一种端承型刚性桩复合地基及其施工方法与流程

本发明涉及一种端承型刚性桩复合地基及其施工方法，属于地基基础技术领域。

背景技术：

目前复合地基采用的刚性桩一般为cfg桩和素混凝土桩，多为摩擦桩或端承摩擦桩，受力过程中桩向下刺入岩土体，上部向上刺入位于桩顶的褥垫层中。但当建筑位于强岩溶地区时，由于地下水位较高，基岩面起伏大且存在多层串珠状溶洞，修建高层建筑采用桩基施工难度和造价非常高，在该类强岩溶场地如何进行地基处理后可修建高层建筑，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种端承型刚性桩复合地基及其施工方法，以用来处理高地下水位情况下的强岩溶发育地基，并通过处理后可以修建高层建筑，同时提供建造该类复合地基的施工方法，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种端承型刚性桩复合地基，包括基岩，基岩顶面为不规则起伏状；基岩上方为粘土层；粘土层上方为褥垫层，粘土层内设有一组刚性桩，刚性桩的底端进入基岩中不少于100mm；刚性桩的桩身穿透粘土层伸入褥垫层。

前述端承型刚性桩复合地基中，所述褥垫层厚度为250-300mm，褥垫层为级配砂石层；级配砂石中的中砂与碎石的比例为7:3，碎石的最大粒径不大于20mm。

前述端承型刚性桩复合地基中，所述刚性桩为c25-c35素混凝土桩，刚性桩直径为400-600mm。

前述端承型刚性桩复合地基中，所述刚性桩伸入褥垫层的长度根据刚性桩的长度确定；当刚性桩桩长超过8m不足12m时，刚性桩桩顶伸入褥垫层50mm；当刚性桩桩长超过12m不足18m时，刚性桩桩顶伸入褥垫层100mm；当刚性桩桩长超过18m时，刚性桩桩顶伸入褥垫层150mm。

前述端承型刚性桩复合地基中，所述基岩内含有溶洞，当基岩内溶洞顶板厚度小于3倍刚性桩直径时，刚性桩底端穿越溶洞支承在溶洞底部岩石上。

用于上述端承型刚性桩复合地基的本发明的一种施工方法为，该方法包括以下步骤：

步骤一、平整场地并确定刚性桩孔位；

步骤二、由上至下进行钻孔至基岩中；

步骤三、清理孔底并进行刚性桩混凝土浇筑；

步骤四、检测刚性桩桩身完整性；

步骤五、检测合格后清除场地表层土至褥垫层底标高，并按照设计桩顶标高要求截去高出的桩头；

步骤六、进行单桩和单桩复合地基承载力试验；

步骤七、铺设褥垫层。

前述施工方法中，所述步骤一平整场地时，以设计筏板基础的底标高为基准，场地标高高出设计筏板基础的底标高100mm，以防止施工过程中对桩间土层造成扰动。

前述施工方法中，所述步骤二采用xy-2b型工程钻机进行钻孔；孔底应进入基岩中，钻孔过程中若出现塌孔则用泥浆护壁工艺、套管护壁或地基土固结工艺加固孔壁。

前述施工方法中，所述步骤三刚性桩混凝土浇筑时，桩顶应超过设计标高500mm；超出部分在步骤五时按照设计桩顶标高要求截去。

前述施工方法中，所述步骤七铺设褥垫层时，采用静压法一次铺设。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明首先是对刚性桩复合地基的应用范围进行了拓展，与常规刚性桩复合地基受力不太一样，本发明能适应强岩溶地基中，基岩面起伏较大，地下水高的复杂场地。相比较常规刚性桩复合地基，该种复合地基变形调节主要是桩顶褥垫层，单桩受力模式为端承桩，桩底变形很小可以忽略不计。有些地方基岩出露，可以开挖500mm后采用褥垫层换填，用于调节筏板基础沉降变形。

附图说明

图1本发明端承型刚性桩复合地基结构示意图；

图2图1中的ⅰ-ⅰ剖面图；

图3图1中的ⅱ-ⅱ剖面图；

图4图1中的ⅲ-ⅲ剖面图；

附图中的标记为：1-褥垫层、2-刚性桩、3-粘土层、4-基岩、5-溶洞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种端承型刚性桩复合地基，如图1-4所示：包括基岩4，基岩4顶面为不规则起伏状；基岩4上方为粘土层3；粘土层3上方为褥垫层1，粘土层3内设有一组刚性桩2，刚性桩2的底端进入基岩4中不少于100mm；刚性桩2的桩身穿透粘土层2伸入褥垫层1。褥垫层1厚度为250-300mm，褥垫层1为级配砂石层；级配砂石中的中砂与碎石的比例为7:3，碎石的最大粒径不大于20mm。刚性桩2为c25-c35素混凝土桩，刚性桩2直径为400-600mm。刚性桩2伸入褥垫层1的长度根据刚性桩2的长度确定；当刚性桩2桩长超过8m不足12m时，刚性桩2桩顶伸入褥垫层50mm；当刚性桩2桩长超过12m不足18m时，刚性桩2桩顶伸入褥垫层100mm；当刚性桩2桩长超过18m时，刚性桩2桩顶伸入褥垫层150mm。基岩4内含有溶洞5，当基岩4内溶洞5顶板厚度小于3倍刚性桩2直径时，刚性桩2底端穿越溶洞5支承在溶洞5底部岩石上。

用于上述端承型刚性桩复合地基的本发明的一种施工方法为，该方法包括以下步骤：

步骤一、平整场地并确定刚性桩孔位；

步骤二、由上至下进行钻孔至基岩中；

步骤三、清理孔底并进行刚性桩混凝土浇筑；

步骤四、检测刚性桩桩身完整性；

步骤五、检测合格后清除场地表层土至褥垫层底标高，并按照设计桩顶标高要求截去高出的桩头；

步骤六、进行单桩和单桩复合地基承载力试验；

步骤七、铺设褥垫层。

所述步骤一平整场地时，以设计筏板基础的底标高为基准，场地标高高出设计筏板基础的底标高100mm，以防止施工过程中对桩间土层造成扰动。所述步骤二采用xy-2b型工程钻机进行钻孔；孔底应进入基岩中，钻孔过程中若出现塌孔则用泥浆护壁工艺、套管护壁或地基土固结工艺加固孔壁。所述步骤三刚性桩混凝土浇筑时，桩顶应超过设计标高500mm；超出部分在步骤五时按照设计桩顶标高要求截去。所述步骤七铺设褥垫层时，采用静压法一次铺设。

实施例

本例的核心是提供了一种端承型刚性桩复合地基，在强岩溶发育地区有较好的适用性。还提供了一种用于建造上述端承型刚性桩复合地基的施工方法。

下面将结合本例中的附图，对本例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本例本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1～图4，图1为本发明实施例提供的一种刚性桩复合地基示意图；图2为本实施例端承型刚性桩复合地基ⅰ-ⅰ剖面图。图3为本实施例端承型刚性桩复合地基ⅱ-ⅱ剖面图。图4为本实施例端承型刚性桩复合地基ⅲ-ⅲ剖面图。

本例提供了一种端承型刚性桩复合地基，包括褥垫层1和刚性桩2，粘土层3，基岩层4和溶洞5。褥垫层1铺设于刚性桩2的顶部；刚性桩2穿透粘土层3后进入基岩层4，基岩层4中存在溶洞5。根据现场地质条件不同，刚性桩2、粘土层3、基岩层4和溶洞5均会存在变化。具体桩长及是否穿溶洞顶板视地质情况而定，本发明不做具体限定。

本例中褥垫层1桩顶以上厚度为250～300mm，其主要作用是用来调节刚性桩2和粘土层3的受力变形，达到刚性桩和桩间土共同承受筏板基础传来的上部荷载，褥垫层材料为，采用静力碾压，为便于施工桩顶褥垫层厚度是通过刚性桩2的桩顶进入褥垫层1的深度来实现的。褥垫层1的总厚度为300mm，当刚性桩2桩长超过8m时，桩顶进入垫层50mm。超过12m时桩端进入垫层100mm。超过18m时桩顶进入垫层150mm。褥垫层材料采用级配砂石，中砂：碎石为7:3，碎石最大粒径不大于20mm。

本实施例中刚性桩2的直径为400mm～600mm，桩身材料为c25～c35的素混凝土，当然也可以采用水泥粉煤灰碎石桩（cfg桩），桩身强度不宜低于c25。桩端应进入基岩4中,且距最低一侧基岩表面不小于100mm。刚性桩2受力特性为端承桩。

粘土层3是本刚性桩复合地基重点处理的土层，由于地下水位高，通常承载力较低，呈现软塑甚至流塑状态，加之基岩4表面起伏面较大，处理过程中要求刚性桩2穿透该层。当局部位置该层缺失时，不需要设置刚性桩2，直接将基岩面超挖200mm采用增厚褥垫层处理，满足变形协调条件。

基岩4为刚性桩的持力层，是该实施例的必要条件，有些位置发育溶洞5，刚性桩是否穿透溶洞是由最上层溶洞顶板决定，溶洞顶板厚度不小于3倍桩径时可以将桩置于顶板上。

本发明实施例提供了一种用于建造上述端承型刚性桩复合地基的施工方法，包括以下步骤：

1、场地平整至设计筏板基础底标高以上100mm，桩位放线，场地标高留出高度是防止施工过程中对桩间土层扰动。

2、采用xy～2b型工程钻机钻至基岩4中，钻机必须有入岩能力，防止基岩面起伏时出现漂桩，钻孔过程中若出现塌孔则采用泥浆护壁工艺或套管护壁甚至地基土固结等工艺。

3、钻至设计标高后清底干净，采用导管水下浇筑混凝土，浇筑时桩顶应超过设计标高500mm。

4、刚性桩2施工完成后，检测桩身完整性，缺陷轻微的可以选择为试验桩验证，缺陷严重的应返工。

5、检测合格后将场地表层土清除至褥垫层底标高，并按照设计桩顶标高要求将桩头截去，根据施工桩长截取桩头不一样长，应标注清楚后截桩，要防止桩身受损。

6、进行单桩和单桩复合地基承载力的检验。

7、铺设刚性桩2顶部的褥垫层，采用静压法一次铺设。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。