[发明专利]加固厚覆盖层深埋软土层变径塑料套管混合桩及成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理软土地基的桩型，特别涉及一种加固厚覆盖层深埋软土层的变径塑料套管混合桩及其成桩施工方法。

背景技术

在路基工程中，经常会遇到上部具有厚覆盖层(5～10m以上)、下部为深埋软粘土的地基，比如浙江钱塘江两岸冲海积平原区(杭州湾南岸，萧山、绍兴、余姚等地区比较常见)，表部一般为粉土、粉砂层，厚度一般大于10m，其下为软土层。其中上部覆盖层有时候为地质条件相对比较好、密实的粉砂、砂、粉土、粘土等，一般不需要特别处理；但有时候虽然为粉土，但压缩性仍然比较大，典型的如钱塘江两岸分布的厚层粉土层，为全新统沉积，部分为近代沉积或人类围堤堆积，表层部分土体天然孔隙比大，标准贯入击数低，结构松散，Ip为7～10之间。另外，若上部砂或粉砂层为容易液化地基，在抗震设计时，需要进行抗液化处理。下部为深埋软粘土：淤泥或淤泥质土，厚度大，强度低，透水性差。这种厚覆盖层深埋软土地基，在填土较高的地段一般需要进行地基处理，若不处理，将会有较长时间的沉降变形，会有不同程度的工后沉降变形。这种地基若深埋软土厚度大(超过10～15m)时，在桥头结构物附近填土较高的路段，还应采用刚性桩进行处理。这是因为下部软土部分通过排水预压一般处理效果差、次固结大，难以满足工后沉降要求；而采用粒料桩方式虽然对上部覆盖层有较好的振动致密和加速排水固结作用效果好，但下部软土强度低、成桩质量无法保证，排水路径长，一般也不采用；水泥搅拌桩加固方案一方面处理深度达不到要求，而且上部较密实的土层施工难度很大，一般也不合适。所以最后往往需要刚性桩如预应力管桩、塑料套管混凝土桩进行处理。但是，刚性桩往往费用很高，特别是这种具有厚覆盖层的情况下，上下土层全部采用统一的刚性桩有些浪费，其实对于上部覆盖层往往可以不处理、或者采用粒料桩进行振动致密和排水预压处理是最合理和经济的，甚至采用排水板处理即可。当然，对于下部深埋软土部分采用刚性桩处理则是比较合理的。因此根据这种情况，若能开发一种施工方便可靠，上部采用粒料桩、下部采用刚性桩的混合桩型技术对于这种深埋软土地基则是非常合理和经济的地基加固技术，变径塑料套管混合桩就是针对这种特定地基开发的一种新型地基处理技术。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种加固厚覆盖层深埋软土层的变径塑料套管混合桩及其成桩加固方法。

本发明的技术方案：

一种加固厚覆盖层深埋软土变径塑料套管混合桩，其特征在于该混合桩的桩身上部位于厚覆盖层I中采用粒料桩，桩身下部位于深埋软土层II中采用刚性桩，其中粒料桩由小直径塑料套管2中填入粒料1，不进行注浆，形成竖向排水体，刚性桩由大直径塑料套管4内填入粒料1并通过注浆管注入浆液，形成浆固粒料桩体7，大、小直径塑料套管的变径处用变径塑料套管接头3连接，大、小直径塑料套管各自的接管采用对应尺寸的接管连接，大直径塑料套管4的下端插入套管插口10中与桩尖9固定连接，小直径塑料套管2和大直径塑料套管4的管壁上均匀分布有开孔5，塑料套管外围包扎土工布或滤布6，在桩体外围为桩周浆液扩散区8。

上述的桩尖9为扩大预制混凝土圆锥形桩尖，中央设有PVC材料制作的套管插口10，其外围有一凹圆环11，或者设计为台阶式的平台12。

上述的土工布或滤布6，定间距包裹在塑料套管开孔5处，或者将套管外围全部包扎。

上述的粒料1为碎石、砂砾、粉煤灰、建筑碎石块、建筑垃圾或钢渣。

加固厚覆盖层深埋软土层的变径塑料套管混合桩的成桩方法的施工步骤如下：

(1)用专用模具预制混凝土桩尖9，该桩尖为圆锥形，中央设有套管插口10，其外围有一凹圆环11或平台12；

(2)打设前通过静力触探原位测试手段详细探明厚覆盖层I深度，深埋软土层II深度；

(3)根据厚覆盖层I深度和深埋软土层II深度来设计桩长搭配大、小直径塑料套管4和2，并采用变径塑料套管接头3连接，大、小直径塑料套管各自的接管采用对应尺寸的专用接头连接；

(4)准备略长于设计桩长的变径塑料套管，且塑料套管壁根据设计要求按间距开孔5，在开孔处定间距包扎或者将套管外围用土工布或滤布6全部包裹；

(5)将外围外包土工布或滤布6的带孔的大直径塑料套管4的下端插入套管插口10中与预制桩尖9连接，形成上部开口的半封闭空间；

(6)提升打设机沉管口，用绳子将连接好桩尖9的大、小直径塑料套管4和2插入沉管中；

(7)开启打设机，对准桩位，将塑料套管打设至设计桩深，然后上拔沉管，大、小塑料套管4和2及桩尖9留在地基内；