[发明专利]一种振动沉管碎石注浆桩施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及建筑地基与基础施工领域，公开了一种振动沉管碎石注浆桩施工方法，是一种集地基处理和深基础施工工艺于一体的新工法。

背景技术

目前工程领域中与本发明相近的工法有3种，其一为钻孔树根桩，其二为碎石桩，其三为振动沉管灌注桩，现分述如下：

1、钻孔树根桩

该工法是用钻机在土层中钻孔，采用泥浆护壁、成孔后在孔中下放钢筋笼并在钢筋笼中间下放一根注浆管，然后填满碎石，并用清水进行清孔冲洗至孔口反出清水时，通过注浆管向碎石中注水泥浆，将清水置换出来后，凝固成桩。该种工法存在其自身无法克服的缺陷：①由于钻进时采用泥浆护壁，将产生大量泥浆，易造成场地污染；②钻孔效率低下；③碎石下入泥浆中时，碎石表面形成了极薄的一层泥膜，清水无法冲洗掉，造成碎石与水泥浆握裹不紧密，致使桩身强度降低，通常情况下，树根桩的桩身强度均低于C20强度等级。

2、碎石桩

该工法利用振动头将碎石振动挤入软土地层中，利用挤密作用和置换作用加固土体，但仅能形成复合地基而不能形成桩基础。

3、振动沉管灌注桩

该工法将桩管振动沉设至设计标高后，在管内下放钢筋笼，灌注混凝土，然后拔管成桩，但是该工法存在如下缺陷：

(1)由于桩管的挤土作用，在软土地层中会形成超孔隙水压力，超孔隙水压力将沿桩周边已施工的尚未凝固的桩身扩散，造成地下水沿桩身冒出地面，致使桩身混凝土离析，影响桩身质量，甚至使桩报废。

(2)在稍硬的土层中，虽然超孔隙水压力不会对已施工的桩身造成影响，但是由于土层中的水没有通道排出地面，使土体不能排水固结，不能提高土层的承载力。

综上所述，本发明将软弱土层加固与桩基础施工合二为一，完全克服了目前流行工法的诸多缺陷，是一种施工迅速、质量可靠、造价低廉、性价比高的好方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种振动沉管碎石注浆桩施工方法，是一种集地基处理和深基础施工工艺于一体的新工法，本发明利用挤土桩对土层的挤密原理，振动沉管成桩的振密原理及土的排水固结原理，使松散的砂土层得以密实，使饱和软粘土的含水量降低，从而使软弱地基土得以加固，并且利用成桩后的混凝土桩作为深基础向土层深部传递荷载，充分利用桩的侧壁摩阻力，进而利用加固后的地基土作为板基的持力层，桩基承台作为板形基础，使桩基与板基共同作用，共同承担上部结构的荷载。根据测算，板基和桩基的荷载比可达3：7～7：3；本发明的一种振动沉管碎石注浆桩施工方法综合了沉管桩的振动沉管成桩，砂石桩挤密排水固结和树根桩的高压注浆成桩工艺。本发明解决了现有技术地基处理和深基础施工不能兼顾的问题，弥补了现有技术的不足。

作为优选的技术方案：

本发明的一种振动沉管碎石注浆桩施工方法，包括以下步骤：

(1)振动沉管：按照预先放定的桩位，用振动沉管打桩机将桩管振动沉管到预定的深度即设计桩底标高；

(2)放钢筋笼和注浆管：在桩管中下放钢筋笼，并在钢筋笼中心固定一根或多根钢管或PVC塑料管作为注浆管；注浆管长度略长于设计桩长，注浆管下端安装单向阀，保证管底不堵塞，注浆管上口略高于地面，便于灌浆；

(3)灌碎石：在桩管中灌满碎石，要求碎石质量符合国家建筑用砼碎石标准；如设计对桩身强度要求不高时，也可以用废旧的混凝土碎块、水泥砂浆碎块和碎砖块等建筑垃圾代替碎石；碎石粒径20～100mm；

(4)振动拔管成桩：边振动边拔管成挤土碎石桩；振动拔管成桩过程中应进行空中加料，保证桩顶高于设计标高0.5m左右，并且控制拔管速度0.5m～1.0m/min，保证碎石密实度和桩径；

(5)挖排水沟：碎石桩施工完毕后，在桩边挖一条排水明沟，以保证及时排出碎石桩内涌出的地下水；

(6)注浆成桩：碎石桩施工5～7天后，由于挤土作用而产生的超孔隙水压力基本释放完毕，孔内不再有地下水冒出时，使用压密注浆泵从预留的注浆管中压注水泥浆，形成混凝土桩；水泥浆使用普硅水泥拌制，水灰比0.5左右，比重1.75左右；压注时水泥浆自注浆管底口冒出，浆体比重大、粘度大，可将碎石间隙的水向上排出；待水排完毕，桩顶有新鲜水泥浆冒出后，混凝土桩施工完毕。

本发明还提供了一种无筋桩的振动沉管碎石注浆桩施工方法，包括以下步骤：

(1)振动沉管：按照预先放定的桩位，用振动沉管打桩机将桩管振动沉管到预定的深度即设计桩底标高；