本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种在桩身表面采用沥青涂抹加土工织物包裹来减小负摩擦力不利影响的方法。
背景技术：
在深厚软土地基上进行大面积堆载，由于桩和软土沉降不一致，在中性点以上会对既有桩基产生负摩擦力不利影响，增大桩身轴力，减小桩基承载力，对桩基工程造成威胁。
如何采取措施减小负摩擦力对桩的影响，是一个既需要考虑安全可靠，又需要考虑经济合理的技术问题。对软土地基堆载作用下减小既有桩基负摩擦力的措施，对于沉降要求非常严格的桩基，一般采用桩周土体加固或者采用补桩的方法；对于沉降要求一般的桩基，目前常见的有钢套管法等，可以减轻负摩擦力的影响，但由于套管法具有不好固定，容易倾斜、碰撞损伤桩体以及投入较大的缺陷，在工程实际中往往得不到推广，使得人们倾向采取桩周土体加固或者采用补桩的方法来处理此类桩基，造成极大的浪费。因此，研究一种取材方便、施工简单、投资较小、效果显著的减少桩身负摩擦力的方法及装置很有必要，具有现实意义和经济效益。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种减小桩身负摩擦力的施工方法，可有效减小桩身负摩擦力，提高桩身安全。
本发明提供的一种减小桩身负摩擦力的水上镀层施工方法，桩身位于水面以上的部分为水上桩身，桩身位于水下的部分为水下桩身：
在干燥后的水上桩身表面涂抹冷底油，待冷底油渗入水上桩身或从水上桩身表面挥发之后，将加热后的沥青浇淋于水上桩身表面形成上段沥青层，在沥青层表面包裹土工织物，最后在土工织物外进行加固。
较佳地，加热后的沥青温度为150℃至180℃。
较佳地，上段沥青层的厚度为8至10mm。
较佳地，上段沥青层所用沥青的软化点为50℃至60℃。
较佳地，在25℃时沥青针入度为40dmm至70dmm。
较佳地，土工织物的单位重量≥150g/㎡。
较佳地，土工织物的纵横向抗拉强度≥20kn/m，断裂伸长率≤20％。
较佳地，土工织物的等效孔径o90＞0.05㎜，等效孔径o95＜0.2㎜；
较佳地，渗透系数i≥10-3cm/s，1＜i＜10。
较佳地，在土工织物外进行加固的方法包括：采用加筋带或铅丝绑扎在土工织物外。
本发明的有益效果在于：将桩身作为水上桩身和水下桩身分开作业，在水上桩身通过采用沥青涂层和土工织物包裹层，可以显著减小负摩擦力对桩身的不利影响，保证桩基工程的安全。所有材料取材方便，施工简单，投资较小，具有较大的推广价值和应用前景。本发明经现场试验，由于土工织物和沥青涂层两者均具有较好的光滑性，可以较好地减轻由于大面积堆载产生的桩-土差异沉降所引起的负摩擦力，显著减小对桩身内力的不利影响。本发明的施工方法工艺简单，操作方便，投资较小，经过对实际工程的现场监测，表明本发明对减小桩身负摩擦力可操作性强，效果明显。
附图说明
图1为通过本发明实施例施工方法进行桩身水上镀层的水上桩身横剖面结构示意图。
图2为发明所应用工程的围堤与既有引桥桥桩相对位置关系图，
图3为图2中23#桥桩的剖面结构示意图。
图中：1-水上桩身，2-上段冷底油层，3-上段沥青层，4-上段土工织物层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
实施例一
一种减小桩身负摩擦力的水上镀层施工方法，桩身位于水面以上的部分为水上桩身1，桩身位于水下的部分为水下桩身：
在沥青涂抹之前先将桩身表面清洗干净，在干燥后的水上桩身1表面涂抹冷底油形成上段冷底油层2，由于冷底油粘度小，具有良好的流动性，涂刷在桩体混凝土表面上，能很快渗入桩身表层孔隙中，溶剂挥发后便与桩面牢固紧密结合。将沥青加热至150℃，浇淋于冷底油渗入或挥发之后的水上桩身1表面形成上段沥青层3，上段沥青层3的厚度为8mm。上段冷底油层2的厚度为0.3mm，上段土工织物层4的厚度为2mm。
上段沥青层3所用沥青的软化点为50℃，在25℃时针入度为40dmm。在沥青层表面包裹土工织物形成上段土工织物层4，最后在上段土工织物层4外进行加固。加固的方法为：采用加筋带或铅丝绑扎在土工织物层或土工织物片外，将整体固定在桩身上，处理范围高于堆载高度至少1m。
本实施例中的土工织物由一种土工织物构成，土工织物(包括土工织物层和土工织物片)的单位重量≥150g/㎡，纵横向抗拉强度≥20kn/m，断裂伸长率≤20％，等效孔径o90＞0.05㎜、等效孔径o95＜0.2㎜，渗透系数i≥10-3cm/s，1＜i＜10。
本实施例还包括对水下桩身镀层的施工方法，具体包括：从土工织物上裁剪出与水下桩身尺寸相匹配的土工织物片，在土工织物片的表面依次进行冷底油涂抹和沥青层铺设，加工好的沥青涂层土工织物片采用运输船运至施工现场，人工将涂抹沥青的布面紧贴桩身，并将水下桩身包裹严实并加固；施工时将数个土工织物片从水下桩身下端至上段依次施工，相邻两个土工织物片搭接在一起。必要时，可在同一个段位高度包裹两层土工织物片。
土工织物片涂抹冷底油之后先铺设第一层沥青，然后喷设第二层沥青，第一层沥青层的厚度为4至5mm，第二层沥青层的厚度为4至5mm，第二层沥青层采用包含pc-1型阳离子乳化沥青。喷洒型阳离子乳化沥青当阳离子乳化沥青与骨料表面接触时，由于所带电荷不同，产生异性相吸，两者在有水膜的情况下能使沥青微粒裹覆在骨料表面，仍能很好吸附结合。因而在阴湿、低温情况下(5℃以上)仍可以施工。
对于阳离子型乳化沥青而言，其沥青微粒带有正电荷，湿润矿料表面带有负电荷，由于异性电荷相吸的原因，尽管二者之间有水膜，仍会使沥青微粒很快的吸附在矿料表面。即使在阴湿季节或低温季节(5℃以上)，阳离子沥青乳液仍可以照常施工。从化学反应角度看，阳离子乳化沥青对于碱性矿料有着良好的粘附性。这是因为阳离子乳化沥青有一定的游离酸，ph值小，游离酸与碱性石料起作用后，生成氯化钙和带负电荷的碳酸离子，恰好与它裹附在沥青周围的阳离子中和，所以沥青微粒能与矿料表面紧密相连，形成牢固的沥青膜，同时将乳液中的水份很快地分离出来，分解破乳。而对于酸性矿料，由于其表面带有负电荷，与阳离子乳化沥青自然有着良好的粘附性。
相邻两个土工织物片搭接在一起的搭接长度不小于0.5m，裁剪出的土工织物片长度值比水下桩身的周长值大至少0.5m，裁剪出的土工织物片的高度为2m。
实施例二
本实施例在将沥青加热至165℃，浇淋于冷底油渗入或挥发之后的水上桩身1表面，上段沥青层3的厚度为9mm。上段冷底油层2的厚度为0.5mm，上段土工织物层4的厚度为3.5mm。上段沥青层3所用沥青的软化点为55℃，在25℃时针入度为60dmm，在沥青层表面包裹土工织物，最后在土工织物外进行加固。本实施例技术方案的其他内容均与实施例一相同。
实施例三
将沥青加热至180℃，浇淋于冷底油渗入或挥发之后的水上桩身1表面，上段沥青层3的厚度为10mm。上段冷底油层2的厚度为0.8mm，上段土工织物层4的厚度为5mm。上段沥青层3所用沥青的软化点为60℃，在25℃时针入度为70dmm，在沥青层表面包裹土工织物，最后在土工织物外进行加固。本实施例技术方案的其他内容均与实施例一相同。
某新建堤防需穿越某企业既有引桥，如图2和图3所示，为保证堤防施工期间引桥的正常运行，需要满足垂直位移和水平位移的限制条件，否则，必须对桥桩采取加固措施。
垂直位移：按《公路桥涵地基与基础设计规范》(jtgd63—2007)，相邻桥墩之间的不均匀沉降差不应使桥面形成大于0.2％的附加纵坡(折角)。引桥桥梁跨度为16m，则由于新建围堤影响造成引桥桥墩最大不均匀沉降差不得超过32mm。水平位移：桥墩水平位移不能超过20mm。
由于堤基为近20m的淤泥质软土地基，在填高约6.3m的堤身填土荷载作用下，经计算，引桥桥墩最大不均匀沉降差约30.8mm，非常接近32mm。考虑到风险因素，为确保围堤施工期间引桥正常运行，建设单位提出对桥桩(摩擦桩，桩长41m，露出泥面约8m)进行保护。
将本发明应用于该新建堤防桥桩的保护，其监测结果为：在桥墩上布置12个监测点，最大沉降2.5mm，远小于警戒值，表明本发明效果显著。由于施工中采用分期分级、均匀对称加载方法，水平位移接近为0。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。