[发明专利]模袋桩体和淤泥硬化体的联合结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模袋桩体和淤泥硬化体的联合结构及其施工方法。

背景技术

在淤泥层中建造承载桩常用的技术有：灌注桩、管注桩、预制管桩、高压旋喷桩等。

高压旋喷桩由于采用专用高压旋喷桩机械，在淤泥层中造孔至设计深度，由深处开始旋转喷射高压的水泥浆液或水泥干粉，水泥浆液或水泥粉与淤泥反应后形成水泥土体作为桩体，具有一定的干硬强度，达到承载桩的作用。但是桩体强度低，由于喷射高压水泥浆，喷射范围不确定性，不但水泥用量大，桩体不均匀性，桩体设计容许承载能力大打折扣，工程应用的局限性大。一般用于淤泥地基加固处理、围护墙的防渗处理等。

灌注桩由于造孔需用泥浆固壁，造孔弃渣困难，造价高，施工麻烦等。而且，尽管桩体是钢筋混凝土结构，由于桩体之外仍为淤泥，不利于承受侧向荷载。因此，冲孔灌注桩作为围护墙体就不能有效发挥作用。并且，管注桩、预制管桩与灌注桩在作为承载桩时一般要进入持力层，桩身要加长，成本增加。也正因为桩身的刚性和桩外淤泥的无硬化，导致这类桩体应用于围护墙工程均有较大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模袋桩体和淤泥硬化体的联合结构及其施工方法，不仅结构新颖、合理、可靠，而且方便用于解决承载桩体周围及其底部淤泥的硬化问题，施工方法简便，节约工程投资。

本发明的技术方案在于：一种模袋桩体和淤泥硬化体的联合结构，包括竖向设置于淤泥地基层内并沿横向布置成排的若干根主体模袋桩，所述主体模袋桩的上端设置有横向定位地梁，主体模袋桩的前侧壁自上而下间隔设置有若干道横向腰梁，所述横向腰梁上沿横向间隔设置有从相邻两主体模袋桩之间斜向穿入桩后土体的斜拉模袋桩，所述主体模袋桩和斜拉模袋桩的周围分别形成淤泥硬化体，主体模袋桩、斜拉模袋桩和淤泥硬化体组成联合受力结构。

进一步地，所述主体模袋桩包括上下通长的主体灌浆管，所述主体灌浆管竖向穿过设置于定位地梁上的预留孔并伸入淤泥层地基内，主体灌浆管外自上而下间隔设置有若干个模袋段，主体灌浆管对应设置为若干灌浆段，在每一灌浆段的侧壁间隔设置有可独立向模袋段内灌注水泥浆的灌浆孔，所述模袋段通过相应的灌浆孔分别充灌膏状水泥浆形成主体模袋桩段。

进一步地，所述主体灌浆管上位于相邻两模袋段之间还设置有用于向淤泥中灌注水泥浆使淤泥形成淤泥硬化体的注浆孔，相邻模袋段形成桩体后，对模袋段周围的淤泥进行灌浆促使硬化；灌浆管上自上而下间隔设置有一个顶部模袋段、若干个中间模袋段及一个封底模袋段。

进一步地，所述斜拉模袋桩包括斜向灌浆管，所述斜向灌浆管穿过横向腰梁并从相邻两主体模袋桩之间斜向下穿入桩后土体，所述斜向灌浆管上沿其轴向间隔设置有若干个模袋段，斜向灌浆管对应设置为若干灌浆段，在每一灌浆段的侧壁间隔设置有用于向模袋段内灌注水泥浆的灌浆孔，所述模袋段通过相应的灌浆孔分别充灌膏状水泥浆形成斜向模袋桩段。

进一步地，所述斜向灌浆管上位于相邻两模袋段之间还设置有用于向淤泥中灌注水泥浆使淤泥形成淤泥硬化体的注浆孔，所述斜拉模袋桩与水平面的夹角为15°~20°之间。

一种如权利要求1模袋桩体和淤泥硬化体的联合结构的施工方法，包括以下步骤：

1）整理淤泥层地基的场地，在拟造桩孔的位置采用钻机沿横向造成排的竖向孔；

2）在竖向孔的孔口设置定位装置，并安装上下通长的主体灌浆管和用于控制性灌浆的装置，在主体灌浆管上自上而下配套若干个可充灌扩大的模袋段，确保就位准确；

3）在需要对淤泥进行硬化的范围内布置可滤水的排水设施；

4）通过预先设定主体灌浆管为若干灌浆段，并分别向相应的模袋内灌入膏状水泥浆，使模袋扩大至预先设定的结构尺寸，从而形成主体模袋桩段，逐段依次进行，直至形成要求的模袋桩体；在逐段充填模袋段的同时，通过控制性灌浆装置，对模袋桩段之间的出浆孔进行控制性灌浆，使膏状水泥浆液进入模袋桩体之外的淤泥，促使淤泥硬化，形成淤泥硬化体；

5）对主体模袋桩底部的淤泥层进行控制性灌浆，通过控制性灌浆装置迫使膏状水泥浆液沿设置在灌浆管下部的封底模袋外壁上升，使桩体底部及其周围的淤泥硬化，并通过控制性灌入膏状水泥浆，使模袋桩体底端之下的淤泥层硬化；

6）将主体模袋桩的桩前土体自上而下逐层挖除，在主体模袋桩的前侧及时浇筑相应的横向腰梁，并在腰梁上间隔钻设从相邻主体模袋桩之间斜向下穿进入主体模袋桩后土体淤泥层中的斜向孔；

7）在斜向孔内安装通长的斜向灌浆管和用于控制性灌浆的装置，并在斜向灌浆管上设置若干灌浆段，配套若干个可充灌扩大的模袋段，确保就位准确；