專利名稱：散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軟弱地基加固處理方法范疇。特別是適合處理飽和軟粘土、松散粉細(xì)砂土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等軟弱不良地基。該靜壓柔性樁予力工法除用于新建工程外，還可用于糾偏扶正房屋及挽救地基基礎(chǔ)病理事故工程。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外的地基處理加固方法有幾百種甚至上千種。對于加固上述軟弱土層或松散不良地基，傳統(tǒng)的處理方法都是單一的處理方法。根據(jù)其加固處理機理，一般包括換填法(又稱置換法)，增密法，排水法，膠結(jié)法，加筋法及托換法(僅對舊建筑的地基基礎(chǔ)加固改造所使用的方法)。各類方法的具體工法雖然可針對不同的土質(zhì)條件選用，但處理效率往往偏低，從而顯得技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益不高；重要的是這些單一工法很難滿足快速高效的加固處理要求，或者因為施工機械的振動或噪音，導(dǎo)致對建筑物地上、地下鄰近設(shè)施影響太大而受到較多的限制。
另外，地基基礎(chǔ)病理事故經(jīng)常不斷出現(xiàn)，也需要有快速加固進(jìn)行補救的處治方法。本工法也可滿足這方面的技術(shù)要求，成為一種醫(yī)治地基基礎(chǔ)病理事故的一種快速高效方法。
予力作用復(fù)合地基處理的方法是本申請的發(fā)明人最先提出的方法，CN200510094735多點脅迫振沖聯(lián)合擠密法，用于加固處理吹填松散砂土地基，采用多點脅迫振動的聯(lián)合振沖法和振動碾壓擠密法兩種加固方法有機結(jié)合，即匹配和揉合；多點脅迫振動的聯(lián)合擠密法給其松散的砂土骨架施加予力作用，即施加振沖力、激振力、共振力、擠壓力和碾壓力；促成飽和松散砂土體產(chǎn)生預(yù)變形和預(yù)沉降，將使用荷載加上后可能產(chǎn)生的大部分總沉降量消除在加固處理過程中，使之地基土經(jīng)處理后能更好地滿足工程使用階段的承載變形要求；對于加固港口工程的沖填砂土地基來說，其予力度標(biāo)準(zhǔn)可控制在0.85～0.65范圍內(nèi)，并在振沖后1～7天時間內(nèi)完成振動碾壓擠密。
本工法能從根本上對地基土應(yīng)用予力概念、予力技術(shù)和予力作用原理去解決問題，處理設(shè)計和施工問題有一個完整的理論體系支撐，這才是解決處治軟弱或不良地基土質(zhì)條件和地基基礎(chǔ)病理事故問題的關(guān)鍵所在。按予力度控制成樁質(zhì)量，以多次施加予力來實現(xiàn)加速產(chǎn)生該復(fù)合地基的預(yù)變形和預(yù)沉降要求，則后續(xù)使用荷載產(chǎn)生的剩余絕對沉降和差異沉降就可大大減小了，甚至有可能完全消除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有處理方法的一些缺點和不足之處，利用予力概念、予力技術(shù)和予力作用原理，使工法從概念、理論、工藝即施工實施上都是一種觀念更新和技術(shù)突破。
本發(fā)明是一種創(chuàng)新工法。它將對上述軟弱地基或不良地基的處理過程轉(zhuǎn)變成不斷向地基土體連續(xù)多次施加予力作用的過程，使之軟弱土質(zhì)或不良土體發(fā)生性狀變化而迅速產(chǎn)生預(yù)變形預(yù)沉降，達(dá)到消除或減小使用荷載加上去后將會產(chǎn)生的后期絕對沉降或差異沉降。
對地基施加予力不僅是施加預(yù)應(yīng)力、而是施加一種廣義的能改善地基土性的影響力。這種影響力，無論從時間上、空間上、數(shù)量上和可控性或可調(diào)性方面，都可以由人們在設(shè)計時綜合考慮進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并可優(yōu)化安排施工工藝及精心施工。工程技術(shù)人員主動給予地基土這種廣義的影響力，將使地基土的性狀達(dá)到最佳改良狀態(tài)。
適應(yīng)加固處理和改善地基土性程度需要，引入了予力技術(shù)的予力度的概念。予力復(fù)合地基的予力度λs是表示施加在地基土體中以改善地基土性狀影響力的程度。該予力度可以用以下公式表示λs=NoN---(3)]]>λs=SoS---(4)]]>式中，No和So分別是改良土性所給定的予力和改良土性所預(yù)先所給定的位移；N和S分別為使用荷載下作用在地基土上的應(yīng)力和地基土體應(yīng)產(chǎn)生的穩(wěn)定位移。
實際上，地基土性的改良，其主要目的是為了減小地基土的壓縮性和滲透性以提高地基承載力方便其承受上部作用荷載。因而，用土體體積變化的孔隙比公式表示予力復(fù)合地基的予力度更為直觀。即λs=efe---(5)]]>式中，ef和e分別表示采用予力復(fù)合地基加固后的靜壓擠密充填孔隙比和加固前地基土在使用荷載下的穩(wěn)定孔隙比。
而孔隙比的關(guān)系式ef=Vf‾/Vs‾,e=Vv‾/Vs‾,]]>則按位移概念定義的予力度公式可以變?yōu)?amp;lambda;s=Vf‾/Vs‾Vv‾/Vs‾=Vf‾Vv---(6)]]>式中，Vf是設(shè)計的予力度作用下應(yīng)用加固方法要達(dá)到的擠密充填孔隙體積；Vv是地基土體加固前在使用荷載下對應(yīng)的孔隙體積；Vs是地基土體加固前在使用荷載下的土粒體積。該體積在地基加固前后是不變化的。
對于予力度的施加可以根據(jù)地基處理深度以及地基土所受恒載與活載的比例兩個方面進(jìn)行選取，具體選用時可參考表1。
表1對于予力復(fù)合地基的予力度范圍參考值

注①對于有振動荷載時，予力度應(yīng)取大值。②對于地基出現(xiàn)局部性的孔、洞、穴區(qū)域時，要采用相應(yīng)的充填技術(shù)措施后，再控制其予力度處理。③當(dāng)上部結(jié)構(gòu)對地基不均勻沉降有特殊要求時，其予力度控制另作專門處理。④表中加*項需注意結(jié)構(gòu)對地基的特殊要求。
本發(fā)明基于以上技術(shù)背景；基于本發(fā)明人貫穿整個工法的基本理論體系；本發(fā)明在予力作用原理基礎(chǔ)上以完善加固處理飽和軟粘土、松散粉細(xì)砂土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等松軟不良地基的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法為中心，以完善其技術(shù)實施方案為內(nèi)容，具體包括a)整個發(fā)明的施工工藝流程；b)本工法的施工機械選型；c)本工法的予力靜壓工藝及施工參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明基于上述方法配套完成了施工方案設(shè)計，并有與本發(fā)明方法相配套的技術(shù)質(zhì)量保證措施。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，用于飽和軟粘土、松散粉細(xì)砂土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等軟弱或不良地基的加固處理，其特征是以形成予力作用的柔性樁復(fù)合地基承載模式；采用該靜壓樁機的壓樁管，通過液壓裝置使壓樁管對土體進(jìn)行沖切擠壓，利用靜壓力將壓樁管送入土層中形成樁孔，然后拔管后在已形成的樁孔內(nèi)分段投料，投一段料后施加一次靜壓力，按預(yù)先設(shè)計的予力度控制形成一段樁體；以管外投料向樁孔內(nèi)投料后即對孔壁周圍被加固土體繼續(xù)不斷施加予力作用，再分段預(yù)壓，一段一段地成樁；按此方法，再拔管→再投料→再靜壓→然后靜壓到地表成樁，依次形成一根多處擴(kuò)徑的竹節(jié)式予力作用柔性樁；隨后，移機重復(fù)以上壓樁過程，最后就形成了予力作用的柔性樁復(fù)合地基。
所述的予力作用柔性樁或剛性樁復(fù)合地基兩種壓樁工藝流程為壓樁機組裝就位開機——壓樁管沖切土體形成樁孔——拔管、投放散粒材料，一段一段靜壓成樁——重復(fù)每一根壓樁過程——壓樁完成拆機移走壓樁孔間距可按下式計算進(jìn)行布置等邊三角形布置S=0.95η0dγ1γ1-γ0]]>正方形布置S=0.89η0dγ1γ1-γ0]]>式中，S-予力柔性樁或剛性樁復(fù)合地基靜壓或剛性樁樁孔間距(m)d-予力柔性樁或剛性樁復(fù)合地基靜壓或剛性樁的樁徑(m)η0-經(jīng)驗修正系數(shù)，根據(jù)被加固土體的土質(zhì)條件、靜壓力大小和加固處理的指標(biāo)要求進(jìn)行選用。當(dāng)加固軟弱和不良地基時，η0取1.10～1.22；當(dāng)處理地基基礎(chǔ)病理事故時，η0取1.12～1.30。
γ0和γ1-分別為被加固處理土體在加固前后的土體重度(kN/m3)，在靠近壓樁樁孔邊取土進(jìn)行試驗。
利用液壓裝置施加靜壓力的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)在0.92～0.70范圍；其中，新建房屋地基的予力度標(biāo)準(zhǔn)多控制在0.88～0.70范圍；處理地基基礎(chǔ)病理事故的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)?？刂圃?.92～0.75范圍。
靜壓樁散粒材料柔性樁可制成直樁和斜樁，斜樁的俯角控制在10°～40°之間。靜壓的散粒材料包括混砂、礫砂、礦渣、3∶7灰土、2∶8灰土、生石灰(塊灰)、鋼渣和摻10～15％粉煤灰的灰土。粒徑≤60mm，其密實度標(biāo)準(zhǔn)先要在室內(nèi)做擊實試驗確定。
直孔是每投料0.6m～1.2m施加一次靜壓力；斜孔是每投料0.4m～0.8m施加一次靜壓力。根據(jù)土質(zhì)條件和投入散粒材料種類以及施加靜壓力大小來統(tǒng)一考慮具體確定每段壓樁的投料長度。
壓樁孔位布置采用等邊三角形或正方形兩種形式，則利用一臺壓樁機單機操作，或二臺壓樁機進(jìn)行分部流水作業(yè)來完成。按以上樁孔布置形式的施工工藝安排，可單機作業(yè)，跳孔施工；也可雙機作業(yè)，錯開施工，最后實現(xiàn)預(yù)定的布樁形式。靜壓散粒材料柔性樁，可直樁、斜樁并用，特別有利于糾偏扶正建筑物及修復(fù)地基基礎(chǔ)病理工程應(yīng)用。
散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法處理上述地基土質(zhì)是多次借助靜壓力來作為予力施加手段。其施加的靜壓力有如下幾個作用a)保證處理設(shè)計的每米樁長的投料量，實現(xiàn)擠密土體的體積預(yù)控；b)保證處理設(shè)計的樁體密實度，用控制樁體的干重度指標(biāo)來滿足予力度控制標(biāo)準(zhǔn)；c)以靜壓力的予力作用將散粒體材料擠壓形成樁體，也形成了排水通道(對比弱透水層)，可加速土體的排水固結(jié)。
d)以靜壓力的予力方式形成土體對樁體的側(cè)限條件，以提高予力柔性樁復(fù)合地基的承載效應(yīng)。
對于散粒材料為生石灰時，此項還可控制生石灰樁體的膨脹量，又可滿足工程(如房屋糾偏時)所需的膨脹力；同時，還可保證生石灰樁體在一定壓力條件下吸水膨脹而不是自由脹發(fā)，則可滿足生石灰樁體在水下結(jié)硬后再不軟化的壓力條件。
通過以上靜壓力對被加固土體骨架施加予力作用，即施加沖切力、擠壓力和摩擦力，促成該軟弱松散土體產(chǎn)生預(yù)變形和預(yù)沉降，將使用荷載加上后可能產(chǎn)生的大部分沉降量消除在加固處理過程中。
本發(fā)明工法的技術(shù)關(guān)鍵是要針對擬處理場地的地質(zhì)條件和擬建工程的荷載條件及使用要求，設(shè)計和控制好該工法所施加的予力度標(biāo)準(zhǔn)以及有效的施工工藝過程。對于處理上述土質(zhì)條件，其予力度標(biāo)準(zhǔn)可控制在0.92～0.70范圍內(nèi)，尤其是較多采用0.88～0.75范圍，它可用處理前后土體孔隙比或密度指標(biāo)來具體進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明以配套的予力施加的壓樁力為中心做好工法機械的選用。與本工法配套的自制的予力壓樁機目前僅兩種型號即YJP-30型和YJP-40型。其壓樁力分為30T和40T兩種，對應(yīng)樁徑分別為Φ300mm和Φ400mm兩種規(guī)格。樁長均不大于12m，但都能滿足有效樁長加固要求。根據(jù)擬建現(xiàn)場土質(zhì)條件和上部結(jié)構(gòu)荷載條件進(jìn)行對口選用。同時，可采用三角形或正方形的布孔形式。
本發(fā)明方法的工藝適用處理不同土層的地質(zhì)條件，表現(xiàn)出以下幾個特點a)沖孔、擴(kuò)孔、擠密和靜壓相結(jié)合的成樁新工藝；該予力壓樁機的壓樁管首先壓入土體進(jìn)行沖孔(土中氣體可從壓樁管頭的通氣孔排出)，拔管投料后繼續(xù)施加壓力可擴(kuò)孔，樁體受到側(cè)向和豎向約束而擠密，最后再靜壓到控制深度成樁，因而能保證好樁體密實度和側(cè)限條件。
b)不同樁長不同投料量及斜樁與直樁并用的地基加固新方法；為適應(yīng)土質(zhì)條件和加固的各種需求，甚至是糾偏扶正房屋的特殊需要，采用了不同樁長和不同投料量(按樁段劃分為直、斜樁投料)，使得散粒材料形成的靜壓樁體在地基加固區(qū)尤其是主要受力層內(nèi)有效地發(fā)揮作用。特別，直樁與斜樁并用，能較好的解決各種土層加固及地基基礎(chǔ)病理事故處理的實際需要。
c)能適應(yīng)地基加固不同需要可改變壓樁角度及多功能配套的予力壓樁新機械(YJP-30型或YJP-40型)。該機械能方便新工法的有效實施。
以上特點將借助于予力度控制標(biāo)準(zhǔn)來全面實現(xiàn)土質(zhì)加固效果或滿足消除地基基礎(chǔ)病理事故的多功能需求，且予力度的不斷迭加效果將表現(xiàn)出此工法的突出功效。
本發(fā)明方法的有效實施還應(yīng)完善配套的施工技術(shù)措施。如場地的整平、碾壓、地表水的疏干、散粒材料堆放與機械的進(jìn)退場路線(即壓樁順序)的合理安排等。它們對本工法的有效實施和快速加固效果增強都是十分重要的。
本發(fā)明的方法不需要滿足先選擇專門的試驗場地進(jìn)行試驗性施工，但先行壓樁施工部分也就是一種試驗性施工實踐，以此達(dá)到的處理目標(biāo)所需要的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)可用來獲取或修正后續(xù)施工控制參數(shù)和質(zhì)量檢測指標(biāo)，并指導(dǎo)后續(xù)的壓樁施工。同樣，后續(xù)壓樁施工也須根據(jù)土質(zhì)條件變化特點及時調(diào)整施工控制參數(shù)與質(zhì)量檢測指標(biāo)，以確保后續(xù)壓樁施工達(dá)到處理目標(biāo)所需要的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)。
散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法的壓樁孔間距視現(xiàn)場地基土層組成、土質(zhì)條件密實度要求和上部結(jié)構(gòu)荷載分布性質(zhì)等因素，按等邊三角形或正方形布置。其壓樁孔間距可按以上公式(1)或(2)進(jìn)行估算。
本發(fā)明特點是本發(fā)明方法和壓樁機特別適合飽和軟粘土、松散粉細(xì)砂土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等軟弱不良地基上靜壓散粒材料柔性樁，形成予力復(fù)合地基來改變土體的承載性能。同時，它還特別適合糾偏扶正房屋及挽救地基基礎(chǔ)病理事故工程。
本發(fā)明對被加固土體骨架施加予力，是按照予力作用原理給壓樁孔底部及側(cè)壁土體骨架施加予力作用，即施加沖切力、擠壓力和摩擦力，促成被加固土體在沖切和擠壓的聯(lián)合作用下形成樁孔；在多次投料分段靜壓成樁過程中，孔底和側(cè)壁土體又將多次受到擠密作用，則能多次產(chǎn)生予力作用疊加效應(yīng)，最終達(dá)到予力度控制標(biāo)準(zhǔn)，有效完成該散粒材料靜壓樁復(fù)合地基的預(yù)變形和預(yù)沉降要求，從而確保滿足后期使用荷載的安全正常使用。
該技術(shù)的關(guān)鍵是要針對擬建處理場地的土質(zhì)條件和擬建工程的荷載使用條件，設(shè)計和控制好該工法所施加的予力度標(biāo)準(zhǔn)。對本工法所能加固的土質(zhì)條件來說，其予力度標(biāo)準(zhǔn)可控制在0.92～0.70范圍內(nèi)。并以此予力度控制標(biāo)準(zhǔn)作為總目標(biāo)來獲取確保予力施加的機械選型、施工工藝控制參數(shù)和質(zhì)量檢測指標(biāo)。
該法的實施技巧還應(yīng)完善好與工法配套的施工技術(shù)措施。如壓樁前對場地的降排水措施，處于水域地表的排水疏干措施以及場地的鏟削整平措施等。它們對此工法的有效實施和加固效果增強都是十分有用的。
因此，貫徹好“因地制宜，實事求是，具體問題，靈活掌握”的原則，選配好壓樁機械，并在靜壓過程中去把握和適應(yīng)土層變化情況及時調(diào)整好施工參數(shù)，將是十分重要的問題。
本發(fā)明方法是一種構(gòu)建予力型靜壓散粒材料柔性樁的復(fù)合地基新工法。它將沖切和擠壓工藝有機結(jié)合在一起，并且多次重復(fù)施加予力作用成樁。多次構(gòu)筑復(fù)合地基柔性樁體和樁間土體的強度增長條件，將為減少和消除全部建筑荷載加上去投入使用后產(chǎn)生的較大絕對沉降和差異沉降創(chuàng)造條件。
傳統(tǒng)的柔性樁復(fù)合地基是采用管外管內(nèi)投料的振動法或夯擊法，這不利于在密集的建筑群中施工。另外，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，那樣的工法還易產(chǎn)生很高的超靜孔隙水壓力，使處理加固效果受到影響。本發(fā)明在這些方面可避免其不足之處，加上予力度的控制條件，將使形成的柔性樁復(fù)合地基的承載變形性狀得到較大改善，并使該復(fù)合地基穩(wěn)定性得以較大增強。
總之，該法是根據(jù)予力作用原理(the given-force action principle)，多次使用予力技術(shù)對被加固土體骨架多次施加沖切力、擠壓力和摩擦力等予力作用，按照事先設(shè)計的予力度(degree of the given force)控制條件，促使靜壓的散粒材料樁體和被擠密的樁間土體產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)變形，從而快速減少復(fù)合地基土體孔隙以增強其密實度，達(dá)到產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)沉降量并消除大部分后期沉降量的加固處理新工法。
該法適用加固處理土類較多，施工簡便，費用低廉，且施工周期短，工藝參數(shù)調(diào)整匹配靈活，加固效果顯著。特別對地基基礎(chǔ)病理事故處治修復(fù)具有安全可靠性和意義影響深遠(yuǎn)。


圖1為處理房屋糾偏的壓樁布置方案。即靜壓生石灰加固危房地基布樁圖2和實施房屋地基處理方案圖1中直樁1、斜樁2、房屋墻基具體實施方式
a)制定調(diào)查計劃i)對被加固對象的調(diào)查首先進(jìn)行細(xì)致的全面調(diào)查分析，掌握擬建場地和道路等地上設(shè)施的荷載標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計要求，明確擬建場地的加固處理等級標(biāo)準(zhǔn)(包括設(shè)計要達(dá)到的指標(biāo))。同時，認(rèn)真分析工程地質(zhì)資料，認(rèn)清地質(zhì)特征，掌握處理深度及處理范圍，制定好合適的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)。對于處理地基基礎(chǔ)病理事故工程，還要分析判斷和制定好合適的予力施加的控制方向。
ii)對使用的散粒填料的調(diào)查
包括多種散粒填料(如混砂、礫砂、礦渣、3∶7灰土、2∶8灰土、生石灰、鋼渣和摻10％～15％粉煤灰的灰土等)的配比、組成及室內(nèi)擊實試驗可以達(dá)到的密實度標(biāo)準(zhǔn)，同時注意對散粒填料的雜質(zhì)加以控制。
iii)對現(xiàn)場施工及環(huán)境條件調(diào)查包括地上地下臨近建筑設(shè)施的重要性和距施工機械的距離以及可能造成的影響程度加以調(diào)查分析，要有一個基本的界定標(biāo)準(zhǔn)。
iv)對地基基礎(chǔ)病理事故的前因后果進(jìn)行調(diào)查僅對此功能使用時。
b)考慮設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即適應(yīng)土質(zhì)條件選用樁徑、樁距、樁長及加固處理后的復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值。對于處理地基基礎(chǔ)的病理事故時，選定處理達(dá)到修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的布樁規(guī)格。
c)制定處理加固指標(biāo)包括處理范圍、不同區(qū)域的不同處理深度應(yīng)達(dá)到的復(fù)合地基承載力特征值，以及沉降控制指標(biāo)(絕對沉降、差異沉降和沉降速率等)。對于處理地基基礎(chǔ)病理事故，還要制定相應(yīng)修復(fù)指標(biāo)，如糾偏標(biāo)準(zhǔn)，傾斜值控制范圍等。
d)加固處理方案的選擇i)樁型選擇包括直樁與斜樁的選用區(qū)別與使用條件、斜樁角度大小確定以及直樁與斜樁匹配方案等。如果是處理地基基礎(chǔ)病理事故時，必須完善好斜樁與直樁的配合使用原則及匹配方案，可以參見圖1所示的幾種形式。
ii)樁徑選擇根據(jù)現(xiàn)有兩種機械型號選用，即根據(jù)有關(guān)條件選擇Φ300mm或Φ400mm兩種中的任何一種直徑。
iii)樁長與樁徑選擇可以按地基土層土質(zhì)條件分區(qū)分別考慮不同規(guī)格以適應(yīng)不同的加固等級要求。
iv)每米樁長投料量根據(jù)土層地質(zhì)條件并結(jié)合可實施的予力度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用。對于斜樁，宜換算成斜樁每次成樁長度的投料量。
v)樁體投料配比如果樁體投料由多種散粒材料組成，則需要通過室內(nèi)擊實試驗以確定其投料配比，然后才好確保達(dá)到靜壓的密實度標(biāo)準(zhǔn)。
vi)予力度控制標(biāo)準(zhǔn)本工法處理土類中，總的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)為0.92～0.70，并區(qū)別不同土類土質(zhì)條件進(jìn)行合理選擇。
e)散粒材料靜壓樁的設(shè)計計算包括樁長方案確定后的樁數(shù)計算，單樁的排列布置、予力度的分級控制計算、復(fù)合地基承載力特征值及變形計算等。如果使用生石灰(單用或摻合使用)，還要對靜壓成樁樁體的膨脹量進(jìn)行計算，它對土體有再次擠密效應(yīng)。
f)施工組織設(shè)計及施工實施包括制定施工計劃(材料供應(yīng)計劃、人力和機械配備計劃、勞動力調(diào)配計劃以及施工進(jìn)度計劃等)，確定壓樁施工方案(安排機械進(jìn)退場路線和打樁順序等)和技術(shù)安全質(zhì)量保證措施等。
最后付諸實施時，還要制定好施工監(jiān)測方案和施工進(jìn)度實施計劃。由于擬建場地地基土層地質(zhì)條件表現(xiàn)出的非均勻性，往往在施工過程中，不得不適當(dāng)調(diào)整壓樁方案，因而一般都需要在施工中根據(jù)情況變化而及時調(diào)整施工進(jìn)度實施計劃。特別是處理地基基礎(chǔ)病理事故時，往往需要不斷的調(diào)整設(shè)計方案和施工實施計劃才能更符合工程實際情況，也才能收到更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
g)施工質(zhì)量檢驗和驗收壓樁處理施工結(jié)束，則要根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》等國家技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，對其復(fù)合地基進(jìn)行質(zhì)量驗收。只有質(zhì)量驗收合格后，才能辦理施工驗收手續(xù)并交付工程使用。
只要按照事先設(shè)計的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工實施時，一般均能滿足施工質(zhì)量要求，所以，施工實施過程中，有效控制好每根靜壓成樁的予力度標(biāo)準(zhǔn)，也才能確保施工質(zhì)量的一次到位。
工程實例分析某市三房巷小學(xué)教學(xué)樓建筑面積有1500m2。平面為轉(zhuǎn)折的Z字形，如圖2所示。其地基土性指標(biāo)如表2所列。
建造大樓時未經(jīng)工程勘察，僅參考了鄰近建筑場地地質(zhì)條件。后經(jīng)補勘查明，該教學(xué)樓地基由六層土組成(見圖2)，水平向很不均勻。局部區(qū)域還夾雜有泥炭層(天然重度僅12kN/m3，干重度僅9.1kN/m3)，其最大厚度達(dá)1m左右。尤其是該教學(xué)樓的南北樓中間地帶，水平層理變化較大，廂配樓下地基條件更差。施工中已出現(xiàn)墻體開裂和北樓的扭曲南傾，頂斷了廂配樓立柱。廂配樓的縱橫墻也出現(xiàn)了較大開裂，直到地面裂開并發(fā)展到室外地坪層，其裂縫最大寬度已有3cm多。
表2某市三房巷小學(xué)地基土性指標(biāo)

為此，原先施工中，不得不將原設(shè)計北樓從四層卸荷降低為三層，南樓從三層再降低為二層，并撤除廂配樓樓梯間，以減小北樓扭曲南傾對廂配樓和南樓的繼續(xù)頂壞。盡管如此，廂配樓的繼續(xù)扭曲南傾并未停止，直至進(jìn)場處理察看時測得北樓東南角扭曲南傾已達(dá)18cm。
為加大糾偏效果，在認(rèn)真分析了擬使用的鎂質(zhì)石灰成分基礎(chǔ)上，使用了本發(fā)明靜壓生石灰樁的加固方案。如圖3所示，使用了7.0m、6.5m、5.0m和4.3m長幾種斜樁和7.0m及4.3m長直樁，應(yīng)用YJP-30型壓樁機施工，并采用了不同投灰量等技術(shù)措施，確保了教學(xué)樓危房地基的加固穩(wěn)定，并起到了糾偏效果。
恢復(fù)使用后，在不到一年時間里又接連經(jīng)受了兩次常熟地震考驗。該地震震級為5.6級，該教學(xué)樓離震中不到40km，卻安然無恙地正常使用而無損壞。這是使用本工法挽救危房病理事故的成功實例之一。
靜壓設(shè)備選用自行研制的YJP-30型和YJP-40型柔性樁靜壓樁機，其靜壓力分別為30T和40T。樁徑分為Φ300mm和Φ400mm兩種。設(shè)備選型根據(jù)樁長、土質(zhì)條件和散粒材料種類等因素綜合考慮進(jìn)行確定。
對被加固土體沿樁長范圍多次施加按予力度控制的予力大小。按予力作用原理首先由靜壓樁管對土層施力壓入造孔，施加沖切力和擠壓力，然后分段投料并分段施加沖壓力和擠壓力，促成成樁后的復(fù)合地基土體產(chǎn)生擠密預(yù)變形，形成該復(fù)合地基加筋墊層來承受上部結(jié)構(gòu)荷載，將原始松軟土層在使用荷載加上去后可能產(chǎn)生的總沉降量在予力施加成樁過程中消除其大部分，使之經(jīng)地基處理后能更好地滿足工程使用階段的承載變形要求。
權(quán)利要求
1.散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，適用于飽和軟粘土、松散粉細(xì)砂土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等軟弱或不良地基的地基加固處理，其特征是要靜壓形成予力作用的柔性樁復(fù)合地基；采用該靜壓樁機的壓樁管，通過液壓裝置使壓樁管對土體進(jìn)行沖切擠壓，利用靜壓力將壓樁管送入土層中形成樁孔，然后拔管后在已形成的樁孔內(nèi)分段投料，投一段料后施加一次靜壓力，按預(yù)先設(shè)計的予力度控制形成一段樁體；以管外投料方式向樁孔內(nèi)投料后即對孔壁周圍被加固土體繼續(xù)不斷施加予力作用，再分段預(yù)壓，一段一段地成樁；成樁過程即對被加固土體多次施加予力作用；按此方法，再拔管→再投料→再靜壓→然后靜壓到地表成樁，依次形成一根多處擴(kuò)徑的竹節(jié)式予力作用柔性樁；隨后，移機重復(fù)以上壓樁過程，最后就形成了予力作用的柔性樁復(fù)合地基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，其特征是所述的予力作用柔性復(fù)合地基壓樁工藝過程為壓樁機組裝就位開機——壓樁管沖切土體形成樁孔——拔管、投放散粒材料，一段一段靜壓成樁——重復(fù)每一根壓樁過程——壓樁完成拆機移走。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，其特征是壓樁孔位布置采用等邊三角形或正方形兩種形式，則利用一臺壓樁機單獨作業(yè)或二臺壓樁機進(jìn)行分部流水作業(yè)來完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的予力作用柔性樁復(fù)合地基的處理方法，其特征是其壓樁孔間距可按下式計算等邊三角形布置S=0.95η0dγ1γ1-γ0---(1)]]>正方形布置S=0.89η0dγ1γ1-γ0---(2)]]>式中，S-予力柔性樁或剛性樁復(fù)合地基靜壓或剛性樁樁孔間距(m)d-予力柔性樁或剛性樁復(fù)合地基靜壓或剛性樁的樁徑(m)η0-經(jīng)驗修正系數(shù)，根據(jù)被加固土體的土質(zhì)條件、靜壓力大小和加固處理的指標(biāo)要求進(jìn)行選用。當(dāng)加固軟弱和不良地基時，η0取1.10～1.22；當(dāng)處理地基基礎(chǔ)病理事故時，η0取1.12～1.30；γ0和γ1-分別為被加固處理土體在加固前后的土體重度(kN/m3)，在靠近壓樁樁孔邊取土進(jìn)行試驗。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，其特征是利用液壓裝置施加靜壓力的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)在0.92～0.70范圍；其中，新建房屋地基的予力度標(biāo)準(zhǔn)多控制在0.88～0.70范圍；處理地基基礎(chǔ)病理事故的予力度控制標(biāo)準(zhǔn)?？刂圃?.92～0.75范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，其特征是靜壓散粒材料柔性樁可根據(jù)工程需要并制成直樁和斜樁，斜樁的俯角控制在10°～40°之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，其特征是靜壓的散粒材料包括混砂、礫砂、礦渣、3∶7灰土、2∶8灰土、生石灰、鋼渣和摻10～15％粉煤灰的灰土。粒徑≤60mm，其密實度標(biāo)準(zhǔn)先要在室內(nèi)做擊實試驗確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，其特征是直孔每投料0.6m～1.2m施加一次靜壓力；斜孔是每投料0.4m～0.8m施加一次靜壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，其特征是進(jìn)行單機作業(yè)，跳孔施工；或雙機作業(yè)，錯開施工，實現(xiàn)預(yù)定的布樁形式。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，其特征是使用靜壓力分別為30T和40T的壓樁機，靜壓的散粒材料柔性樁樁長≤12m，有效地深入到被加固土層中。
全文摘要
散粒材料靜壓樁復(fù)合地基予力工法，適用于飽和軟粘土、松散粉細(xì)砂土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等軟弱或不良地基的地基加固處理，以靜壓形成予力作用的柔性樁復(fù)合地基；采用該靜壓樁機的壓樁管，通過液壓裝置使壓樁管對土體進(jìn)行沖切擠壓，利用靜壓力將壓樁管送入土層中形成樁孔，然后拔管后在已形成的樁孔內(nèi)分段投料，投一段料后施加一次靜壓力，按預(yù)先設(shè)計的予力度控制形成一段樁體；以管外投料方式向樁孔內(nèi)投料后即對孔壁周圍被加固土體繼續(xù)不斷施加予力作用，再分段預(yù)壓，一段一段地成樁；成樁過程即對被加固土體多次施加予力作用；移機重復(fù)以上壓樁過程，最后就形成了予力作用的柔性樁復(fù)合地基。
文檔編號E02D3/00GK1884710SQ20061008832
公開日2006年12月27日 申請日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者韓選江, 周曙東, 周孝侯, 王黎明, 孫晉川, 盛衛(wèi)平 申請人:南京工業(yè)大學(xué), 江蘇地基工程總公司