适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩及施工方法

本发明属于建筑基础桩，具体涉及一种适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩及施工方法。

背景技术：

1、湿陷性黄土主要分布于我国的山西、陕西、甘肃及河南等地区，是一种特殊性质的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小；当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低，导致建筑物出现显著沉降、裂缝，甚至倾倒等问题。当建筑物建造在湿陷性黄土地基上时，必须考虑湿陷性引起的沉降对建筑物的影响。

2、目前，湿陷性黄土及深厚杂填土地区常采用土桩、灰土桩挤土消除湿陷性后设置刚性桩(如cfg、pc)形成复合地基，或经土桩、灰土桩消除或部分消除湿陷性后设置桩基的技术。但素土、灰土挤密桩适用于处理地下水位以上、深度在5～15m(小于5m则不经济)、含水量在14％～23％的湿陷性黄土地基、新近堆积黄土、素填土、杂填土及其他非饱和的粘性土、粉土等土层；若地基土含水量较大，可能会引起桩孔的缩颈或隆起，挤密效果变差，较难施工。桩基础的缺点是费用较高，施工时产生的挤土效应会对邻近的桩带来挤断、偏位、上浮等不利影响。

3、由此可见，现有处理黄土湿陷性的方法大多存在不足之处，因此，亟需一种适用于湿陷性黄土的桩基及施工方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩，用于湿陷性黄土场地的地基处理，可有效消除黄土、素填土的湿陷性，解决湿陷性黄土容易发生沉降的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提出了一种适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩，包括芯桩及扩体材料，所述扩体材料包裹在芯桩外侧，所述芯桩为灌注桩。

4、优选的，所述扩体材料包括粉土、粉砂土和挤密形成的重塑土中的至少一种。

5、本发明还提出了一种适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，包括如下步骤：

6、步骤一、压桩机对准桩位，压入挤土器挤土，采用挤土器挤密成孔；

7、步骤二、在非湿陷性黄土层采用长螺旋钻机取土成孔；

8、步骤三、向桩孔中填充扩体材料；

9、步骤四、使用钻杆二次挤密土体；

10、步骤五、拔出钻杆，同时泵送压灌混凝土至桩顶标高；

11、步骤六、植入钢筋笼，然后进行桩底注浆，结束施工。

12、优选的，步骤一中，当挤土器贯穿湿陷性黄土层到达非湿陷性黄土层后，停止工作并拔出挤土器。

13、优选的，步骤四中，采用长螺旋钻杆反向螺旋钻进，至设计标高，以二次挤密土体。

14、优选的，桩底注浆的具体步骤如下：

15、步骤七、植入钢筋笼时同步植入注浆管至设计标高，然后通过注浆管向桩底灌注水泥浆，直至水泥浆冒出桩顶时停止灌注，完成一次注浆；

16、步骤八、在一次注浆完成后进行二次注浆，结束施工。

17、优选的，所述挤土器为静压挤土器。

18、优选的，所述扩体材料为粉砂土或挤密形成的重塑土。

19、优选的，步骤八中，在一次注浆完成后的2h～6h内进行二次注浆。

20、优选的，所述挤土器包括钢管和下部组合圆台型钢桶，所述组合圆台型钢桶包括两个上下叠合的圆台钢桶。

21、有益效果：

22、(1)本发明提供的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩及施工方法，采用挤土器在湿陷性黄土层挤密成孔，并采用长螺旋钻机在湿陷性黄土层下方的非湿陷性黄土层钻孔取土，然后在桩孔内填充扩体材料，采用长螺旋钻杆反向螺旋钻进二次挤密周围土体，可有效解决湿陷性黄土对桩基的影响，与传统的土桩、灰土桩挤土方法相比，消除黄土、素填土湿陷性效果更好；

23、(2)一般的湿陷性处理采用大面积挤密处理，均为一次挤密，部分情况下，一次挤密效果难以达到设计要求，本发明在一次挤密处理后进行了二次挤密，效果更好；

24、(3)本发明提供的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩及施工方法，可用于湿陷性黄土场地地基处理、深厚填土场地地基处理，也可作为一般场地桩基础，用途广泛；

25、(4)在湿陷性土中，一般采用先进行大面积挤密处理，再施工桩基础，一般桩基成孔不具有挤密作用，无法处理湿陷性，本发明将挤密处理和桩基结合，采用挤土器成孔，可以在成孔阶段处理湿陷性。

26、(5)在湿陷性土深度范围内，桩侧为回填的扩体材料，提高了桩体桩侧阻力及水平抗力，从而提高了建筑桩基的抗震性能。

27、(6)桩底后注浆解决了桩底沉渣影响桩基承载力的问题，二次注浆填充了注浆后水泥浆收缩引起的空隙，进一步的提高了桩基竖向承载力。

技术特征：

1.适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩，包括芯桩及扩体材料，其特征在于，所述扩体材料包裹在芯桩外侧，所述芯桩为灌注桩。

2.如权利要求1所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩，其特征在于，所述扩体材料包括粉土、粉砂土和挤密形成的重塑土中的至少一种。

3.如权利要求1所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，其特征在于，步骤一中，当挤土器贯穿湿陷性黄土层到达非湿陷性黄土层后，停止工作并拔出挤土器。

5.如权利要求3所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，其特征在于，步骤四中，采用长螺旋钻杆反向螺旋钻进，至设计标高，以二次挤密土体。

6.如权利要求3所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，其特征在于，桩底注浆的具体步骤如下：

7.如权利要求3所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，其特征在于，所述挤土器为静压挤土器。

8.如权利要求3所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，其特征在于，所述扩体材料为粉砂土或挤密形成的重塑土。

9.如权利要求6所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，其特征在于，步骤八中，在一次注浆完成后的2h～6h内进行二次注浆。

10.如权利要求7所述的适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩的施工方法，其特征在于，所述挤土器包括钢管和下部组合圆台型钢桶，所述组合圆台型钢桶包括两个上下叠合的圆台钢桶。

技术总结
本发明提出了一种适用于湿陷性黄土的二次挤密成孔全长扩体桩，属于建筑基础桩技术领域，包括芯桩及扩体材料，所述扩体材料包裹在芯桩外侧，所述芯桩为灌注桩。所述扩体材料包括粉土、粉砂土和挤密形成的重塑土中的至少一种。本发明还提出了所述扩体桩的施工方法，采用挤土器在湿陷性黄土层挤密成孔，并采用长螺旋钻机在湿陷性黄土层下方的非湿陷性黄土层钻孔取土，然后灌注扩体材料，采用长螺旋成孔灌注桩二次挤密周围土体，可有效解决湿陷性黄土对桩基的影响，优于传统的土桩、灰土桩挤土方法，用于湿陷性黄土场地的地基处理，可有效消除黄土、素填土的湿陷性，解决湿陷性黄土容易发生沉降的问题。

技术研发人员：周同和,郜新军,高伟,贾明钊,张团飞,王剑博,魏文宇
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15