预成孔侧向约束桩及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地基处理和深基础施工领域，尤其是预成孔侧向约束粧及其施工方法，具体指预成孔密实超大直径一体式侧向约束可抗拔排水节能环保粗颗粒填料粧法，是对表层为回填开山石、建筑垃圾、工业废渣等粗粒料，深层为淤泥及淤泥质等软土地基进行固结加固的地基处理和深基础施工技术。
【背景技术】
[0002]常规挤密碎石粧通过机具成孔，然后在孔内填入粒径要求严格的碎石料，挤密成粧，并与粧间土共同作用形成复合地基。由于碎石粧属于散体粧，淤泥或淤泥质等软土对粧体难以形成有效的侧向约束，受荷后浅层易鼓胀变形，粧体和复合地基的承载能力低，变形大，从而限制了碎石粧在淤泥及淤泥质等软土中的使用
由于软基承载力非常低，变形很大，因此为提高承载力和控制变形可在软基中打入钢筋混凝土粧。但钢筋混凝土粧所用的钢材、水泥等排放量大、污染环境、造价高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了预成孔侧向约束粧及其施工方法，通过在粗颗粒填料设置侧向约束体，实现了一次穿透表层粗颗粒填土层、超深密实成粧和在淤泥及淤泥质软土中提供侧向约束，可以有效发挥粧体承载力、控制变形能力、排水固结能力和可提供抗拔承载力的地基处理和深基础施工技术。
[0004]本发明目的实现由以下技术方案完成:
一种预成孔侧向约束粧，其特征在于:所述粧体包括具有渗透性的侧向约束体和粗颗粒填料，所述粗颗粒填料包裹在所述侧向约束体的内部，所述侧向约束体对所述粗颗粒填料施加侧向约束作用。该粧一次性穿透粗颗粒填土层与软土层地基并形成超大直径侧向约束粗颗粒填料粧。
[0005]所述侧向约束体与上部粧基础之间锚固连接，从而形成可抗拔侧向约束粗颗粒填料粧。
[0006]所述侧向约束体为加筋滤网，所述粗颗粒填料指的是开山石、建筑垃圾或工业废渣。加筋滤网置于粗颗粒填料外侧，荷载作用下，高强高韧加筋滤网对粗颗粒粧体形成侧向包裹约束作用，加筋滤网与粗颗粒填料形成的粧体整体性加强，其抗剪强度和抗变形能力大大提高，解决了断粧问题。
[0007]侧向约束开粗颗粒填料粧与粧间土体形成复合地基共同承担上部荷载，亦可作为深基础单独承载。
[0008]侧向约束开粗颗粒填料粧直径超大，密实度与刚度可控可调。
[0009]—种上述的预成孔侧向约束粧的施工方法，其特征在于:所述施工方法用于对表层为粗颗粒填土层，深层为软土层的软土地基进行固结加固，所述施工方法至少包括以下步骤:穿透所述粗颗粒填土层和所述软土层成孔，所述成孔的孔底位于所述软土地基的持力层；
在所述成孔内下设加筋滤网，加筋滤网为直径0.8-3.0m的高强高韧加筋滤网(加筋滤网强度依计算而定)；
向所述加筋滤网内回填粗颗粒填料，粗颗粒填料自加筋滤网底部开始，自下而上回填；对所述粗颗粒填料进行密实，密实具体指的是:一边上拔填料套管一边对粗颗粒材料进行密实，粧体密实采用振密或夯实，振密采用振动杆振动，该过程填料和振密不间断进行，即边填料边振密;夯实采用较高能级不脱钩式强夯机分层夯实，夯实能级100kN.m-4000kN.m；
振动杆激振力、激振时间和振动锤的规格(或夯实能级、锤底面积)与填料量、填料粒径、加筋滤网强度、侧向约束开山石、建筑垃圾等粗颗粒粧体设计强度、侧向约束开山石、建筑垃圾等粗颗粒粧体的设计密实度和刚度、复合地基的强度和变形要求等相适应；
对所述粗颗粒填料的表层进行夯实，持续回填所述粗颗粒填料至地面后对上部粧体和粧间土进行强夯。
[0010]重复上述步骤，完成全部孔位施工。
[0011]预成孔侧向约束粗颗粒填料粧不用钢材水泥等高耗能产品，可部分替代软基中的钢筋混凝土粧，不污染地下水、空气和土壤，无污染排放，可用建筑垃圾等粗颗粒、质地坚硬的工业废渣做填料，加固改良原地基土，节水节材节能环保效果明显。
[0012]预成孔侧向约束粗颗粒填料粧对粗颗粒填料的粒径要求较低，最大粒径振密时小于300mm，穷实时小于500mm即可。而常规碎石粧的最大粒径要求一般不得超过120mm。
[0013]预成孔侧向约束粗颗粒填料粧实现对地基进行排水、置换、加固、控制变形等共同的作用:
排水:形成的超大直径高渗透性加筋滤网侧向约束粗颗粒填料粧，可作为大直径排水通道，加速软弱下卧层的排水固结；
置换:形成的超大直径加筋滤网侧向约束粗颗粒填料粧，可以穿透深厚软土层同时由于高强高韧加筋滤网的侧向约束可以置换软土形成具有竖向增强作用的粧体；
加固:形成的超大直径加筋滤网侧向约束粗颗粒填料粧，具有较高强度和较高承载力，且其密实度和刚度可控可调，对地基的加固效果显著；
控制变形:形成的超大直径加筋滤网侧向约束粗颗粒填料粧，其受高韧高强加筋滤网的约束作用，具有良好的整体性，同时可直接穿透深厚软弱下卧层，与表层压实的粗颗粒填土层协同作用，从而很好的控制地基基础的变形；
同时，预成孔侧向约束粗颗粒填料粧在加速软土层的固结的同时，随软土层固结变形的进行，粧体的密实度和竖向承载性能不断提高。
[0014]形成的超大直径加筋滤网侧向约束粗颗粒填料粧，其受高韧高强加筋滤网的约束作用，具有良好的整体性，密实度和刚度可控可调，处理深度超深(超过30m)，可作为深基础单独承载。
[0015]技术方案的技术特点是:
(1)一次性穿透粗颗粒填土层和深厚软土层，使粧体着底；
(2)通过振动杆振动或夯实作用对粧体进行密实； (3)粧体的密实度和刚度可控可调；
(4)粧体直径超大，最大可达3.0m;
(5)荷载作用下，高强高韧加筋滤网对粗颗粒材料形成侧向约束作用，可以充分发挥粧体的承载能力和抗变形能力；
(6)粗颗粒填料与加筋滤网形成的粧体整体性加强，抗剪能力增强，解决了碎石粧的断粧问题；
(7)加筋滤网与粗颗粒填料共同作用形成超大直径侧向约束粗颗粒填料粧，超大直径侧向束粗颗粒填料粧与粧间土共同承担上部荷载形成复合地基；
(8)粧体整体性，密实性好，可作为深基础单独承载；
(9)它实现对地基进行控制变形、排水、置换、加固等共同的作用；
(10)不受地下水位的限制，可进行水下施工；
(11)通过加筋滤网长度的变化，根据地质情况和设计要求在复合地基中可形成变粧径、变粧长或长短粧粗细粧组合地基，将提供承载力和粧控制变形有机结合，经济高效，节能环保。
[0016]本发明的优点是:在淤泥与淤泥质土等软土地基中形成超大直径侧向约束可抗拔排粗颗粒填料粧，可实现一次性穿透粗颗粒填土层，深厚软土地基，该粧长度可控可调、加速软土层固结、刚度不断提升、提高地基承载能力、减少(不均匀)沉降变形、改善渗透性、可提供抗拔力、解决断粧问题、实现环保节能等目的。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的施工工艺流程图；
图2为本发明的施工工艺的步骤一的示意图；
图3为本发明的施工工艺的步骤二的示意图；
图4为本发明的施工工艺的步骤三的示意图；
图5为本发明的施工工艺的第一种步骤四的示意图(振密)；
图6为本发明的施工工艺的第二种步骤四的示意图(夯实)；
图7为本发明的施工工艺的步骤五的示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解: