[發明專利]預應力管樁高動能夯擴碎石墩、素土擠密地基加固方法

在審

• 申請號: 202210098358.7
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114250760A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 楊印旺;李學東;楊隆限;郭偉林;陳建業;李繼兵;史文強;劉克祥;岳冬;張潔玙
• 申請（專利權）人: 山西機械化建設集團有限公司
• 主分類號: E02D3/08
• 分類號: E02D3/08;E02D5/58;E02D33/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

一種預應力管樁高動能夯擴碎石墩、素土擠密地基加固方法，屬于巖土地基加固技術領域，可解決PHC管樁在遇到超厚濕陷性黃土下存在軟弱土層時，存在的負摩阻問題以及側摩阻力及端阻力不足等問題，具體是超厚層濕陷性黃土下存在軟弱土層時，采用大粒徑塊石墩體+級配碎石夯擴擠密+素土夯擴擠密+PHC管樁的地基加固施工方法。通過使用本發明的方法，可提高樁端阻力，提高樁側摩阻力，消除樁間土濕陷性。

技術領域

本發明屬于巖土地基加固技術領域，具體設計一種預應力管樁高動能夯擴碎石墩、素土擠密地基加固方法。

背景技術

在我國濕陷性黃土的分布非常廣泛，廣泛分布于我國東北、西北、華中和華東部分地區，濕陷性黃土是指在受水浸濕后土體原有結構迅速破壞發生大的沉降，而(超)厚層濕陷性黃土的厚度往往能達到15米以上，遇到此類地基，一般采用的加固處理方法是將其通過動力夯實壓(擠)密，而軟弱土受到擾動易發生蠕變軟化，此兩者組合而成的特殊性土二元結構地基采用常規加固手段往往效果不明顯或造價高昂。

采用PHC管樁時，(超)厚層濕陷性黃土的側阻力為負摩阻力，而當設計樁端部位恰好處于軟弱土層時，會導致PHC管樁的單樁承載力非常較低，若增加設計樁長則費用大幅增加。

發明內容

本發明針對PHC管樁在遇到超厚濕陷性黃土下存在軟弱土層時，存在的負摩阻問題以及側摩阻力和端阻力不足等問題，提供一種預應力管樁高動能夯擴碎石墩、素土擠密地基加固方法，具體是一種塊石、碎石和素土通過由下而上先后次序高動能夯填擠密，再高動能錘擊打入PHC管樁的一種地基處理設計及施工方法。

本發明采用如下技術方案：

一種預應力管樁高動能夯擴碎石墩、素土擠密地基加固方法，施工順序：PHC管樁樁位測放→錘擊成孔→機械洛陽鏟成孔→軟弱土層段塊石夯填→形成樁端塊石墩體→碎石夯填施工→素土夯填施工→樁間土素土夯擴擠密樁樁位測放→樁間土素土夯擴擠密施工→打入PHC管樁→施工質量檢驗及加固效果檢測。

（1）在PHC管樁原樁位上成孔，從原始地面起，對地基土機械成孔至孔底設計標高，其中，地基土從上至下包括濕陷土層和軟弱土層，從設計孔口標高至軟弱土層頂標高均采用錘擊成孔工藝，形成對濕陷土層第一次擠密作用。在遇到軟弱土層不易錘擊成孔時，改用機械洛陽鏟掏孔，至樁孔底深度達到設計標高。成孔直徑400~500mm。

（2）向孔內拋填粒徑10-20cm塊石，每層厚度50~80cm，采用錘重35kN，落距不小于8m進行夯擊，形成高度不小于軟弱土層厚度、塊石填料總體積不小于軟弱土層段成孔體積的3.0倍的樁端墩體；樁端墩體完成后，向孔內濕陷土層段分次填充級配碎石填料，每次填料0.1m³，采用錘重35kN，落距不小于6m進行夯擊，夯擴形成加固體，碎石加固體長度為濕陷土層厚度的1/2，加固體直徑不小于700mm。

（3）對剩余的樁孔采用素土回填夯實擠密，素土含水率控制在最優含水率的±3%，每次填料0.1m³，采用錘重35kN，落距不小于6m分層夯實到孔口位置，加固體直徑不小于700mm。

（4）在加固體之間的超厚濕陷性黃土中按要求間距布設全素土夯擴擠密樁，成樁直徑不小于600mm~700mm，有效樁長進入非濕陷土層不小于0.5m。樁孔填料全長采用素土，每次填料為0.2m³，采用錘重35kN，落距不小于6m分層夯擴擠密，直至地面孔口或樁頂設計標高。布點形式為正三角形布置，間距不大于1.5m。

（5）在碎石素土二相加固體中錘擊打入PHC管樁，對樁側周圍土層產生擠密。在錘擊管樁沉樁過程中，樁底端部依次將素土、碎石擠開至側壁四周，最終插到軟弱土中的塊石墩體頂部。形成以塊石墩為樁底承載體、樁側下部為夯擴擠密碎石加固土層、樁側上部為夯擴擠密素土加固土層的加固模式，提高樁端阻力，提高樁側摩阻力，消除樁間土濕陷性。