一种侧向挤土排水固结提高挤土桩桩基性能的方法与流程

本发明涉及一种提高桩基性能的方法，尤其涉及一种侧向挤土排水固结提高挤土桩桩基性能的方法，该方法尤其适用于高含水率淤泥软土地基中的挤土桩。

背景技术：

修建在软土地基上的挡土或挡水建筑物，例如挡土墙、水闸闸室、船闸、导航墙等，因挡土或挡水的要求，需要承受着较大的水平方向荷载。为满足这样的挡土或挡水结构的抗滑稳定要求，一般需要对地基进行处理。

挤土桩便是常用的一种地基处理方式，包括预制混凝土桩、钢管桩、沉管灌注桩等。挤土桩是指在成桩过程中，造成大量挤土，使桩周围土体受到严重挠动，土的工程性质有很大改变的桩，挤土过程引起的挤土效应主要是地面隆起和土体侧移，导致对周边环境影响较大。这种成桩方法以及在成桩过程中产生的此种挤土效应的桩称为挤土桩。

挤土桩这种地基处理方式有优点，但在高含水率淤泥软土地基中使用时存在着以下的缺陷：

(1)桩周地基土体侧向抗力是影响桩水平向承载力的重要因素，而高含水率淤泥软土的土体侧向抗力指标低，致使桩的水平向承载力小；

(2)成桩过程中的挤土效应可能引起灌注桩断桩、缩颈等质量事故，对于预制混凝土桩或钢管桩可能导致桩体上浮，降低承载力，增大沉降等负面影响。因此，为了避免上述负面影响，在高含水率淤泥软土地基中，当采用挤土桩时，通常桩中心距不小于4～4.5倍桩体直径。但是，当挡土或挡水建筑物地基基础中需要布置较多数量的桩时，为满足桩中心距的要求，会导致基础平面较大，造成基础占地范围大、开挖量大、造价高等缺点；

(3)由于高含水率淤泥软土地基渗透性小，固结缓慢，施工后的固结可能致使建筑物基础与土体脱空，固结对桩基产生负摩擦力等不利现象。

因此，针对挤土桩在高含水率淤泥软土地基使用时存在的负面缺陷，迫切需要寻求一种解决方法，改善挤土桩桩基性能，克服上述缺陷，减少工程造价。

技术实现要素：

针对以上不足，本发明根据挤土桩成桩特点及高含水率淤泥软土物理力学特征，针对挤土桩在高含水率淤泥软土地基使用时存在的负面缺陷，提供一种施工简单、造价低、对提高桩基水平向承载力、降低桩基最小桩中心距要求、降低桩周土体负摩擦力等桩基性能改善效应高的方法。

本发明通过以下方案达到上述目的：

一种侧向挤土排水固结提高挤土桩桩基性能的方法，所述方法包括在施工挤土桩之前，在挤土桩之间的地基中插入一条以上的竖向排水体，再进行挤土桩施工。

优选的，所述竖向排水体可采用塑料排水板或砂石桩等具有强透水性的结构。

优选的，每条竖向排水体距离挤土桩在1.2m以内。

优选的，所述两根挤土桩之间的地基中插入竖向排水体的数量为一条以上，距离挤土桩在1.2m以内。

进一步优选的，所述两根挤土桩之间的地基中插入竖向排水体的数量为两条。

进一步优选的，所述两根挤土桩之间的地基中插入竖向排水体的数量为两条，每条竖向排水体距离挤土桩在1.2m以内。

在一个优选的实施例中，所述方法包括在施工挤土桩之前，在挤土桩之间的地基中插入一条以上的竖向排水体形成排水通道，再进行挤土桩施工，利用桩的挤土效应使桩周土体受到侧向挤压进行排水固结。

优选的，所述方法能提高桩周土体物理力学指标，例如内摩擦角、粘聚力可提高20％～30％，从而达到提高桩基性能，可提高桩的水平向承载力达25％～35％，减少最小桩中心距要求1～1.5倍桩体直径。

本发明创新地是在施工挤土桩前，在挤土桩之间的地基中插入竖向排水体形成排水通道；接着，在施工挤土桩时，利用桩的挤土效应，使桩周的土体受到侧向挤压进行排水固结。试验证实，通过本发明的方法，可提高桩周土体物理力学指标，从而更好地提高桩基性能。

本发明方法特别适用于高含水率淤泥软土地基中的挤土桩。

本发明的有益效果在于：

(1)由于桩周土体得到排水固结，土体侧向抗力增大，从而桩的水平向承载力增大；

(2)由于排水通道的存在，桩施工时，高饱和度软土中的孔隙水可得到有效的排水，可减少成桩过程中的挤土效应的负面影响，从而可减少桩距，缩小基础平面尺寸；

(3)由于桩周软土在施工时得到固结，施工后建筑物基础与土体脱空的可能性减少，施工后桩周土体固结对桩基产生的负摩擦力减少。本发明的方法施工简单、造价低、对桩基性能改善效应高。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中挤土桩和竖向排水体的俯视图；

图2是本发明具体实施方式中挤土桩和竖向排水体的侧视图；

图中，1-挤土桩，2-竖向排水体。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行进一步说明。

场地平整后，在施工挤土桩前，在挤土桩1之间的地基中插入竖向排水体2，例如排水板,形成排水通道；接着，再在施工挤土桩时。施工挤土桩时，由于桩的挤土效应，使桩周的土体受到侧向挤压利用竖向排水体进行排水固结，提高桩周土体物理力学指标，从而达到提高桩基性能。

如图1和图2中所示，在每两根挤土桩1之间各设置两根竖向排水体2，竖向排水体2距离挤土桩1的距离为1米，可以较好地达到使桩周的土体受到侧向挤压利用竖向排水体进行排水固结，提高桩周土体物理力学指标从而达到提高桩基性能的目的。

经实验，采用该方法可提高桩的水平向承载力达25％～35％，节约工程桩基投资约20％～30％。

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种提高桩基性能的方法，尤其涉及一种侧向挤土排水固结提高挤土桩桩基性能的方法，该方法尤其适用于高含水率淤泥软土地基中的挤土桩，所述方法包括在施工挤土桩之前，在挤土桩之间的地基中插入一条以上的竖向排水体，再进行挤土桩施工，利用桩的挤土效应使桩周土体受到侧向挤压进行排水固结。本发明的方法施工简单、造价低、对桩基性能改善效应高。

技术研发人员：陈俊昂;刘启波;王帅;钟兴;李少权
受保护的技术使用者：广东省水利电力勘测设计研究院
技术研发日：2017.08.21
技术公布日：2017.10.20