[实用新型]一种散体材料桩与混凝土上下同体组合桩

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种组合桩，更具体说，它涉及一种散体材料桩与混凝土上下同体组合桩，属于地基工程领域。

背景技术

我国软土地基种类繁多、分布广泛，普遍具有含水率高、压缩性大、强度低、透水性差等特点。建造在软土地基上的建筑物常出现总沉降量过大、差异沉降明显、后期沉降量超标、承载能力不足等工程问题，影响建筑物的正常使用性能和安全性能。当天然地基不能满足建筑物对地基的要求时，需要对地基进行处理，形成人工地基你，以保证上层建筑物的安全性和使用性。

复合地基加固方法起源于20世纪60年代，由于能显著改善地基的承载力，减小地基沉降，并有效抑制地基土体侧向变形这一特点而成为一种比较理想的软土地基处理方式，在世界范围内都得到广泛应用。竖向增强复合地基时常用的地基加固处理技术措施，目前在工程应用中的竖向增强体的方案主要有：碎石桩、砂桩、水泥土桩、钢筋混凝土桩等。

碎石桩是复合地基处理方法中的一种，它是用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔，再将碎石压入孔中，形成由碎石构成的大直径密实桩体。碎石桩最早始于1835年，20世纪50年代末，振冲法开始用于加固粘性土地基，并成为碎石桩。迄今为止，新型的碎石桩主要有以下几种：锤击碎石桩、干振碎石桩、振挤碎石桩、水泥粉煤灰碎石桩、强夯碎石桩。碎石桩复合地基能充分发挥其置换作用，能有效的增加地基的抗剪强度；同时由于碎石桩本身材料的性质具有良好的渗水性，在上部荷载的作用下，能起到良好的排水作用，能加速地基的固结，增强地基的强度，减小地基沉降量；此外，碎石桩本身材料的来源丰富，低廉的制造成本也成为其重要的优势。然而碎石桩也存在着其不足：首先，传统碎石桩桩体材料为柔性散体材料，强度较低，有效加固深度通常不足20m，在深厚软土地基区域，如江浙沿海地区，其加固深度难以达到土质较好的相对持力层中，难以保证其能有足够的承载性能。散体材料桩具有将竖向荷载进行横向转移的力学特性，其桩体承载取决于桩周土体能提供的侧限力，在深厚软土地区，如果不能将碎石桩打入较深的土层，土体提供侧限力较小，在土体侧限力较小的地区容易发生桩体在承重时易向四周发生鼓涨而破坏。其次，现有散体材料桩在施工时一般先采用机械在地基里打孔，然后直接将散体材料填入孔内形成柱形桩体，在软土地区成孔的质量难以保证容易形成塌孔等问题，影响桩的性能；再次传统的碎石桩的主要施工方法之一冲振法不仅耗水量大而且要排放出大量的泥浆，污染环境；最后，桩体周围的细小土体颗粒易进入散体材料桩内，造成桩体的透水性能下降甚至会丧失散体材料桩的排水效用。

而刚性桩具有施工速度快、质量便于检测、加固效果好、能有效控制工后沉降、能进入更深的土层、质量有保证等优点。但是其也存在着需要配置大量钢筋固成本较高的缺点。而且刚性桩不具有碎石桩固有的散体材料排水性能好的的天生优势。

面对现在对基础工程越来越高的要求，出现了很多刚柔组合桩的结构，兼具刚性桩和碎石桩的优点。例如中国专利CN101781888B一种振动沉管挤密碎石-混凝土组合桩，采用振动沉管在沉管下部形成密挤碎石桩，在上部灌注混凝土以形成混凝土灌注桩。此项实用新型存在着以下不足：(1)固结排水时水是从下至上排出的，将碎石桩置于下层，不能充分起到碎石桩的排水作用；(2)碎石桩在比较深的地方不能充分利刚性桩的作用，而且容易造成碎石桩的质量问题；(3)该实用新型利用灌注桩底部混凝土浆液的渗透形成混凝土桩与密挤碎石桩连接，连接效果难以保证。

鉴于此，为节省工程造价，使软土地基处理方式更加多元化，适合不同地区不同工况下地基加固需要，目前亟需实用新型一种兼顾排水固结和能嵌入承载力相对较好的土层，可发挥更好的承载效果的新型桩型。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种能兼顾排水固结和能嵌入承载力相对较好的土层，可发挥更好的承载效果的散体材料桩与混凝土上下同体组合桩及施工方法。

这种散体材料桩与混凝土桩上下同体组合桩，桩体下部灌注混凝土成混凝土桩，上部灌注碎石成碎石桩，碎石桩直径大于混凝土桩，混凝土桩顶部设置与碎石桩同径的混凝土扩大连接端，形成上粗下细的同体组合桩；碎石桩外部设置土工布袋，土工布袋底部封闭并与底部设置连接钢筋的十字钢板连接，十字钢板上设有碎石与混凝土混合段连接碎石桩，连接钢筋插入混凝土扩大连接端内。

作为优选：所述桩体上部设有带活瓣的大直径钢沉管，桩体下部同轴设有带混凝土预制桩尖的小直径钢沉管；所述小直径钢沉管上部设有进料斗；所述小直径钢沉管达到相对持力层。