专利名称：地基处理方法
技术领域：
本发明属于地基处理技术。
目前的地基处理方法很多，但都具有各自的适用范围和局限性，如有的成本较高，有的时间较长，有的适用范围较小，有的提高地基承载力及降低地基压缩性的程度较低。对于常用的桩基(通常说的桩基一般仅指由混凝土或钢筋混凝土组成的刚性桩)法，当其应用于软弱土、湿陷性黄土、膨胀土和冻土等不良土地基处理时，所设置的桩基下端须穿过不良土层而进入下面较稳定的土层中，桩周土提供的摩擦力较小，甚至还会产生负摩擦力和上拔力，荷载一般由桩端承受，桩的承载力较低。当不良土层较厚时，桩就须设置得又深又粗，而当不良土层很厚而又不得不使用桩基法处理时，基础造价可能是很高的。对于在地基中设置砂桩、碎石桩、灰土桩及石灰桩等柔性材料桩的地基处理方法，其所设置的柔性材料桩通常是由于上部桩体的压坏而破坏，桩的承载力较低，变形较大，所以利用这些柔性桩法处理的地基，其承载力的提高和压缩性的降低程度一般不太大。
本发明的目的是提出一种造价较低、提高地基承载力和降低地基压缩性的程度较高、适用范围较大的地基处理方法。
本发明方法是在地基土中设置复合灌注桩来处理地基，具体方法是首先在地基土中制设桩孔，成孔方式可以是钻孔、挖孔或沉管成孔，成孔直径一般为300～500mm，钻孔和挖孔一般用于地下水位以上的地基，沉管成孔可不受这个条件的限制，沉管的下端可以是活瓣桩尖或预制桩尖，然后在桩孔中安置一下端敞口的管子，该管子的直径小于桩孔直径，一般为200～400mm，其入孔深度由设计的混凝土芯柱长度而定，上端出露于地表且有一进料漏斗，安置管子时使其纵轴轴线与桩孔的纵轴轴线重合，接着在管外壁与孔壁之间灌注砂土、碎石、粉煤灰、矿渣等散粒柔性材料或灰土、石灰、石灰-粉煤灰混合物、粘性良土等粘性柔性材料，灌注何种柔性材料由地基土的土质、设计的复合桩型以及当地材料等条件确定;再接着通过进料漏斗向管子中间灌注混凝土;最后利用卷扬机等起吊设备拔出管子，在地基土中形成复合灌注桩。灌注的材料量一般可一次灌足，灌注量较大时可在管子上拔到一定高度时补灌。在上拔管子的同时还可利用振动或冲击设备对管子进行振动或冲击，此时管子的入孔深度一般与孔深相同，向管外壁与孔壁之间灌注柔性材料后，即可边拔边振动(或边拔边冲击)管子，待管子拔到芯柱下端设计标高后，再向管子中灌注混凝土，最后形成桩身比较密实的复合灌注桩。如果芯柱柱身需要配筋，可在向管子中间灌注混凝土前在管子中放置钢筋笼。当使用带有芯管的特殊沉管灌注桩打桩机时，就可省去在桩孔中安置管子这一步(详见实施例)。通过上述步骤在地基土中设置一系列的复合灌注桩，从而使地基得以处理。
由于本发明方法在地基中所设置的复合灌注桩由两部分复合而成，当为散粒柔性材料较少而以混凝土芯柱为主的复合灌注桩时，由于芯柱周围及下端的散粒柔性材料能消除地基土产生的负摩擦力、上拔力等不良作用对芯柱的影响，且能给芯柱提供较大的摩擦力和端承力，并承受一部分桩顶荷载，桩的承载力较一般的混凝土桩高，当为混凝土芯柱较细而以柔性材料为主的复合灌注时，由于位于桩中心的混凝土芯柱的作用，上部桩体不容易压坏，荷载能有效地向下传递，下部桩体能更大程度地发挥作用，桩的承载力较一般的柔性材料桩高。所以，利用本发明方法处理的地基也就较一般的刚性桩法和柔性桩法处理的地基承载力高，压缩性低。另外，本发明方法施工简单，而且基本上不受土质及不良土层厚度等条件的限制，适用于大部分土质及具有任意厚度不良土层的地基处理。
附图描述了利用特殊振动沉管灌注桩打桩机处理湿陷性黄土地基的工艺图，来作为本发明的一个实施例。现对照附图对实施例的工艺说明如下(1).打桩机就位，
图1即表示打桩机就位后的状态。该打桩机由机架1、卷扬机2、振动锤3、沉管4及料斗5等一些附属设备组成。沉管4中间有一下端敞口的芯管6，其长度与沉管4相同，上端与振动锤3及沉管4连接在一起。芯管6上部有一进料漏斗7，通过进料漏斗7可加料于芯管6中。沉管4上部有一进料漏斗8，通过进料漏斗8可加料于沉管4与芯管6之间。沉管4下端的活瓣桩尖9呈闭合状态。地基土由湿陷性黄土状亚粘土层①和硬粘土层②组成(2).沉入桩管，图2即表示沉管4的桩尖9沉到设计标高(-H)时的状态。利用振动锤3的振动作用及卷扬机2的加压作用，使沉管4和芯管6沉入土中。桩尖9进入下面硬粘土层②中的长度一般大于2～3倍的桩径;
(3).向沉管4及芯管6之间灌注中砂10，图3即表示灌注中砂后的状态。利用卷扬机2提升料斗5，通过进料漏斗8向沉管4及芯管6之间灌注中砂10，一般可一次灌足。当灌注量较大时，可在下述步骤(5)进行到一定程度时补灌;
(4).向芯管6中灌注混凝土11，图4即表示灌注混凝土11后的状态。利用卷扬机2提升料斗5，通过进料漏斗7向芯管6中灌注混凝土12，一般也可一次灌足。当灌注量较大时，可在下述步骤(5)进行到一定程度时补灌;
(5).拔出桩管，图5即表示上拔桩管时的情况。利用卷扬机2将振动锤3、沉管4及芯管6一起上拔，上拔的同时利用振动锤3对沉管4和芯管6进行振动，边振边拔，此时活瓣桩尖9张开;
(6).成型，图6即表示成型后位于地基中的复合灌注桩12。复合灌注桩12由位于桩中心的混凝土芯粒13及芯柱13周围的中砂11组成。由于中砂10可消除湿陷性黄土层①的湿陷作用对芯柱13产生的负摩擦力，而且可给芯柱13提供较大的摩擦力及承担一部分桩顶荷载，因而复合灌注桩12的承载力较高。
通过上述步骤，就可以在地基中设置一系列的复合灌注桩12，由湿陷性黄土层①及硬粘土层②组成的地基就得以处理，这种处理方法较一般的桩基法造价便宜。
如果在步骤(3)之后即进行步骤(5)，待沉管4和芯管6上拔到一定高度之后，再接着进行步骤(4)及步骤(5)，最后形成图7所示的由位于桩中心的混凝土芯柱13和芯柱13周围及下端的中砂11组成的复合灌注桩14。
权利要求
1.一种地基处理方法，其特征是通过在地基中设置复合灌注桩的方法来处理地基，其步骤包括(1)在地基中制设桩孔；(2)在桩孔中安设一直径小于孔径的管子；(3)向管外壁与孔壁之间灌注砂土等柔性材料；(4)向管子中间灌注混凝土；(5)利用起吊设备将管子拔出；(6)在地基中形成复合灌注桩。
2.如权利要求1的地基处理方法，其特征是步骤(2)中的管子入孔深度与孔深相同，在步骤(3)之后即进行步骤(5)，待管子上拔到一定高度后，再接着进行步骤(4)步骤(5)及步骤(6)，进行步骤(5)时利用振动设备或冲击设备边拔边振动或边拔边冲击。
3.如权利要求1的地基处理方法，其特征是利用带芯管的沉管灌注桩打桩机在地基中设置复合灌注桩，步骤(1)及步骤(2)简化为一个步骤，进行步骤(5)时利用振动锤边振边拔。
4.如权利要求2的地基处理方法，其特征是利用带芯管的沉管灌注桩打桩机在地基中设置复合灌注桩，步骤(1)及步骤(2)简化为一个步骤。
全文摘要
本发明为地基处理方法，其属于地基处理技术，该发明是通过在地基中设置复合灌注桩的方法来处理地基。该方法所设置的复合灌注桩可不受地基上不良作用的影响，且荷载能有效地向下传递，处理后的地基承载力较高、压缩性较低。该方法适用于大部分土质及具有任意厚度不良土层的地基处理。
文档编号E02D5/38GK1071724SQ9110991
公开日1993年5月5日 申请日期1991年10月15日 优先权日1991年10月15日
发明者赵海生 申请人:河南省建筑科学研究所