[發明專利]一種提高灌注樁塌孔穩定性的強夯加固方法

有效

• 申請號: 201610709910.6
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN106326552B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 賀可強;張朋;王建收
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 趙翠;萬桂斌

一種提高灌注樁塌孔穩定性的強夯加固方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：地基易塌孔土層層位深度、厚度及相關參數的測定；步驟二：鉆孔灌注樁塌孔層位致塌力與抗塌力的確定；步驟三：強夯加固測試試驗與塌孔層內摩擦角及黏聚力c_i′的測定；步驟四：塌孔失穩判據準則與砂性土層塌孔臨界內摩擦角的確定；步驟五：黏性土層黏聚力c_i′與內摩擦角定量關系的確定及相關可靠性檢驗；步驟六：強夯參數與相應塌孔層內摩擦角定量關系的確定及相關可靠性檢驗；步驟七：地基強夯抗塌穩定性加固方法與參數的確定。本發明方法不僅有效地解決孔壁穩定性問題，而且確保了大型鉆孔灌注樁施工質量、滿足施工工期要求和降低施工成本。

技術領域

本發明涉及地基穩定性評價及加固領域，具體涉及一種防治灌注樁鉆孔塌孔的強夯加固測定設計方法。

技術背景

樁基礎是增加地基整體穩定性與提高地基承載力的主要基礎加固工程之一。按照樁的施工方法可以分為擠土樁、部分擠土樁和非擠土樁。其中，非擠土樁中的鉆孔灌注樁以其承載力高、無擠土、施工時無震害、噪音小和宜于在城市建筑物密集地區使用等優點被廣泛應用。但是鉆孔灌注樁在施工過程中往往會發生孔壁坍塌、縮頸等孔壁穩定性問題，經常造成成樁質量缺陷，嚴重影響地基承載力，因此有效解決鉆孔灌注樁尤其在大孔徑條件下的孔壁穩定性問題已成為目前亟待解決的問題。

目前，國內外針對鉆孔灌注樁孔壁穩定性研究和分析主要評價方法可以分為三類：一是力學分析方法，基于彈塑性理論建立力學模型，對孔壁穩定性進行力學分析和安全系數的推算；二是數值分析方法，采用有限元軟件進行數值模擬，分析土體性質、泥漿相對比重、孔深、孔徑等影響因素與鉆孔灌注樁孔壁穩定性的關系；三是工程經驗分析方法，工程技術人員根據已有施工經驗，在樁基礎施工規范規定的范圍內調節泥漿比重、護筒高度等參數。雖然上述三種方法能夠在一定程度上解決孔壁穩定性問題，但是其也具有各自的局限性，例如，力學分析方法往往局限在理論層面對孔壁穩定性的分析，沒有提出很好的防治措施，很難應用于工程實踐；數值分析方法計算過程較復雜，對孔壁土體的邊界條件、本構關系要求比較嚴格，并受地質模型、簡化的力學模型和力學參數的影響，計算結果較難做出準確的評價，也不易于應用到工程實踐；而工程經驗分析方法缺乏理論基礎，其分析方法尚無統一和明確的規定，不能在灌注樁工程的鉆孔施工中廣泛的推廣和應用。

鉆孔灌注樁孔壁穩定性受多種因素與條件的影響和控制，如地層結構與性質、地下水滲流作用、護壁泥漿、成孔工藝與施工機械等因素。其中，地層結構與性質作為灌注樁孔壁穩定性的基礎性關鍵因素，若在成孔工藝、泥漿護壁與施工機械一定的條件下，則改良和加固地基土層結構與性質就可以有效的提高孔壁穩定性與防治塌孔災害。而目前改良加固土層結構與性質最為常用的方法為強夯法。強夯法作為一種改良地基性質的主要方法，它不僅能提高地基的強度并降低其壓縮性，而且還能改善其抵抗振動液化的能力和消除土的濕陷性，對進一步提高地基土強度和均勻性，消除不均勻沉降，改善土的物理力學性質和工程特性都具有明顯的效果。因此利用強夯技術去改良加固地基性質已成為解決鉆孔灌注樁孔壁穩定性問題與防治塌孔災害的重要途徑。

發明內容

鑒于上述方法在灌注樁鉆孔施工和穩定性問題評價與防治中存在的局限性，本發明在充分考慮區域內影響鉆孔灌注樁孔壁穩定性的眾多因素的基礎上，系統的分析與研究了鉆孔灌注樁孔壁失穩的力學機理與規律，將強夯技術與鉆孔灌注樁樁基有效結合，通過一定程度的強夯加固，改善土的物理力學性質和工程特性，進而提高鉆孔灌注樁孔壁穩定性，提高地基承載力與孔壁抗塌能力。