一種振動沉管碎石注漿樁施工方法
2023-12-10 21:10:22 1
專利名稱：一種振動沉管碎石注漿樁施工方法
技術領域：
本發明屬於建築施工技術領域，具體涉及建築地基與基礎施工領域，公開了一種振動 沉管碎石注漿樁施工方法，是一種集地基處理和深基礎施工工藝於一體的新工法。
背景技術：
目前工程領域中與本發明相近的工法有3種，其一為鑽孔樹根樁，其二為碎石樁，其
三為振動沉管灌注樁，現分述如下
1、 鑽孔樹根樁
該工法是用鑽機在土層中鑽孔，採用泥漿護壁、成孔後在孔中下放鋼筋籠並在鋼筋籠 中間下放一根注漿管，然後填滿碎石，並用清水進行清孔衝洗至孔口反出清水時，通過注 漿管向碎石中注水泥漿，將清水置換出來後，凝固成樁。該種工法存在其自身無法克服的 缺陷①由於鑽進時採用泥漿護壁，將產生大量泥漿，易造成場地汙染；②鑽孔效率低下； ③碎石下入泥漿中時，碎石表面形成了極薄的一層泥膜，清水無法衝洗掉，造成碎石與水 泥漿握裹不緊密，致使樁身強度降低，通常情況下，樹根樁的樁身強度均低於C20強度等 級。
2、 碎石樁
該工法利用振動頭將碎石振動擠入軟土地層中，利用擠密作用和置換作用加固土體， 但僅能形成複合地基而不能形成樁基礎。
3、 振動沉管灌注樁
該工法將樁管振動沉設至設計標高后，在管內下放鋼筋籠，灌注混凝土，然後拔管成 樁，但是該工法存在如下缺陷
(1) 由於樁管的擠土作用，在軟土地層中會形成超孔隙水壓力，超孔隙水壓力將沿 樁周邊已施工的尚未凝固的樁身擴散，造成地下水沿樁身冒出地面，致使樁身混凝土離析， 影響樁身質量，甚至使樁報廢。
(2) 在稍硬的土層中，雖然超孔隙水壓力不會對已施工的樁身造成影響，但是由於 土層中的水沒有通道排出地面，使土體不能排水固結，不能提高土層的承載力。
綜上所述，本發明將軟弱土層加固與樁基礎施工合二為一，完全克服了目前流行工法 的諸多缺陷，是一種施工迅速、質量可靠、造價低廉、性價比高的好方法
發明內容
本發明的目的是提供一種振動沉管碎石注漿樁施工方法，是一種集地基處理和深基礎 施工工藝於一體的新工法，本發明利用擠土樁對土層的擠密原理，振動沉管成樁的振密原 理及土的排水固結原理，使鬆散的砂土層得以密實，使飽和軟粘土的含水量降低，從而使 軟弱地基土得以加固，並且利用成樁後的混凝土樁作為深基礎向土層深部傳遞荷載，充分 利用樁的側壁摩阻力，進而利用加固後的地基土作為板基的持力層，樁基承臺作為板形基 礎，使樁基與板基共同作用，共同承擔上部結構的荷載。根據測算，板基和樁基的荷載比 可達3: 7 7: 3;本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法綜合了沉管樁的振動沉管成 樁，砂石樁擠密排水固結和樹根樁的高壓注漿成樁工藝。本發明解決了現有技術地基處理 和深基礎施工不能兼顧的問題，彌補了現有技術的不足。
作為優選的技術方案
本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法，包括以下步驟
(1) 振動沉管按照預先放定的樁位，用振動沉管打樁機將樁管振動沉管到預定的深 度即設計樁底標高；
(2) 放鋼筋籠和注漿管在樁管中下放鋼筋籠，並在鋼筋籠中心固定一根或多根鋼管 或PVC塑料管作為注槳管；注漿管長度略長於設計樁長，注漿管下端安裝單向閥，保證管 底不堵塞，注漿管上口略高於地面，便於灌漿；
(3) 灌碎石在樁管中灌滿碎石，要求碎石質量符合國家建築用砼碎石標準；如設計 對樁身強度要求不高時，也可以用廢舊的混凝土碎塊、水泥砂漿碎塊和碎磚塊等建築垃圾 代替碎石；碎石粒徑20 100mm;
(4) 振動拔管成樁邊振動邊拔管成擠土碎石樁；振動拔管成樁過程中應進行空中加
料，保證樁頂高於設計標高0.5m左右，並且控制拔管速度0.5m 1.0m/min，保證碎石密 實度和樁徑；
(5) 挖排水溝碎石樁施工完畢後，在樁邊挖一條排水明溝，以保證及時排出碎石樁 內湧出的地下水；
(6) 注漿成樁碎石樁施工5 7天後，由於擠土作用而產生的超孔隙水壓力基本釋
放完畢，孔內不再有地下水冒出時，使用壓密注槳泵從預留的注漿管中壓注水泥漿，形成
混凝土樁；水泥漿使用普矽水泥拌制，水灰比0.5左右，比重1.75左右；壓注時水泥漿自 注漿管底口冒出，槳體比重大、粘度大，可將碎石間隙的水向上排出；待水排完畢，樁頂 有新鮮水泥漿冒出後，混凝土樁施工完畢。
本發明還提供了一種無筋樁的振動沉管碎石注漿樁施工方法，包括以下步驟
5(1) 振動沉管按照預先放定的樁位，用振動沉管打樁機將樁管振動沉管到預定的深 度即設計樁底標高；
(2) 放注漿管在樁管中間吊放一根或多根鋼管或PVC塑料管作為注槳管，注漿管長 度略長於設計樁長。注漿管下端安裝單向閥，保證管底不堵塞，注漿管上口略高於地面， 便於灌漿；
(3) 灌碎石在樁管中灌滿碎石，要求碎石質量符合國家建築用砼碎石標準；如設計 對樁身強度要求不高時，也可以用廢舊的混凝土碎塊、水泥砂漿碎塊和碎磚塊等建築垃圾 代替碎石；碎石粒徑20 100mm;
(4) 振動拔管成樁邊振動邊拔管成擠土碎石樁；振動拔管成樁過程中應進行空中加 料，保證樁頂高於設計標高0.5m左右，並且控制拔管速度0.5m 1.0m/min，保證碎石密 實度和樁徑；
(5) 挖排水溝碎石樁施工完畢後，在樁邊挖一條排水明溝，以保證及時排出碎石樁 內湧出的地下水；
(6) 注漿成樁碎石樁施工5 7天後，由於擠土作用而產生的超孔隙水壓力基本釋
放完畢，孔內不再有地下水冒出時，使用壓密注漿泵從預留的注槳管中壓注水泥漿，形成
混凝土樁；水泥漿使用普矽水泥拌制，水灰比0.5左右，比重1.75左右；壓注時水泥漿自 注槳管底口冒出，漿體比重大、粘度大，可將碎石間隙的水向上排出。待水排完畢，樁頂 有新鮮水泥漿冒出後，混凝土樁施工完畢。
本發明的有益效果是
1、 本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法由於在成樁過程中樁管沉入土中，將樁 管處的土擠向四周，其擠密影響範圍可達3 4倍樁徑，具有明顯的擠密作用，特別是對 於飽和軟粘土地層其擠密作用對土層的加固效果更加明顯。
2、 由於採用振動沉管樁基進行成樁，其振動頻率高達1000次/分以上，對鬆散的無 粘性土及液化的砂土層振密作用十分明顯，振密影響範圍可達5 6倍樁徑。
3、 碎石樁成樁後，樁身的碎石間隙是水的良好通道，土層受到擠密後，超孔隙水壓力 將向碎石間隙中釋放，亦即孔隙水進入碎石間隙。當碎石間隙被水充滿，且土的孔隙水壓 力大於水的靜壓力時地下水即沿碎石樁排出地面。土層中的孔隙水失去后土層的含水量降 低，孔隙比減小，土體被固結，土層變得密實，其承載力將提高50% 100%。
4、 碎石樁成樁後，雖然土層的強度得以提高，但碎石樁的強度較低，受基礎壓力後容
6易產生膨脹變形而破壞。其有效負荷的樁長僅可達3 4倍樁徑，碎石樁與土層組成的復 合地基的樁土應力比僅為2.2 4.1，樁基性能難以發揮，經濟效益較差。但是，當在碎石 樁中注滿水泥漿並且凝固以後，碎石樁即轉變為混凝土樁，樁身強度大為提高，可達C30 強度等級。上部荷載可沿樁身向土層深部傳遞，有效地利用土體對樁身的摩阻力，使樁土 的應力比n達到24.3 29.4。
綜上所述，該工發克服了傳統工法中的壓密注漿法僅能擠密土層而不能排水固結的缺 點，也克服了塑料排水板僅能排水固結而不能擠密土層的缺點，並克服了砂井堆載預壓法 設備材料運輸量大、施工周期長的缺點。同時還克服了傳統混凝土樁施工工效低，鑽孔泥 漿汙染環境，不能提高天然地基土的承載力，造價偏高等缺點，並且可採用群樁加板式基 礎用於高層建築，具有比較明顯的技術優勢及經濟優勢。
圖1是本發明的一種振動沉管碎石注槳樁施工方法的振動沉管示意圖 圖2是本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法的放鋼筋籠和注漿管示意圖 圖3是本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法的灌碎石示意圖 圖4是本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法的振動拔管成樁示意圖 圖5是本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法的注漿成樁示意圖 其中l是振動器 2是樁管 3是鋼筋籠 4是注漿管
5是碎石 6是活瓣樁尖 7是水泥漿 8是排水溝
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明 而不甩於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術 人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限 定的範圍。
本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法，包括以下步驟
(1) 振動沉管按照預先放定的樁位，用振動沉管打樁機將樁管振動沉管到預定的深 度即設計樁底標高；
(2) 放鋼筋籠和注漿管在樁管中下放鋼筋籠，並在鋼筋籠中心固定一根或多根鋼管 或PVC塑料管作為注漿管；注漿管長度略長於設計樁長，注漿管下端安裝單向閥，保證管 底不堵塞，注漿管上口略高於地面，便於灌漿；(3) 灌碎石在樁管中灌滿碎石，要求碎石質量符合國家建築用砼碎石標準；如設計 對樁身強度要求不高時，也可以用廢舊的混凝土碎塊、水泥砂漿碎塊和碎磚塊等建築垃圾 代替碎石；碎石粒徑20 100mm;
(4) 振動拔管成樁邊振動邊拔管成擠土碎石樁；振動拔管成樁過程中應進行空中加 料，保證樁頂高於設計標高0.5m左右，並且控制拔管速度0.5m 1.0m/min，保證碎石密 實度和樁徑；
(5) 挖排水溝碎石樁施工完畢後，在樁邊挖一條排水明溝，以保證及時排出碎石樁 內湧出的地下水；
(6) 注漿成樁碎石樁施工5 7天後，由於擠土作用而產生的超孔隙水壓力基本釋 放完畢，孔內不再有地下水冒出時，使用壓密注漿泵從預留的注漿管中壓注水泥漿，形成 混凝土樁；水泥漿使用普矽水泥拌制，水灰比0.5左右，比重1.75左右；壓注時水泥漿自 注漿管底口冒出，漿體比重大、粘度大，可將碎石間隙的水向上排出；待水排完畢，樁頂 有新鮮水泥漿冒出後，混凝土樁施工完畢。
本發明還提供了一種無筋樁的振動沉管碎石注漿樁施工方法，包括以下步驟
(1) 振動沉管按照預先放定的樁位，用振動沉管打樁機將樁管振動沉管到預定的深 度即設計樁底標高；
(2) 放注槳管在樁管中間吊放一根或多根鋼管或PVC塑料管作為注漿管，注漿管長 度略長於設計樁長。注漿管下端安裝單向閥，保證管底不堵塞，注漿管上口略高於地面， 便於灌漿；
(3) 灌碎石在樁管中灌滿碎石，要求碎石質量符合國家建築用砼碎石標準；如設計 對樁身強度要求不高時，也可以用廢舊的混凝土碎塊、水泥砂漿碎塊和碎磚塊等建築垃圾 代替碎石；碎石粒徑20 100mm;
(4) 振動拔管成樁邊振動邊拔管成擠土碎石樁；振動拔管成樁過程中應進行空中加 料，保證樁頂高於設計標高0.5m左右，並且控制拔管速度0.5m 1.0m/min，保證碎石密 實度和樁徑；
(5) 挖排水溝碎石樁施工完畢後，在樁邊挖一條排水明溝，以保證及時排出碎石樁 內湧出的地下水；
(6) 注漿成樁碎石樁施工5 7天後，由於擠土作用而產生的超孔隙水壓力基本釋 放完畢，孔內不再有地下水冒出時，使用壓密注漿泵從預留的注漿管中壓注水泥漿，形成 混凝土樁；水泥漿使用普矽水泥拌制，水灰比0.5左右，比重1.75左右；壓注時水泥漿自注槳管底口冒出，漿體比重大、粘度大，可將碎石間隙的水向上排出。待水排完畢，樁頂 有新鮮水泥漿冒出後，混凝土樁施工完畢。
本發明提供一種振動沉管碎石注漿樁施工方法，是一種集地基處理和深基礎施工工藝 於一體的新工法，本發明利用擠土樁對土層的擠密原理，振動沉管成樁的振密原理及土的 排水固結原理，使鬆散的砂土層得以密實，使飽和軟粘土的含水量降低，從而使軟弱地基 土得以加固，並且利用成樁後的混凝土樁作為深基礎向土層深部傳遞荷載，充分利用樁的 側壁摩阻力，進而利用加固後的地基土作為板基的持力層，樁基承臺作為板形基礎，使樁 基與板基共同作用，共同承擔上部結構的荷載。根據測算，板基和樁基的荷載比可達3: 7 7: 3;本發明的一種振動沉管碎石注漿樁施工方法綜合了沉管樁的振動沉管成樁，砂石樁 擠密排水固結和樹根樁的高壓注漿成樁工藝。本發明解決了現有技術地基處理和深基礎施 工不能兼顧的問題，彌補了現有技術的不足。
權利要求
1. 一種振動沉管碎石注漿樁施工方法，其特徵是包括以下步驟(1)振動沉管按照預先放定的樁位，用振動沉管打樁機將樁管振動沉管到預定的深度即設計樁底標高；(2)放鋼筋籠和注漿管在樁管中下放鋼筋籠，並在鋼筋籠中心固定一根或多根鋼管或PVC塑料管作為注漿管；注漿管長度略長於設計樁長，注漿管下端安裝單向閥，保證管底不堵塞，注漿管上口略高於地面，便於灌漿；(3)灌碎石在樁管中灌滿碎石，要求碎石質量符合國家建築用砼碎石標準；如設計對樁身強度要求不高時，也可以用廢舊的混凝土碎塊、水泥砂漿碎塊和碎磚塊等建築垃圾代替碎石；碎石粒徑20～100mm；(4)振動拔管成樁邊振動邊拔管成擠土碎石樁；振動拔管成樁過程中應進行空中加料，保證樁頂高於設計標高0.5m左右，並且控制拔管速度0.5m～1.0m/min，保證碎石密實度和樁徑；(5)挖排水溝碎石樁施工完畢後，在樁邊挖一條排水明溝，以保證及時排出碎石樁內湧出的地下水；(6)注漿成樁碎石樁施工5～7天後，由於擠土作用而產生的超孔隙水壓力基本釋放完畢，孔內不再有地下水冒出時，使用壓密注漿泵從預留的注漿管中壓注水泥漿，形成混凝土樁；壓注時水泥漿自注漿管底口冒出，漿體比重大、粘度大，可將碎石間隙的水向上排出；待水排完畢，樁頂有新鮮水泥漿冒出後，混凝土樁施工完畢。
2. —種振動沉管碎石注漿樁施工方法，其特徵是包括以下步驟(1) 振動沉管按照預先放定的樁位，用振動沉管打樁機將樁管振動沉管到預定的深度 即設計樁底標高；(2) 放注漿管在樁管中間吊放一根或多根鋼管或PVC塑料管作為注漿管，注漿管長度 略長於設計樁長。注漿管下端安裝單向閥，保證管底不堵塞，注漿管上口略高於地面， 便於灌漿；(3) 灌碎石在樁管中灌滿碎石，要求碎石質量符合國家建築用砼碎石標準；如設計對 樁身強度要求不高時，也可以用廢舊的混凝土碎塊、水泥砂漿碎塊和碎磚塊等建築垃 圾代替碎石；碎石粒徑20 100mm;(4) 振動拔管成樁邊振動邊拔管成擠土碎石樁；振動拔管成樁過程中應進行空中加料，保證樁頂高於設計標高0.5m左右，並且控制拔管速度0.5m 1.0m/min，保證碎石密 實度和樁徑；(5) 挖排水溝碎石樁施工完畢後，在樁邊挖一條排水明溝，以保證及時排出碎石樁內 湧出的地下水；(6) 注漿成樁碎石樁施工5 7天後，由於擠土作用而產生的超孔隙水壓力基本釋放完 畢，孔內不再有地下水冒出時，使用壓密注漿泵從預留的注漿管中壓注水泥槳，形成 混凝土樁；壓注時水泥漿自注漿管底口冒出，眾體比重大、粘度大，可將碎石間隙的 水向上排出。待水排完畢，樁頂有新鮮水泥漿冒出後，混凝土樁施工完畢。
全文摘要
本發明涉及一種振動沉管碎石注漿樁施工方法，是一種集地基處理和深基礎施工工藝於一體的新工法，包括以下步驟(1)振動沉管；(2)放鋼筋籠和注漿管；(3)灌碎石；(4)振動拔管成樁；(5)挖排水溝；(6)注漿成樁。本發明解決了現有技術地基處理和深基礎施工不能兼顧的問題，彌補了現有技術的不足。
文檔編號E02D5/46GK101487254SQ20091004618
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月13日 優先權日2009年2月13日
發明者勇 萬, 郝東明 申請人:郝東明