[發(fā)明專利]一種極限賽道復(fù)雜地質(zhì)下多樁型轉(zhuǎn)換處置結(jié)構(gòu)及其工法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111282893.X
• 申請(qǐng)日: 2021-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN113882353B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭龍帆;徐小洋;李紀(jì)昕;劉浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建筑第二工程局有限公司
• 主分類號(hào): E02D3/08
• 分類號(hào): E02D3/08;E02D3/12;E02D5/46;E02D5/58;E02D5/34
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11004
• 代理人: 晁璐松

1.一種極限賽道復(fù)雜地質(zhì)下多樁型轉(zhuǎn)換處置結(jié)構(gòu)的工法，其特征在于，極限賽道復(fù)雜地質(zhì)下多樁型轉(zhuǎn)換處置結(jié)構(gòu)包含設(shè)置于賽道（1）下方土體的單樁區(qū)（2）、混合樁區(qū)（3）、CFG樁區(qū)（4）以及局部處理樁區(qū)（5），所述賽道（1）下包含淤泥質(zhì)土土層和地下水層，賽道（1）一側(cè)還包含有河流或水體；

賽道（1）內(nèi)各區(qū)順接，其中混合樁區(qū)（3）位于極限賽道段，單樁區(qū)（2）和CFG樁區(qū)（4）位于直線段和非極限賽道段；局部處理樁區(qū)（5）位于相鄰的兩單樁區(qū)（2）之間；

所述混合樁區(qū)（3）包含PHC樁（7）和攪拌樁（8），CFG樁區(qū)（4）包含CFG樁，單樁區(qū)（2）包含間隔加密設(shè)置的管樁（6），單樁區(qū)（2）包含PHC樁（7）、攪拌樁（8）、CFG樁或管樁（6），局部處理樁區(qū)（5）包含PHC樁（7）、攪拌樁（8）、CFG樁或管樁（6）中至少兩種；

所述CFG樁區(qū)（4）包含同樁長(zhǎng)分區(qū)和長(zhǎng)短樁結(jié)合樁分區(qū)，CFG樁均正方形布置，長(zhǎng)短樁交錯(cuò)布置；所述同樁長(zhǎng)分區(qū)的樁體長(zhǎng)度短于長(zhǎng)短樁結(jié)合樁分區(qū)的樁體樁長(zhǎng)；長(zhǎng)短樁結(jié)合樁分區(qū)連接于混合樁區(qū)（3）兩側(cè)；

所述PHC樁（7）包含PHC主樁體（71）和PHC樁帽（72），所述PHC樁（7）為T形結(jié)構(gòu)；其中橫部為PHC樁帽（72），豎部為PHC主樁體（71），所述PHC樁帽（72）為T形設(shè)置，其豎部插入PHC主樁體（71）內(nèi)；所述PHC樁帽（72）伸入地面層（9），所述地面層（9）包含墊層（91）和加固層（92）；其中墊層（91）的厚度大于PHC樁帽（72）的厚度；

應(yīng)用極限賽道復(fù)雜地質(zhì)下多樁型轉(zhuǎn)換處置結(jié)構(gòu)的施工方法，場(chǎng)地內(nèi)含新舊兩層河床層，承載力低、壓縮性高、加載易產(chǎn)生過度沉降和不均勻沉降，賽道（1）下包含淤泥質(zhì)土土層和地下水層，賽道（1）一側(cè)還包含有河流或水體；預(yù)先在直線段和非極限賽道段施工，形成單樁區(qū)（2）和CFG樁區(qū)（4），并將極限賽道段根據(jù)位置分區(qū)施工，具體步驟如下：

步驟一、對(duì)施工混合樁區(qū)（3）邊界進(jìn)行放樣，并撒上白灰做好標(biāo)記，對(duì)混合樁區(qū)（3）內(nèi)PHC樁（7）施工區(qū)域的原狀土使用級(jí)配碎石進(jìn)行換填，混合樁區(qū)（3）內(nèi)預(yù)先打設(shè)有PHC樁（7）；其中換填分為四種情況并分別處置；四種情況分別為未開挖區(qū)域換填、已開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高未施工樁帽區(qū)域換填、已施工樁帽區(qū)域未鋪設(shè)碎石區(qū)域換填以及已鋪設(shè)級(jí)配碎石區(qū)域換填；

步驟二、對(duì)于混合樁區(qū)（3）進(jìn)行PHC樁（7）和攪拌樁（8）的施工，其中PHC樁（7）為在原有PHC樁（7）的基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)打；且混合樁區(qū)（3）在不相鄰的極限賽道段進(jìn)行分別施工；而后在PHC樁（7）間隙處設(shè)置攪拌樁（8）；

步驟三、PHC樁（7）打樁前進(jìn)行配樁，配樁時(shí)遵循以下原則：根據(jù)試樁的沉樁試驗(yàn)、土層的地層結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)圖紙，合理配置樁段，樁長(zhǎng)按照設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)配置，如果進(jìn)入地層前貫入度仍不滿足設(shè)計(jì)要求，再配5m短樁進(jìn)行接樁；樁段間采用端板焊接法接樁，相鄰樁接頭斷面應(yīng)錯(cuò)開1m以上，且每根管樁（6）的接頭不超過2個(gè)，在同一水平面內(nèi)，樁體接頭率應(yīng)小于50%，避免樁尖接近硬持力層或樁尖處于硬持力層時(shí)接樁；

步驟四、攪拌樁（8）施工前，先進(jìn)行試樁，其數(shù)量為不少于6根，鉆芯試驗(yàn)合格后方可施工工程樁；攪拌樁（8）現(xiàn)場(chǎng)28 天樁體取芯強(qiáng)度的加權(quán)平均值不小于0.6Mpa；淤泥質(zhì)土土層與樁身水泥土配比相同的室內(nèi)加固土試塊，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28天齡期的立方休抗壓強(qiáng)度平均值fcu 不小于2.0Mpa；

步驟五、根據(jù)樁位平面布置圖及提供的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行放線工作，樁位定位方法現(xiàn)場(chǎng)插木質(zhì)短棍表示，木質(zhì)短棍入土深度不少于25cm,并用白石灰作標(biāo)記，攪拌機(jī)（10）到指定樁位并對(duì)中；由于樁長(zhǎng)不一致，施工前在鉆桿上做標(biāo)記；攪拌樁（8）為雙向水泥攪拌樁（8），攪拌時(shí)，兩組葉片同時(shí)正、反向旋轉(zhuǎn)（外鉆桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，內(nèi)鉆桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）切割、攪拌土體，攪拌機(jī)（10）持續(xù)下沉，直到達(dá)到設(shè)計(jì)深度，下沉速度為0.5~0.8m/min，下沉?xí)r噴漿壓力為0.25~0.4MPa 且在樁端應(yīng)就地持續(xù)噴漿攪拌30s以上，提升速度0.7~1.0m/min，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高；

步驟六、對(duì)于CFG樁區(qū)（4）內(nèi)先施工同樁長(zhǎng)分區(qū)內(nèi)樁體和長(zhǎng)短樁結(jié)合樁分區(qū)中的短樁樁體，其中同樁長(zhǎng)分區(qū)內(nèi)樁體和短樁樁體的樁長(zhǎng)長(zhǎng)度相同，而后在設(shè)計(jì)的長(zhǎng)短樁結(jié)合樁分區(qū)補(bǔ)打長(zhǎng)的樁體；區(qū)域的原狀土使用級(jí)配碎石進(jìn)行換填；其中換填分為三種情況并分別處置；三種情況分別為未開挖區(qū)域換填、已開挖未鋪設(shè)碎石區(qū)域換填以及已鋪設(shè)級(jí)配碎石區(qū)域換填；CFG樁施工順序可考慮隔排隔樁跳打，施打新樁時(shí)與已打樁間隔時(shí)間不應(yīng)少于7d；CFG樁施工完待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度（一般為7d 左右），方可進(jìn)行樁頭處理；

對(duì)于PHC樁（7）和CFG樁在不同換填情況下的施工如下：

1）對(duì)于開挖區(qū)域換填：

PHC樁（7）：確保土方開挖過程中對(duì)已打入樁體的保護(hù)，先使用大型挖掘機(jī)將邊界內(nèi)的原狀土清除至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再使用人工配合小型挖掘機(jī)二次清挖；二次清挖過程中為確保挖機(jī)不會(huì)碰撞到樁體及按設(shè)計(jì)要求不撓動(dòng)基底，在樁體外側(cè)300mm范圍，即樁體中心外1100×1100mm 的矩形區(qū)域，以及距離基底下0.5m位置以上的300mm范圍采用人工開挖；再回填級(jí)配碎石至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并使用液壓振動(dòng)夯機(jī)夯料和整平后，進(jìn)行PHC樁（7）復(fù)打及補(bǔ)樁，開挖區(qū)域外側(cè)按1：1 放坡；

CFG樁：CFG樁超灌至少500mm，確保開挖過程中不會(huì)導(dǎo)致挖掘機(jī)碰撞到已成形的CFG樁頭而造成斷樁情況發(fā)生，使用人工配合小型挖掘機(jī)挖除樁間原狀土方至 設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)不撓動(dòng)基底，故在CFG樁間及距離基底下0.5m位置以上的300mm范圍用人工開挖；開挖出的樁間原狀土采用小型挖機(jī)挖甩并歸堆后，用推土機(jī)推運(yùn)至基槽邊坡附近，再使用大型挖掘機(jī)裝至自卸汽車上進(jìn)行外運(yùn)；使用切樁機(jī)切除原已施工CFG 樁標(biāo)高至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再鋪設(shè)厚碎石，并使用小型壓路機(jī)平整壓實(shí)后進(jìn)行補(bǔ)樁；

2）對(duì)于開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高

PHC樁（7）：未施工樁帽區(qū)域直接使用人工配合小型挖掘機(jī)二次清挖，后續(xù)程序如1）中情況施工；

CFG樁：在破除超灌樁頭后即標(biāo)高至 19.5m，再鋪設(shè) 40cm 厚碎石至標(biāo)高 19.9m，并使用小型壓路機(jī)平整壓實(shí)，禁止進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)；

3）已施工樁帽區(qū)域未鋪設(shè)碎石區(qū)域

PHC樁（7）：使用液壓錘機(jī)將樁帽周邊部分破除，樁帽中心部分使用切樁機(jī)切割至端板頂部，并將端板清理干凈；而后使用人工配合小型挖掘機(jī)清除原狀土及樁帽碎片至距離基底下0.5m位置，后續(xù)程序如1）中情況施工；

4）已鋪設(shè)級(jí)配碎石區(qū)域

PHC樁（7）：使用挖掘機(jī)清除雙向土工格柵表面碎石，分段切割雙向土工格柵至標(biāo)高設(shè)計(jì)標(biāo)高以上300mm,挖掘機(jī)分類歸堆后，采用推土機(jī)分別推運(yùn)至邊坡附近后，再用挖機(jī)裝車及使用自卸汽車進(jìn)行外運(yùn)；而后使用液壓錘機(jī)將樁帽周邊部分破除，樁帽中心部分使用切樁機(jī)切割至端板頂部，并將端板清理干凈；使用大型挖掘機(jī)將邊界內(nèi)的原鋪設(shè)的樁帽間碎石及樁帽破碎片清除至距離基底下0.5m位置，再者使用人工配合小型挖掘機(jī)清除，后續(xù)程序如1）中情況施工；

CFG樁：使用挖掘機(jī)清除雙向土工格柵表面碎石，分段切割雙向土工格柵至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上300mm，挖掘機(jī)分類歸堆后，采用推土機(jī)分別推運(yùn)至邊坡附近后,再用挖機(jī)裝車及使用自卸汽車進(jìn)行外運(yùn)棄；重新鋪設(shè)100mm級(jí)配碎石至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上400mm；若回填碎石至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上400mm后無法承載樁機(jī)施工，則回填碎石厚度適當(dāng)加厚，加厚厚度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求確定；

步驟七、對(duì)復(fù)打的PHC樁（7）和CFG樁頂部進(jìn)行樁帽的施工，其中PHC樁帽（72）的豎部插入PHC樁（7）的管樁（6）內(nèi)部，CFG樁的頂部進(jìn)行截樁再進(jìn)行樁帽的澆筑；

步驟八、PHC樁帽（72）制作成圓筒型，套樁頭用的筒體深度取350~400mm，內(nèi)徑應(yīng)比PHC樁（7）外徑大20~30mm；打樁時(shí)樁帽套筒底面與樁頭之間應(yīng)設(shè)置樁墊，樁墊可采用紙板、棕繩、膠合板等材料制作，厚度應(yīng)均勻一致，壓縮后樁墊厚度應(yīng)為120mm~150mm；

步驟九、CFG樁根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)，用全站儀測(cè)出PHC管樁（6）樁中心點(diǎn)位，依據(jù)樁中心點(diǎn)位測(cè)設(shè)出樁帽邊線，并撒灰拉線標(biāo)記；挖除鋪設(shè)的碎石及旋挖出的原狀土，挖除的碎石及旋挖出的原狀土堆載至邊坡附近，綁扎鋼筋時(shí)，在底部鋪墊塑料薄膜，將鋼筋骨架與淤泥質(zhì)土土層隔離；鋼筋骨架四角要抄墊平整，保護(hù)層允許偏差為10mm。