一种复合桩基的施工方法与流程

本发明涉及一种复合桩基的施工方法，具体是一种在淤泥环境中进行复合桩基的施工方法。

背景技术：

目前，在沿海沿江沿湖的淤泥质土环境中进行桩基础施工时，多利用水泥土搅拌成桩法施工。水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。

水泥加固土的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它与混凝土硬化机理不同，由于水泥掺量少，水泥是在具有一定活性介质--土的围绕下进行反应，硬化速度较慢，且作用复杂，水泥水解和水化生成各种水化合物后，有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应，使水泥土体强度大大提高。

目前，水泥土搅拌桩惯常的施工方法包括粉喷法和深层搅拌法。粉喷法是指利用打桩机具将干粉状的硬化剂(如水泥、石灰、粉煤灰等)均匀的搅入成桩范围内的土体中，使土体硬化形成桩身；深层搅拌法常用于加固饱和软粘土地基，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过搅拌机械就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。

但是，由于水泥土材料本身的原因，其承载能力受到一定的限制，而且其耐久性也不及其它桩型，施工时强度满足要求，但是随着时间推移，尤其受到桩周围海水中硫酸根离子、镁离子和钙离子等的影响，其强度会随着时间大打折扣，给桩基上的工程带来隐患。

而利用传统的管桩作为淤泥土质建筑工程的桩基，由于桩周土体强度有限，不能给管桩带来良好的握裹和保护；并且由于沿海、沿河、沿湖的表层会有一些杂填土，强度较高，容易给管桩沉桩时造成伤害，使得管桩的施工质量不容易保证。

为克服上述缺陷，本发明设计一种复合桩基的施工方法，其外周施工水泥土，在其内部做管桩桩芯。该施工方法成的桩不仅能够综合两种桩型的抗压能力，而且还能够保证水泥土桩的耐久性和管桩的施工质量。

技术实现要素：

一种复合桩基的施工方法，包括如下步骤：(1)利用旋喷钻机施工水泥土搅拌桩，根据土质情况选择喷射水泥粉或水泥浆；(2)利用钢护筒对水泥土搅拌桩中心位置挤扩形成管桩桩孔；(3)将带有环形钢桩尖的管桩利用设置于其内部的沉桩套管静压或锤击沉入到桩孔中并达到设计位置；(4)拔出沉桩套管后成桩。

成桩后，在管桩侧的水泥土搅拌桩内设置硬质工程塑料厚壁注浆管，并将其引至基坑之外。注浆管距离水泥土搅拌桩的外侧面2－5cm。在基坑周边的桩的注浆管中设置有用绝缘纸包裹的裸露导线，导线与监控仪器连接，当绝缘纸因地下水浸泡而脱落后，裸露导线的两个端头被水导通，通过监控仪器的变化可以得知水泥土搅拌桩发生了破坏。

步骤(3)中的沉桩套管为钢制，其端部顶在钢桩尖的内沿上，其顶部设有静压面或击打面。管桩在地下水位线部位进行加厚处理。钢桩尖的重量不小于管桩桩身的八分之一。此种设置可以防止管桩被打爆，保证管桩的使用寿命，同时保证管桩施工过程中的垂直度。

按照本发明的方法施工的桩基础可靠性高，对周围环境影响小。同时针对在滨海环境下，水泥土搅拌桩容易在海水作用下失去耐久性，在桩基设计中加入了检测设备和补强设备，有效的改善了桩基的耐久性。

附图说明

图1是本申请施工方法成桩后的侧视图；

图2是管桩施工过程中的侧视图。

1-沉桩套管，2-管桩，3-钢桩尖，4-注浆管，5-绝缘纸，6-导线，7-监控仪器。

具体实施方式

某工程场区地面高程为125～2170mm,场地地貌在上世纪90年代初以前为潮间带,后经人工筑堤填海而成,现今地貌类型为滨海平原。该场区地层在勘探深度范围内自上而下共分4个大层。

第1层:素填土,层厚1100～7180mm。杂色,松散,主要由碎石、块石、砂等塘碴和建筑垃圾组成,碎石粒径多为5～40cm,少数大于100cm,级配不良,极不均匀,分选差,颗粒间由砂土充填。性质不均,结构松散,土层离散性较大,具各向异性,层厚变化大。

第2层:粉质粘土夹层,层厚170mm。灰黄色,湿,软塑,含砂。干强度中等,中等韧性,摇振反应无,稍有光泽。

第3层:淤泥质粉质粘土、淤泥,层厚9110～23150mm。灰色,饱和,流塑,干强度高,韧性硬,土面光滑稍有光泽,摇振反应慢,含有机质及腐殖质,味臭,层中有粉细砂薄层分布。力学性质差,具有高含水量、高压缩性、高灵敏度、低强度的特点。

第4层:粉质粘土,层厚5160～9100m。灰黄色,可塑,稍湿,干强度中等,中等韧性,稍有光泽,局部段含砂砾。为中等压缩性土,全场大部分分布。

根据现场勘探情况,在钻孔处测量静止水位。浅层地下水主要为赋存于素填土或淤泥质粉质粘土、淤泥中的潜水,受大气降水竖向入渗及地表水体下渗补给,径流缓慢,以蒸发方式排泄和向邻近区域侧向径流排泄。本次勘察期间测得稳定水位在160～1160mm之间,地下水年变化幅度为15～115mm。

根据以上地质情况，设计管桩长度为15－30米，桩径600mm，水泥土桩为12－25米，桩径1000mm。首先利用旋喷钻机施工水泥土搅拌桩，向土体内喷射水泥粉并酌情添加粉煤灰；然后利用钢护筒对水泥土搅拌桩中心位置挤扩形成管桩桩孔；将带有环形钢桩尖的管桩利用设置于其内部的沉桩套管静压或锤击沉入到桩孔中并达到设计位置；拔出沉桩套管后成桩。最后在基坑周边的管桩侧的水泥土搅拌桩内设置硬质工程塑料厚壁注浆管，并将其引至基坑之外。注浆管距离水泥土搅拌桩的外侧面3cm。在注浆管中设置有用绝缘纸包裹的裸露导线，导线与监控仪器连接，当绝缘纸因地下水浸泡而脱落后，裸露导线的两个端头被水导通，通过监控仪器的变化可以得知水泥土搅拌桩发生了破坏。