[發(fā)明專利]一種帶箍筋折疊式土工合成材料異形散體樁及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510001429.7
• 申請(qǐng)日: 2015-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN104652407A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王興濤;陳建峰;葉觀寶;曾岳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D3/08
• 分類號(hào): E02D3/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，尤其是涉及軟土地基處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶箍筋折疊式土工合成材料異形散體樁及其施工方法。

背景技術(shù)

我國(guó)軟土地基種類繁多，分布廣泛，普遍就有含水率高、壓縮性大、強(qiáng)度低、透水性差等特點(diǎn)。建造在軟土地基上的建筑物常出現(xiàn)總沉降量過大、差異沉降明顯、后期沉降量超標(biāo)、承載力不足等工程問題，影響建筑物的正常使用性能和安全性能。對(duì)此，為提高軟土地基的承載能力，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)了大量的軟基處理技術(shù)，其中復(fù)合地基加固方法較為普遍。

復(fù)合地基加固法一種比較理想的軟土地基處理方式，起源于20世紀(jì)60年代，由于該法能顯著改善地基的承載力，減小地基沉降，并有效抑制地基土體側(cè)向變形，在世界范圍內(nèi)都得到廣泛應(yīng)用。碎石樁是復(fù)合地基處理方法中的一種，它是用振動(dòng)、沖擊或水沖等方法在軟土地基中成孔，再將碎石壓入孔中，形成由碎石構(gòu)成的大直徑密實(shí)樁體。碎石樁加固法是由德國(guó)工程師S.Steuerman在1936年發(fā)展而來(lái)的，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，碎石樁已廣泛用于各類軟基加固處理工程，它既可以提高地基承載力、降低壓縮量，還可以配合砂墊層等其他措施加快軟土地基的固結(jié)沉降速度，從而達(dá)到加固地基的目的。

雖然碎石樁是復(fù)合地基加固中普遍使用的一種樁，但它的缺陷是易受到破壞。碎石樁需要樁周土對(duì)其的側(cè)限來(lái)保證樁體的強(qiáng)度及承載力，當(dāng)側(cè)限不足時(shí)，樁體(特別是樁頂附近樁體)極易在樁頂荷載作用下發(fā)生鼓脹或整體剪切破壞，其中鼓出破壞是最常見的形式。鼓出破壞的原因是在上部荷載作用下，樁頂附近一定深度范圍內(nèi)會(huì)發(fā)生徑向變形，變形過大將導(dǎo)致樁承載力大大降低從而導(dǎo)致失效。碎石樁起作用需要一定的徑向約束力,?如果地基土強(qiáng)度過低(一般認(rèn)為不排水剪強(qiáng)度Cu<20kPa)，就不能提供碎石樁起足夠作用所需的徑向約束力，從而降低整體承載能力。趙維炳發(fā)明的一種砼芯碎石樁（ZL：200610037621.2），即采用預(yù)制砼樁作為碎石樁的樁芯，承受豎向荷載并將其傳遞至下臥硬土層，但是這種方法不能很好的解決碎石徑向變形過大問題；汪中衛(wèi)發(fā)明的一種雙重徑向網(wǎng)籠碎石樁（ZL：201020603436.7），在碎石樁的樁側(cè)設(shè)置側(cè)向約束網(wǎng)籠，以提高碎石樁承載力和減少沉降，但問題在于沒有充分利用樁體與土體之間的摩擦力，且施工工藝也較為繁雜，工程質(zhì)量難以控制。

綜上所述，目前利用碎石樁處理軟土地基的方法在承載力及施工質(zhì)量控制保證等方面還存在一定的局限性；為此，本發(fā)明提出的技術(shù)方案可以充分利用樁體與土體之間的摩擦力，顯著提高碎石樁的承載能力，提升軟土地基的處理效果，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于解決現(xiàn)有技術(shù)中碎石樁存在的技術(shù)缺陷，提供一種帶箍筋折疊式土工合成材料異形散體樁及其處理軟基的施工方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)解決方案：

本發(fā)明提出的帶箍筋折疊式土工合成材料異形散體樁，所述異形散體樁置于軟土地基7中，所述異形散體樁的頂部位于地表處，由散體樁孔2、豎向加筋式土工合成材料層3、圓形箍筋4、鐵絲5及散體填料6構(gòu)成，豎向加筋式土工合成材料層3放置于散體樁孔2內(nèi)，圓形箍筋4通過鐵絲5沿散體樁孔2豎直方向等間距水平固定于豎向加筋式土工合成材料層3的內(nèi)側(cè)，通過圓形箍筋4把豎向加筋式土工合成材料層3沿豎直方向分隔成若干塊，豎向加筋式土工合成材料層3內(nèi)填充散體材料層6，經(jīng)過密實(shí)最終形成帶箍筋折疊式土工合成材料異形散體樁。

本發(fā)明中，所述的散體樁孔2為圓柱形散體樁孔；所述的散體材料層6是碎石或者砂，其中碎石取粒徑不大于6cm的散體填料層，砂易用中粗砂，也可用礫砂。

本發(fā)明中，所述的豎向加筋式土工合成材料層3采用具有抗拉強(qiáng)度和透水性的土工格柵、土工布、土工模袋或土工包中任一種；豎向加筋式土工合成材料層3的管徑及高度與散體樁孔2的直徑及高度大小一致，其下部由鐵絲5進(jìn)行封口綁扎。

本發(fā)明中，所述的圓形箍筋4是使用鐵絲沿著散體樁孔2豎直方向等間距水平固定在豎向加筋式土工合成材料層3的內(nèi)側(cè)，且固定點(diǎn)之間的間距取為散體樁孔2直徑的大小；當(dāng)散體樁孔2的直徑小于等于800mm時(shí)，選用圓形箍筋4直徑不宜小于6mm；當(dāng)當(dāng)散體樁孔2的直徑大于800mm時(shí)，選用圓形箍筋4直徑不宜小于8mm。

本發(fā)明提出的一種帶箍筋折疊式土工合成材料異形散體樁的施工方法，所使用的施工方法為閉口沉管擠土法或者套管擊實(shí)法，具體施工步驟如下：

一、閉口沉管擠土法

1）振動(dòng)沉管成孔