一种桩间土连续加固群桩体系及其施工方法与流程

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种桩间土连续加固群桩体系及其施工方法。

背景技术：

作为一种最为常见的深基础型式，桩的作用是将上部结构所承受的各种荷载传递到地基土深部，以满足建（构）筑物对承载力的要求。当上部结构柱轴力较大，单桩单柱不能满足承载力要求时，常常设计2根及以上基桩共同承担上部单柱的荷载，由2根及以上基桩和桩顶连接的承台共同组成群桩基础。承台是柱与桩之间荷载传递的过渡构件。

当第四纪地层厚度较大，特别是深厚冲积平原地区，地基土为巨厚软弱土层时，为获得较高的承载力，需要设计很大的桩长。桩长的增加必然导致成本增加、施工难度加大和桩身变形增加，特别是桥梁的锚碇、风电、石油平台等高或超高承载力要求的基础，该矛盾更为突出。

为解决上述问题，岩土工作者开发出了多种桩间土加固技术。其中最为典型的是灌注桩后注浆技术。灌注桩后注浆技术是指在灌注桩成桩后一定时间，通过预设在桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体（包括沉渣和泥皮）得到加固，从而提高单桩承载力，减小沉降。在优化工艺参数的条件下，可使单桩承载力提高40%-120%，桩基沉降减小30%左右。

现有桩间土加固技术主要通过加固桩周土的方式提高单桩承载力来提高群桩的承载力。然而，该技术虽然可行，但是桩间土能够提供的桩侧阻力存在瓶颈，承载力提高幅度有限，且施工工艺复杂，成本较高。

技术实现要素：

本发明提供一种桩间土连续加固群桩体系及其施工方法，所述体系改变了目前通过提高单桩承载力来提高群桩承载力的设计思路，采用地基处理技术对目标层桩间土进行连续加固，加固后的目标层桩间土在水平方向形成一个连续的高强度整体，为群桩提供了良好的人工持力层。

本发明提供一种桩间土连续加固群桩体系，包括：2根及以上基桩、承台、目标层桩间土和非目标层桩间土；基桩上端嵌入承台一定长度并与承台固定连接，其余部分埋置在桩间土层中。

如上所述的桩间土连续加固群桩体系，采用地基处理的方法加固目标层桩间土，加固后的目标层桩间土在水平方向形成一个连续的高强度整体，将所有群桩在目标层处连在一起。

如上所述的地基处理的方法为强夯法、强夯置换法、振冲法、砂石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、灰土或土挤密法等地基处理方法的1种或上述地基处理方法的2种或2种以上的组合。

如上所述的目标层桩间土，所述目标层为能够以最低造价最大限度提高强度的土层，且目标层加固后能够满足群桩承载力和沉降的设计要求。

如上所述的目标层桩间土，所述目标层深度、厚度及水平范围根据设计需要确定，必要时可以对群桩的桩间土全部加固。

如上所述的桩间土连续加固群桩体系，所述基桩为混凝土桩、钢桩、或其他刚性桩。

如上所述的桩间土连续加固群桩体系，所述基桩在抗拔工程中可以为锚杆。

本发明还提供一种桩间土连续加固群桩体系施工方法，采用如上所述的桩间土连续加固群桩体系。所述施工方法的工艺流程包括目标层先加固法和目标层后加固法。

如上所述的目标层先加固法，其工艺流程包括：场区岩土工程勘察、基桩和目标层加固参数设计、目标层加固、加固效果检测、基桩施工、基桩监测、承台施工、验收。具体步骤包括：

1）场区岩土工程勘察；

2）基桩和目标层加固参数设计；

3）目标层连续加固施工；

4）加固效果检测；

5）基桩施工；

6）基桩监测；

7）承台施工；

8）验收。

如上所述的目标层后加固法，其工艺流程包括：场区岩土工程勘察、基桩和目标层加固参数设计、基桩施工、目标层桩间土加固、加固效果检测、基桩监测、承台施工、验收。具体步骤包括：

1）场区岩土工程勘察；

2）基桩和目标层加固参数设计；

3）基桩施工；

4）基桩监测；

5）目标层桩间土连续加固施工；

6）加固效果检测；

7）承台施工；

8）验收。

与已有的群桩体系及其施工方法相比，本发明提供的桩间土连续加固群桩体系及其施工方法具有明显优势。本发明提供一种通过提高单桩承载力来提高群桩承载力的设计思路。特别是在巨厚软土地区，浅层无良好持力层的情况下，可以通过对目标土层进行连续加固，通过地基处理人造一定厚度的整体连续持力层。一定厚度的目标土层整体加固后，在设计深度内将所有基桩连成一个整体，可以避免单桩受力后渐次破坏的现象发生。该技术充分利用场区砂土、碎石土等可以低价原位加固获得较高强度的特性，达到缩短桩长，降低成本，提高群桩承载力，减小群桩沉降的目的。采用该体系能够以较低的造价解决有限范围内群桩基础高或超高承载力需求的问题，如桥梁、风电、石油平台等大型或超大型基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种桩间土连续加固群桩体系及其施工方法实施例的使用状态参考平面图。

图2为图1中A-A向剖面图。

图3为图2中B-B向剖面图。

图4为目标层先加固法工艺流程。

图5为目标层后加固法工艺流程。

图1~图3中，1~基桩，2~承台，3~非目标层桩间土，4~目标层桩间土。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一种桩间土连续加固群桩体系及其施工方法实施例的使用状态参考平面图，图2为图1中A-A向剖面图，图3为图2中B-B向剖面图。如图1、图2和图3所示，本实施例一种桩间土连续加固群桩体系，包括：2根以上基桩1、承台2、目标层桩间土3和非目标4桩间土4；基桩1上端嵌入承台2一定长度并与承台2固定连接，其余部分埋置在桩间土层中。

具体而言，本实施例提供一种桩间土连续加固群桩体系，采用地基处理的方法加固目标层3桩间土，加固后的目标层3桩间土在水平方向形成一个连续的高强度整体，将所有群桩在目标层3处连在一起。

基于上述技术方案，可选的，所述的地基处理的方法为强夯法、强夯置换法、振冲法、砂石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、灰土或土挤密法等地基处理方法的1种或上述地基处理方法的2种或2种以上的组合。

如图2所示，所述的目标层3为能够以最低造价最大限度提高强度的土层，且目标层3加固后能够满足群桩承载力和沉降的设计要求。所述目标层3深度、厚度及水平范围根据设计需要确定，必要时可以对群桩的桩间土全部加固。

如图1、2、3所示，所述基桩1为混凝土桩、钢桩、或其他刚性桩。所述基桩1在抗拔工程中可以为锚杆。

本发明还提供一种桩间土连续加固群桩体系施工方法，采用如上所述的桩间土连续加固群桩体系。所述施工方法的工艺流程包括目标层3先加固法和目标层3后加固法。

如图4所示，所述的目标层3先加固法，其工艺流程包括：场区岩土工程勘察、基桩1和目标层3加固参数设计、目标层3加固、加固效果检测、基桩1施工、基桩1监测、承台2施工、验收。具体步骤包括：

1）场区岩土工程勘察；

2）基桩1和目标层3加固参数设计；

3）目标层3连续加固施工；

4）加固效果检测；

5）基桩1施工；

6）基桩1监测；

7）承台2施工；

8）验收。

如图5所示，所述的目标层3后加固法，其工艺流程包括：场区岩土工程勘察、基桩1和目标层3加固参数设计、基桩1施工、目标层3桩间土加固、加固效果检测、基桩1监测、承台2施工、验收。具体步骤包括：

1）场区岩土工程勘察；

2）基桩1和目标层2加固参数设计；

3）基桩1施工；

4）基桩1监测；

5）目标层3桩间土连续加固施工；

6）加固效果检测；

7）承台2施工；

8）验收。

与已有的群桩体系及其施工方法相比，本发明提供的桩间土连续加固群桩体系及其施工方法具有明显优势。本发明提供一种通过提高单桩承载力来提高群桩承载力的设计思路。特别是在巨厚软土地区，浅层无良好持力层的情况下，可以通过对目标层3进行连续加固，通过地基处理人造一定厚度的整体连续持力层。一定厚度的目标层3整体加固后，在设计深度内将所有基桩连成一个整体，可以避免单桩受力后渐次破坏的现象发生。该技术充分利用场区砂土、碎石土等可以低价原位加固获得较高强度的特性，达到缩短桩长，降低成本，提高群桩承载力，减小群桩沉降的目的。采用该体系能够以较低的造价解决有限范围内群桩基础高或超高承载力需求的问题，如桥梁、风电、石油平台等大型或超大型基础。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。