一种通过形成复合地基降低深厚软土层桩长的结构及方法与流程

本发明涉及工程桩及施工方法技术领域，具体涉及一种通过形成复合地基降低深厚软土层桩长的结构及方法。

背景技术：

软土地基是指软土地基是由软土构成的地基，其土壤成份主要是软土，特点是天然含水量高，天然孔隙比大，抗剪强度低，压缩系数高，渗透系数小。在荷载作用下，软土地基承载力低，地基沉降变形大，可能产生的不均匀沉降也大，属于一种不良地基。

如果桩穿过并支撑在各种压缩土层时，主要依靠桩侧土的摩阻力支撑垂直荷载，这样的桩就称为摩擦桩。目前采用常规的灌注摩擦桩处理深厚软基，桩身长，荷载作用下易发生弯曲破坏；且桩身越长，用料越大，施工难度越大，工序越复杂。基于长桩的诸多弊端，减小桩身长度而不影响桩的承载力是后续基础工程研究的重点，采取增大摩擦阻力的方法减小桩身长度，对于基础工程具有十分重要的意义。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种通过形成复合地基降低深厚软土层桩长的结构及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种通过形成复合地基降低深厚软土层桩长的结构，包括套管，所述套管包括套管外壁、套管内壁、溢流孔、压力舱和注浆口，套管外壁与套管内壁之间形成压力舱，压力舱顶部为压力舱顶板，压力舱外壁竖向分布注浆系统，压力舱顶板上分布注浆口，注浆管插入注浆口中并通过注浆管将砂浆注入压力舱内，砂浆经压力舱上开设的溢流孔流出套管外壁并与软土混合形成复合地基。

进一步的，所述套管外壁由多节空心管通过螺纹相连接，挖孔过程中根据开挖深度逐节吊放，注浆过程中根据注浆进度逐节拆卸，以缩减长度。

进一步的，所述注浆管通过注浆口插入至压力舱的0-1/3高度以内。

进一步的，所述压力舱外壁均布若干个溢流孔且溢流孔上下间距相等。

进一步的，所述压力舱外壁沿竖向均匀分布三层注浆系统，每层注浆系统为沿压力舱外壁环向均匀分布的八个溢流孔，保证注浆均匀。

进一步的，所述注浆口设置于压力舱顶板上一圈且注浆口的数量为八个。

进一步的，所述套管四周涂抹一层润滑料。

进一步的，包括以下步骤：

步骤一、测量放线出桩位，从上到下逐层开挖桩孔，每开挖一层吊放一节套筒外壁，直至桩孔开孔完成；

步骤二、下放钢筋笼，并固定好钢筋笼，将注浆管插入到压力舱顶板上的注浆口中，灌浆浇筑和压力舱注浆同时开始；

步骤三、压力舱内注入砂浆，砂浆经溢流孔流出，与软土地基混合形成复合地基；

步骤四、压力舱注满砂浆后，继续注浆一段时间以保证砂浆与软土地基充分混合；

步骤五、抬升套管，同时拆掉高出地面部分的套管外壁，进入下一段注浆段，开始注浆；

步骤六、重复上述步骤四和五直至注浆完成，此时摩擦桩的浇筑工作也接近尾声。

进一步的，步骤二中，灌浆浇筑速度略低于压力舱的注浆速度。

进一步的，步骤三中，砂浆中添加早强剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种通过形成复合地基降低深厚软土层桩长的结构及方法，包括套管，套管包括套管外壁、套管内壁、溢流孔、压力舱和注浆口，套管外壁与套管内壁之间形成压力舱，套管外壁与套管内壁的间距较小，节省砂浆材料，压力舱顶部为压力舱顶板，压力舱外壁竖向分布溢流孔构成的注浆系统，压力舱顶板上分布注浆口，注浆管插入注浆口中并通过注浆管将砂浆注入压力舱内，砂浆经压力舱上开设的溢流孔流出套管外壁并与软土混合形成复合地基，溢流孔上下间距相等。本发明提供的通过形成复合地基降低深厚软土层桩长的结构及方法，当压力舱内充满砂浆后，提升套筒至下一注浆段，套管抬升依靠注浆管的牵引力完成，同时将高出地面的套筒外壁拆卸下来，开始下一阶段注浆，通过将砂浆与软土地基混合形成复合地基，能够改善基地土性质，提高地基的承载力，显著增大软土地基的摩擦系数，增大摩擦桩与地基间的摩擦阻力，从而有效减小摩擦桩的桩长，节约材料、减少成本，同时套管还可以起到支护作用，防止塌孔，套管模型简单灵活、操作方便、经济可行性高，克服了之前由于摩擦桩与软土地基间摩擦力不足导致桩的承载力不足而被迫增加桩身长度的不足，对于基础工程具有非常重要的意义。

附图说明

图1为本发明的套管截面图；

图2为本发明的套管俯视图；

图3为本发明的套管注浆示意图；

其中：1-套管外壁；2-套管内壁；3-注浆管；4-溢流孔；5-压力舱；6-螺纹；7-注浆口；8-压力舱顶板；9-注浆区。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1-3所示，一种通过形成复合地基降低深厚软土层桩长的结构，包括套管，套管包括包括套管外壁1、套管内壁2、溢流孔4、压力舱5和注浆口7，套管外壁1与注浆管3均采用螺纹连接，套管外壁1与套管内壁2之间形成压力舱5，压力舱5顶部为压力舱顶板8，压力舱5外壁沿竖向均匀分布三层溢流孔4构成的注浆系统，每层注浆系统为一层溢流孔4，每层溢流孔4的数量为八个，即：每层注浆系统均为沿压力舱5外壁环向均匀分布的八个溢流孔4，注浆口7排布于压力舱顶板8上一圈且注浆口7的数量为八个，排布分散、均匀，保证注浆均匀，注浆管3插入注浆口7中并经注浆口7将砂浆注入压力舱5内，砂浆经压力舱5外壁开设的溢流孔4流出套管外壁1并与软土混合形成复合地基。

套管外壁1由多节空心管通过螺纹6连接形成，挖孔过程中根据开挖深度逐节吊放，注浆过程中根据注浆进度逐节拆卸，以缩减长度。

套管四周涂抹一层润滑料，压力舱5外壁均布若干个溢流孔4且溢流孔4上下间距相等，注浆管3通过注浆口7插入至压力舱5高度的0-1/3高度以内。

一种通过形成复合地基降低深厚软土层桩长的方法，包括以下步骤：

步骤一、测量放线出桩位，从上到下逐层开挖桩孔，每开挖一层吊放一节套筒外壁1，直至桩孔开孔完成；

步骤二、下放钢筋笼，并固定好钢筋笼，将注浆管3插入到压力舱顶板8上的注浆口7中，灌浆浇筑和压力舱5注浆同时开始；

步骤三、压力舱5内注入砂浆，砂浆经溢流孔4流出，与软土地基混合形成复合地基；

步骤四、压力舱5注满砂浆后，继续注浆一段时间以保证砂浆与软土地基充分混合；

步骤五、抬升套管，同时拆掉高出地面部分的套管外壁1，进入下一段注浆段，开始注浆；

步骤六、重复步骤四、五直至注浆完成，此时摩擦桩的浇筑工作完成。

步骤二中，灌浆浇筑速度略低于压力舱5的注浆速度。

步骤三中，砂浆中添加早强剂。

实施例1

第一步：在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点，确定好桩位中心，以中心为圆心，以桩身半径加套管厚度为半径划出上部（即第一节）的圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，并沿桩中心位置向桩孔外引出四个桩中轴线控制点，用牢固木桩标定；

第二步：人工开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效控制开挖桩孔截面尺寸，每节的高度应根据土质条件及施工方案而定，每挖完一节，吊放一节套管外壁1进行支护，套管间螺纹6相接，保证套管圆弧保持上下顺直一致；

第三步：成孔完成后，按设计要求对钢筋笼进行验收，检查钢筋种类、间距、焊接质量、钢筋笼直径、长度及保护块的安置情况，钢筋笼用起重机吊起，沉入桩孔就位，用挂钩钩住钢筋笼最上面的一根加强箍，用槽钢作横担，将钢筋笼吊挂在井壁上口，以自重保持骨架的垂直，控制好钢筋笼的标高及保护层的厚度，起吊时为防止钢筋笼变形，注意不得碰撞孔壁，如钢筋笼太长时，可分段起吊，在孔口进行垂直焊接；

第四步：将注浆管3插入注浆口7并固定，将砂浆输送入压力舱5内，砂浆中添加早强剂，砂浆经溢流孔4流入软土地基中，压力舱5注浆与桩身混凝土浇筑同时进行，且桩身混凝土浇筑速度略低于压力舱5注浆；

第五步：当压力舱5中充满砂浆后，继续注浆一段时间以保证砂浆与软土地基充分混合；抬升套管，拆除高出地面部分套管外壁1，进入第二段注浆；

第六步：重复步骤四和五，完成整个桩孔的注浆工作，同时摩擦桩桩身浇筑工作也接近尾声。

上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围。