一种pvc带孔管碎石桩及其处理软弱地基的方法
【专利摘要】本发明公开了一种PVC带孔管碎石桩及其处理软弱地基的方法,涉及软弱地基处理【技术领域】。PVC带孔管碎石桩的结构是:混凝土桩尖(60)和新型管石桩相互连接,所述的新型管石桩包括PVC带孔管(20)及其管内设置的碎石桩(10);在新型管石桩的顶部连接有新型垫层,所述的新型垫层即依次连接有第1钢塑土工格栅(31)、第1碎石层(41)、第2钢塑土工格栅(32)、第2碎石层(32)和表土层(50);排水系统(70)和新型垫层连通。本发明施工简便,成本较低;质量可控程度高;适合于较大面积的、对承载力和差异沉降控制有较高要求的软弱地基处理工程。
【专利说明】—种PVC带孔管碎石粧及其处理软弱地基的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及软弱地基处理【技术领域】,尤其涉及一种PVC带孔管碎石桩及其处理软弱地基的方法。
【背景技术】
[0002]在基础设施建设中,软弱地基因承载能力低和工后沉降大而必须进行地基处理,以提高其承载力、减少变形和增强抗液化性。在目前的软弱地基处理中,碎石桩是得到广泛应用的方法之一。碎石桩是利用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将砂石挤压入成孔中,形成一定直径的由碎石所构成的密实桩体,能发挥置换、挤密、排水和加筋等多重作用,具有较经济、易施工和速度快等特点。但是,由于碎石桩是由散粒体材料组成,承受荷载后会产生径向变形,桩体在周围软弱土中容易产生鼓胀破坏,这样就使排水通道受损、桩身强度降低,造成加固效果不佳。为此,现有的一些专利对这种桩型进行了某些改进:
1、赵维炳发明的一种砼芯碎石桩(ZL:200610037621.2),即采用预制砼桩作为碎石桩的桩芯,承受竖向荷载并将其传递至下卧硬土层,但这种方法还是不能很好解决碎石鼓出的问题。
[0003]2、汪中卫发明的一种双重径向网笼碎石桩(ZL =201020603436.7),在碎石桩的桩侧设置侧向约束网笼,以提高碎石桩承载力和减少沉降,但问题在于钢筋网笼容易锈蚀,其施工工艺也较复杂,工程质量难以控制。
[0004]3、高明军发明的一种竖向管式格栅加筋碎石桩(ZL =200620074257.2),在普通碎石桩外围的上部包裹一管式土工格栅,限制侧向鼓出变形,提高承载力,但管式土工格栅的强度较小,也仅能有效提高表层承载力,对整体承载力的提高作用有限。
[0005]由上可知,目前利用碎石桩处理软弱地基的方法在承载力及施工质量控制保证等方面还存在一定的局限性;为此,本发明提出的技术方案可以显著地提高碎石桩的承载能力和固结速度,提升软弱地基的处理效果,产生良好的经济效益。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足,提供一种PVC带孔管碎石桩及其处理软弱地基的方法。
[0007]本发明的目的是这样实现的:
一、PVC带孔管碎石桩
置于软弱地基的地下孔中的PVC带孔管碎石桩,由碎石桩、PVC带孔管、钢塑土工格栅、碎石层、表土层、混凝土桩尖和排水系统组成,钢塑土工格栅包括第I钢塑土工格栅和第2钢塑土工格栅,碎石层包括第I碎石层和第2碎石层;
自下而上,混凝土桩尖和新型管石桩相互连接,所述的新型管石桩包括PVC带孔管及其管内设置的碎石桩;在新型管石桩的顶部连接有新型垫层,即依次连接有第I钢塑土工格栅、第I碎石层、第2钢塑土工格栅、第2碎石层和表土层;
排水系统和新型垫层连通;
第I碎石层和第2碎石层的厚度为20?40cm,表土层的厚度为20?30cm。
[0008]二、用PVC带孔管碎石桩处理软弱地基的方法本方法包括以下步骤:
①振动沉管成孔
采用振动式打桩机,在软弱地基的地表上通过振动打入,使打桩机沉管竖直挤入下沉到软弱地基内设计深度,打桩机沉管底端事先放置预制的混凝土桩尖,随打桩机沉管一同下沉,振动沉管后,在软弱地基中形成了一个圆筒形地下成孔;
②安装PVC带孔管
采用振动式打桩机上的卷扬钢丝吊绳,将事先准备好的外径略小于打桩机沉管内径的PVC带孔管分节下入打桩机沉管内,PVC带孔管之间采用管接头进行快速有效连接,PVC带孔管的总长度与设计桩长一致;
③施工管石桩
通过振动式打桩机上的料斗,向打桩机沉管内投入砂石料直至PVC带孔管内充满至地表,然后将打桩机沉管慢慢拔出,PVC带孔管及管内的碎石桩则留在软弱地基中,形成了管石桩;
④铺设垫层
在管石桩的顶上铺设垫层,即自下而上依次铺设第I钢塑土工格栅、第I碎石层、第2钢塑土工格栅、第2碎石层和表土层;
钢塑土工格栅采用钢塑材料,碎石层30的厚度为20?40cm,表土层50的厚度为20?30cm ;
⑤施工排水系统,与垫层相连接。
[0009]工作机理:
管石桩、垫层和排水系统完成后,形成一种复合地基;在复合地基上施加堆载进行预压时,地基土的孔隙水在附加应力作用下,通过管石桩形成的排水通道向上排入垫层中,最后通过排水系统流出;地基土在排水过程中不断固结,强度和抗变形能力均逐渐得到提高,而管石桩本身由于有PVC带孔管约束,具备了较好的承载能力,这些从整体上加快了地基土排水固结的速率,提高了软弱地基的承载能力。
[0010]本发明具有下列优点和积极效果:
①施工简便,成本较低;
②质量可控程度高,提高了软弱地基承载能力及抗变形能力,缩短了软弱地基处理的时间;
③适合于较大面积的、对承载力和差异沉降控制有较高要求的软弱地基处理工程。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是PVC带孔管碎石桩的平面示意图。
[0012]图2是PVC带孔管碎石桩的立面示意图。[0013]图中:
00一软弱地基, 01—地表, 02—地下成孔;
IO—碎石桩;
20—PVC带孔管;
30—钢塑土工格栅,31—第I钢塑土工格栅,32—第2钢塑土工格栅;
40—碎石层, 41 一第I碎石层, 42—第2碎石层;
50一表土层;
60一混凝土桩尖;
70—排水系统;
A—打桩机沉管。
[0014]英译汉:
PVC:Polyvinylchlorid,是一种塑料管材,主要成份为聚氯乙烯,另外加入其他成分来增强其耐热性、韧性和延展性等。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例详细说明:
一、PVC带孔管碎石桩
如图1、2,置于软弱地基00的地下成孔02中,由碎石桩10、PVC带孔管20、钢塑土工格栅30、碎石层40、表土层50、混凝土桩尖60和排水系统70组成;钢塑土工格栅30包括第I钢塑土工格栅31和第2钢塑土工格栅32,碎石层40包括第I碎石层41和第2碎石层42 ;自下而上,混凝土桩尖60和新型管石桩相互连接,所述的新型管石桩包括PVC带孔管20及其管内设置的碎石桩10 ;
在新型管石桩的顶部连接有新型垫层,所述的新型垫层即依次连接有第I钢塑土工格栅31、第I碎石层41、第2钢塑土工格栅32、第2碎石层32和表土层50 ;
排水系统70和新型垫层连通;
第I碎石层41和第2碎石层42的厚度分别为20?40cm,表土层50的厚度为20?30cmo
[0016]二、方法
如图1、2,本方法施工简单,在利用振动式打桩机将安装了混凝土桩尖60的打桩机沉管A打入软弱地基00中后,下入PVC带孔管20,再填充碎石后形成碎石桩10,然后分层分别铺设钢塑土工格栅30和碎石层40,并与排水系统70连通,最后填筑表土层50,即完成对软弱地基00的处理。
[0017]具体实施步聚如下:
①振动沉管成孔
采用振动式打桩机,在软弱地基00的地表01上通过振动打入,使打桩机沉管A竖直挤入下沉到软弱地基00内设计深度,打桩机沉管A的底端事先放置预制的混凝土桩尖60,随打桩机沉管A—同下沉,振动沉管后,在软弱地基00中形成了一个圆筒形地下成孔02 ;
地下成孔02为PVC带孔管20的安装及碎石的填充提供了条件。
[0018]②安装PVC带孔管20采用振动式打桩机上的卷扬钢丝吊绳,将事先准备好的外径略小于打桩机沉管A内径的PVC带孔管20分节下入打桩机沉管A内,PVC带孔管20之间采用管接头进行快速有效连接,PVC带孔管20的总长度与设计桩长一致;
PVC带孔管20的置入为下一步砂石料的填充并形成通长均匀、密实和连续的碎石桩10提供了保证。
[0019]③施工新型管石桩
通过振动式打桩机上的料斗,向打桩机沉管A内投入碎石料直至PVC带孔管20内充满至地表01,然后将打桩机沉管A慢慢拔出,PVC带孔管20及其管内的碎石桩10则留在软弱地基00中,形成了一种新型管石桩;
而打桩机沉管A拔出后在软弱地基00内留下的周围间隙将由土体的回缩而自动填充,打桩机沉管A拔出后,新型管石桩能较好地承受竖向荷载,也能承受一定的水平荷载,同时是良好的固结排水通道,从而为提高软弱地基00的承载力和加快其固结发挥良好的作用。
[0020]④铺设新型垫层
在新型管石桩的顶上铺设新型垫层,所述的新型垫层即自下而上依次铺设第I钢塑土工格栅31、第I碎石层41、第2钢塑土工格栅32、第2碎石层32和表土层50 ;
钢塑土工格栅采用钢塑材料,碎石层30的厚度为20?40cm,表土层50的厚度为20?30cmo
[0021]这样的新型垫层可以起到提高地表01的承载力,协调桩、土沉降并提供地表排水通道等作用。
[0022]⑤施工排水系统70,与新型垫层相连通。
[0023]保证新型管石桩和新型垫层渗出的地下水及时排出。
【权利要求】
1.一种PVC带孔管碎石桩,其特征在于:置于软弱地基(00)的地下成孔(02)中,由碎石桩(10)、PVC带孔管(20)、钢塑土工格栅(30),碎石层(40)、表土层(50)、混凝土桩尖(60)和排水系统(70)组成,钢塑土工格栅(30)包括第I钢塑土工格栅(31)和第2钢塑土工格栅(32),碎石层(40)包括第I碎石层(41)和第2碎石层(42);自下而上,混凝土桩尖(60)和新型管石桩相互连接,所述的新型管石桩包括PVC带孔管(20 )及其管内设置的碎石桩(10 );在新型管石桩的顶部连接有新型垫层,所述的新型垫层即依次连接有第I钢塑土工格栅(31)、第I碎石层(41)、第2钢塑土工格栅(32)、第2碎石层(32)和表土层(50);排水系统(70)和新型垫层连通;第I碎石层(41)和第2碎石层(42)的厚度分别为20?40cm,表土层(50)的厚度为20 ?30cm。
2.利用权利要求1所述的一种PVC带孔管碎石桩处理软弱地基的方法,其特征在于:①振动沉管成孔采用振动式打桩机,在软弱地基(00)的地表(01)上通过振动打入,使打桩机沉管(A)竖直挤入下沉到软弱地基(00)内设计深度,打桩机沉管(A)底端事先放置预制的混凝土桩尖(60),随打桩机沉管(A) —同下沉,振动沉管后,在软弱地基(00)中形成了一个圆筒形地下成孔(02);②安装PVC带孔管(20)采用振动式打桩机上的卷扬钢丝吊绳,将事先准备好的外径略小于打桩机沉管(A)内径的PVC带孔管(20)分节下入打桩机沉管(A)内,PVC带孔管(20)之间采用管接头进行快速有效连接,PVC带孔管(20)的总长度与设计桩长一致;③施工新型管石桩通过振动式打桩机上的料斗,向打桩机沉管(A)内投入碎石料直至PVC带孔管(20)内充满至地表(01 ),然后将打桩机沉管(A)慢慢拔出,PVC带孔管(20)及其管内的碎石桩(10)则留在软弱地基(00)中,形成了一种新型管石桩;④铺设新型垫层在新型管石桩的顶上铺设新型垫层,所述的新型垫层即自下而上依次铺设第I钢塑土工格栅(31)、第I碎石层(41)、第2钢塑土工格栅(32)、第2碎石层(32)和表土层(50);钢塑土工格栅采用钢塑材料,碎石层30的厚度为20?40cm,表土层50的厚度为20?30cm ;⑤施工排水系统(70),与新型垫层相连通。
【文档编号】E02D3/00GK103437336SQ201310380082
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】刘观仕, 雷美清, 张先伟 申请人:武汉中力岩土工程有限公司