性黃土的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種地基的加固處理技術，尤其涉及一種灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置。
【背景技術】
[0002]黃土作為一種常見地質在我國、特別是西北地區廣泛存在。黃土溼陷性是指在黃土一定壓力(包括土自重壓力和外壓力)作用下，受水浸溼後結構迅速破壞而發生的顯著下沉現象，具有溼陷性的黃土稱為溼陷性黃土，溼陷性黃土可分為自重溼陷性黃土和非自重溼陷性黃土。在溼陷性黃土地基上進行建設時，必須考慮因溼陷引起附加沉降對工程可能造成的危害，所以在進行工程施工前，應選擇合適的地基處理方法，消除地基的溼陷所造成的危害。
[0003]現有技術中，較深的溼陷性黃土地基處理一般採用強夯、碎石樁擠密、夯(衝)擴樁等傳統的地基處理方法，這些方法可顯著消除溼陷性、提高黃土承載力，對於大面積地基處理有著較強的適應性，但是對於局部區域的高承載力、低沉降的加固要求適應性不強，如何在局部小面積區域，既能消除黃土溼陷性又能提供高承載力的且經濟性強的地基是一些設計中需要解決的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種能顯著提高溼陷性黃土地基處理質量、保證工程安全、大幅度降低工程投資的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置。
[0005]本實用新型的技術方案是通過以下技術方案實現的:
[0006]本實用新型的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，包括設於待處理溼陷性黃土區域內的多個灰土擠密樁，所述灰土擠密樁的樁身內設有CFG剛性樁，所述灰土擠密樁的樁徑大於所述CFG剛性樁的樁徑。
[0007]由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，利用灰土和溼陷性黃土混合產生系列物理化學反應，改變黃土的顆粒組成，降低黃土的塑性指數，使擠密樁有較高強度同時降低周邊黃土的溼陷性，使擠密樁和周邊黃土成為一個較為穩定、基本消除溼陷性的土體，為後植入的CFG剛性樁提供良好樁周、樁底環境；CFG剛性樁置於已成的擠密樁樁身內，樁周樁底均無溼陷性黃土環境，穩定性好，CFG作為小直徑剛性樁使用，可充分利用CFG剛性樁樁體剛性和承載力，周邊擠密樁在提供無溼陷性黃土樁周樁底地基環境同時可作為安全冗餘，可以按設計對承載力要求布置CFG剛性樁位置和數量，而不限定擠密樁大面積地基處理。
[0008]從應用實例來看，本實用新型結構簡單、設計合理，既充分發揮了傳統溼陷性黃土地基處理方法的優勢，又充分利用了 CFG剛性樁作為剛性樁高承載力的特性，結構輕巧，整體工程量小、工程周期短且適應範圍廣。本實用新型設計合理、結構簡單、安全可靠、適應性強。【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的具體實施例的工藝流程圖；
[0010]圖2為本實用新型的具體實施例中灰土擠密樁的布置示意圖；
[0011]圖3為本實用新型的具體實施例中灰土擠密樁與CFG剛性樁相對位置平面示意圖；
[0012]圖4為本實用新型的具體實施例中擠密樁與CFG剛性樁相對位置立面示意圖；
[0013]圖5為圖4的A-A剖面結構示意圖；
[0014]圖6為本實用新型的具體實施例中CFG剛性樁樁身上部鋼筋籠布置示意圖。
[0015]圖中:
[0016]1-灰土擠密樁；2_CFG剛性樁；3_溼陷性黃土 ；4_鋼筋籠。
【具體實施方式】
[0017]下面將對本實用新型實施例作進一步地詳細描述。
[0018]本實用新型的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，其較佳的【具體實施方式】是:
[0019]包括設於待處理溼陷性黃土區域內的多個灰土擠密樁，所述灰土擠密樁的樁身內設有CFG剛性樁，所述灰土擠密樁的樁徑大於所述CFG剛性樁的樁徑。
[0020]所述灰土擠密樁由灰土填料製成，所述CFG剛性樁由混凝土製成。
[0021]所述CFG剛性樁的上部樁身設有鋼筋網。
[0022]所述灰土擠密樁的樁間距大於或等於3倍的CFG剛性樁的樁徑。
[0023]所述灰土擠密樁的樁底為所述溼陷性黃土的底部，所述CFG剛性樁的樁底與所述擠密樁的樁底平齊或高於所述灰土擠密樁的樁底，所述溼陷性黃土的深度小於或等於20米。
[0024]所述CFG剛性樁的樁頂與後期施工的置於其上的結構物通過澆築混凝土連接為一個整體。
[0025]本實用新型實現灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的方法，包括步驟:
[0026]A、對待處理溼陷性黃土區域地基進行預處理；
[0027]B、按設計位置布置灰土擠密樁樁位，採用沉管樁機成孔至設計深度，孔內填灰土填料，用柱錘分層衝夯成灰土擠密樁；
[0028]C、在所述灰土擠密樁的樁身內通過長螺旋鑽機鑽孔至CFG剛性樁的設計深度，在孔內灌注混凝土成CFG剛性樁。
[0029]所述步驟A包括:清理整平、衝擊碾壓；
[0030]所述步驟B包括:布置灰土擠密樁樁位、沉管樁機具就位、鑽孔、鑽孔檢測、填料製作、孔內填料、柱錘分層衝夯、施工機具移出、灰土擠密樁成樁檢測；
[0031]所述步驟C包括:長螺旋鑽機就位、鑽孔、混凝土製作、鑽杆內灌注混凝土、灌注孔底混凝土、變送泵邊提鑽杆邊灌注樁、成樁、長螺旋鑽機移出、CFG剛性樁成樁檢測。
[0032]所述衝擊碾壓處理後的溼陷性黃土地基承載力為100?120kpa。[0033]所述灰土填料中含有不超過8%的水泥，所述擠密樁承載力小於或等於300kpa。
[0034]具體實施例:
[0035]如圖1?圖6所示:
[0036]包括如下步驟:步驟一，對待處理溼陷性黃土 I區域地基清理整平和衝擊碾壓；步驟二，按設計位置布置灰土擠密樁2樁位，採用沉管樁機成孔至設計深度，孔內填料，柱錘分層衝夯成擠密樁；步驟三，擠密樁2上布置長螺旋鑽機，在擠密樁樁身內鑽孔至CFG剛性樁3設計深度，成孔後灌注混合料成CFG剛性樁3。
[0037]步驟一包括清理整平、衝擊碾壓預處理等子步驟；步驟二包括布置擠密樁樁位、擠密樁機具就位、鑽孔、鑽孔檢測、填料製作和孔內填料、柱錘分層衝夯、施工機具移出、擠密樁成樁檢測等子步驟；步驟三包括長螺旋鑽機就位、鑽孔、混凝土製作、鑽杆內灌注混凝土、灌注孔底混凝土、變送泵邊提鑽杆邊灌注樁、成樁、長螺旋鑽機移出、CFG剛性樁成樁檢測等子步驟。
[0038]灰土擠密樁樁間距受CFG剛性樁設計間距控制，按大於3倍的CFG設計樁徑(0.4m)l.2m考慮設計；灰土擠密樁設計成樁樁徑0.65m,大於成樁的CFG剛性樁徑0.4m ;灰土擠密樁樁底為溼陷性黃土底部，深度為15m。
[0039]擠密樁填料配合比和柱錘衝夯數據根據試驗確定，填料中水泥採用P.042.5，含量為6%左右，成樁後擠密樁承載力為250kpa。
[0040]後期形成的CFG剛性樁植於先期形成的擠密樁樁身內。CFG剛性樁作為剛性小直徑樁設計使用，CFG剛性樁樁頂與後期施工的置於其基礎通過澆築混凝土連接為一個整體。CFG剛性樁混合料為C20混凝土，CFG剛性樁上部樁身安裝鋼筋籠。根據承載力要求，設計CFG剛性樁樁長12m。
[0041]應用本實用新型的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土方法，可以顯著提高溼陷性黃土地基處理質量，保證工程安全，大幅度降低工程投資，從而提高技術經濟性，其設計原理是:
[0042]首先利用灰土擠密樁擠密樁間土，利用石灰和溼陷性黃土混合產生系列物理化學反應，改變黃土的顆粒組成，降低黃土的塑性指數，使擠密樁有較高強度同時降低周邊黃土的溼陷性，使擠密樁和周邊黃土成為一個較為穩定、基本消除溼陷性的土體，為後植入的CFG剛性樁提供良好樁周、樁底環境。CFG剛性樁置於已成的擠密樁樁身內，樁周樁底均無溼陷性黃土環境，穩定性好，CFG作為小直徑剛性樁使用，可充分利用CFG剛性樁樁體剛性和承載力，周邊擠密樁在提供無溼陷性黃土樁周樁底地基環境同時可作為安全冗餘，可以按設計對承載力要求布置CFG剛性樁位置和數量，而不限定擠密樁大面積地基處理。
[0043]具體實例中，制板臺座下地基為溼陷性黃土，承載力85kPa，首先開挖到制板臺座底標高位置，然後對原地基土進行清理整平和衝擊碾壓，確保處理後的溼陷性黃土地基承載力不小於lOOkpa。然後採用直徑650mm灰土擠密樁對溼陷性黃土進行處理,樁間距為
1.2m，樁長根據實際溼陷性黃土厚度確定，且不小於15m，樁端需穿過溼陷性黃土層，地基處理後承載力不小於300kpa，反力牆外側布置2列灰土擠密樁。然後在基礎範圍內的灰土擠密樁中設置400mmCFG剛性樁，樁頭伸入制板臺座基礎不小於50mm，CFG剛性樁長不小於12m,在樁頭位置插入10根Φ 16鋼筋，插入深度不小於7m，地基處理滿足兩種工況下制板臺座對地基的承載力和沉降要求。制板臺座地基板為素混凝土結構，厚度為300_，平面尺寸為75mX7.2m。地基板兩側布置兩道反力牆，反力牆為鋼筋混凝土結構，反力牆下僅布置一列CFG剛性樁基礎。
[0044]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型披露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，其特徵在於，包括設於待處理溼陷性黃土區域內的多個灰土擠密樁，所述灰土擠密樁的樁身內設有CFG剛性樁，所述灰土擠密樁的樁徑大於所述CFG剛性樁的樁徑。
2.根據權利要求1所述的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，其特徵在於，所述灰土擠密樁由灰土填料製成，所述CFG剛性樁由混凝土製成。
3.根據權利要求2所述的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，其特徵在於，所述CFG剛性樁的上部樁身設有鋼筋網。
4.根據權利要求3所述的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，其特徵在於，所述灰土擠密樁的樁間距大於或等於3倍的CFG剛性樁的樁徑。
5.根據權利要求4所述的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，其特徵在於，所述灰土擠密樁的樁底為所述溼陷性黃土的底部，所述CFG剛性樁的樁底與所述擠密樁的樁底平齊或高於所述灰土擠密樁的樁底，所述溼陷性黃土的深度小於或等於20米。
6.根據權利要求5所述的灰土擠密樁與CFG剛性樁聯合處理溼陷性黃土的裝置，其特徵在於，所述CFG剛性樁的樁頂與後期施工的置於其上的結構物通過澆築混凝土連接為一個整體。
【文檔編號】E02D27/34GK203755332SQ201420111961
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】張立青, 李聞, 徐惠純, 陳卓, 羅九林, 楊永強 申請人:中鐵第五勘察設計院集團有限公司