一种桩基群复合地基分担堆载压力的结构及其施工方法与流程

本发明涉及大型建筑工程地基处理，尤其是涉及一种桩基群复合地基分担堆载压力的结构及其施工方法。

背景技术：

1、大型建筑工程天然地基一般都含有深厚层软质土层，地基需经过处理才能承受上部结构荷载，荷载主要由深入持力层的大直径刚性桩基群来承担。对于由板梁柱组成的框架型结构，立柱的受力直接传递到桩基群上，桩与桩之间的软土地基(桩间土)分担荷载较少。

2、对于水电工程大型砂仓和类似大型仓储结构建筑，地面需要仓储堆载，地基受力不是点式，而是地面均布受力，通常采用的桩基间隔布置受力方式容易造成桩与桩之间的桩间土局部承受荷载过大而发生变形沉降，桩基与桩间土荷载分担比例不协调；若在桩基群顶部浇筑整体式大尺寸钢筋混凝土承台来承担均布荷载，将大大增加工程造价，造成不必要的浪费，项目工期也将延长，缺乏经济技术合理性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种桩基群复合地基分担堆载压力的结构及其施工方法，通过在桩基群顶部设置柔性结构，地面堆载荷载通过预压回填层和柔性结构传递到桩基群和桩间土上，使桩基群和桩间土的承载力得到充分发挥。

2、根据本发明的一个目的，本发明提供一种桩基群复合地基分担堆载压力的结构，包括桩体、桩托板和砂石加筋垫层，所述桩体的顶部嵌入所述桩托板内，所述桩托板间设有板间回填层，所述桩托板顶部填筑桩托板砂垫层柔性结构，砂石加筋垫层铺设在所述桩托板砂垫层与所述板间回填层表面。

3、进一步地，所述桩体为钢筋混凝土灌注桩、预应力phc管桩或cfg桩。

4、进一步地，所述板间回填层包括原土整平层和级配碎石回填层，所述级配碎石回填层设置在所述原土整平层上面，所述级配碎石回填层的顶面高出所述桩托板的顶面20～40cm。

5、进一步地，所述竖向横向固结排水系统包括竖向排水系统和横向排水系统，所述竖向排水系统包括设置在桩间土地基中的竖向排水通道，所述横向排水系统汇集的水最终排出至建筑物外侧集水井或排水沟。

6、进一步地，所述桩托板砂垫层采用中粗砂，细度模数2.3～3.7，压实后砂垫层厚度20～40cm，所述桩托板砂垫层的顶面与所述级配碎石回填层的顶面平齐。

7、进一步地，所述砂石加筋垫层柔性结构包括下层加筋网、中层加筋网和上层加筋网，所述下层加筋网铺设在所述桩托板砂垫层与所述级配碎石回填层表面，所述下层加筋网表面填筑第一层砂石填筑层，所述第一层砂石填筑层表面铺设中层加筋网，所述中层加筋网表面填筑第二层砂石填筑层，所述第二层砂石填筑层表面铺设上层加筋网。

8、进一步地，所述上层加筋网表面填筑预压回填层。

9、进一步地，所述预压回填层采用级配碎石填筑，所述预压回填层上部铺筑建筑地面层。

10、根据本发明的另一个目的，本发明提供上述桩基群复合地基分担堆载压力的结构的施工方法，包括以下步骤：

11、s1，平整桩基群施工场地至桩顶标高50cm以上，确定每根桩体的中心位置并做好标记，采用钻孔灌注桩浇筑钢筋混凝土的桩体或采用静压法施工phc管桩的桩体；

12、s2，桩体的混凝土达到设计强度要求后，根据桩托板的尺寸开挖桩托板部位的土体，平整压实开挖体底面，截断桩体顶部超高部份，桩体顶部刺入桩托板10cm，使桩托板的重心与桩体的重心在同一垂线上，桩托板与桩体刚性连接；绑扎钢筋、立模浇筑桩托板钢筋混凝土承台，保湿养护14天；

13、s3，桩托板混凝土达到设计强度后，对原开挖土体进行平整压实，形成原土整平层，按开挖土平衡原则，原土整平层顶面基本与桩托板中部位置平齐；

14、s4，在原土整平层上、桩托板之间填筑级配碎石回填层，级配碎石回填层由5mm～20mm碎石组成，分两层碾压，截面呈梯形，压实回填后顶面高出桩托板顶部20cm，压实度不低于94％，级配碎石回填层兼作横向排水通道；

15、s5，在桩托板顶部填筑桩托板砂垫层并压实，压实后砂垫层厚20cm，桩托板砂垫层顶面与级配碎石回填层顶面平齐；桩托板砂垫层采用中粗砂，细度模数2.3～3.7；

16、s6，级配碎石回填层填筑完成后，在桩体与桩体中部位置地基上打设直径10cm竖向排水通道，竖向排水通道需穿过地基的含水层，竖向排水通道的顶部与级配碎石回填层连通；

17、s7，在建筑物基础横向靠墙一侧设置一个集水坑，集水坑回填级配碎石，集水坑的底部与桩托板底部平齐；在仓储堆载作用下，地基孔隙水通过竖向排水通道、级配碎石回填层沿排水通道方向汇集到集水坑内，再由排水钢管排出至地基外侧；

18、s8，在建筑物基础地梁底部埋设一根排水钢管与集水坑连通排水，排水钢管周边回填细砂保护层，集水坑内排水钢管口设置一层钢筋网或土工布防护罩，地基孔隙水由排水钢管排至集水井内，并由水泵抽排至地面；

19、s9，在级配碎石回填层顶部铺设下层加筋网，下层加筋网包括一层直径ф8mm、网孔尺寸10cm×10cm钢筋网片和一层钢塑复合双向土工格栅，钢筋网片铺设在双向土工格栅底部，二者重叠绑扎牢固，土工格栅拉力不低于80kn/m；

20、s10，在下层加筋网表面填筑第一层砂石填筑层并用振动碾压实，压实后填筑厚度20cm；砂石混合料按体积比配料，其中级配碎石占70％，砂子占30％，在现场用机械充分搅拌均匀后摊铺填筑；

21、s11，在第一层砂石填筑层表面铺设中层加筋网，中层加筋网采用一层钢塑复合双向土工格栅，土工格栅拉力不低于80kn/m；

22、s12，在中层加筋网表面填筑第二层砂石填筑层，并用振动碾压实，压实后填筑厚度20cm；砂石混合料按体积比配料，其中级配碎石占70％，砂子占30％；在现场用机械充分搅拌均匀后摊铺填筑；

23、s13，在第二层砂石填筑层表面铺设上层加筋网，上层加筋网采用一层钢塑复合双向土工格栅，土工格栅拉力不低于80kn/m；

24、s14，在上层加筋网表面填筑预压回填层，预压回填层总厚度根据建筑地面设计标高和桩托板顶面标高统一确定；预压回填层采用5mm～20mm级配碎石填筑，每30cm一层逐层碾压填筑到设计标高，回填压实度不低94％；

25、s15，在预压回填层表面填筑建筑地面层。

26、进一步地，s15中，对于水电工程大型砂仓建筑，地面层优选采用20cm厚中粗砂，经铺筑碾压形成砂仓地面层。

27、本发明技术方案通过在桩基群顶部设置柔性结构，用柔性结构取代刚性大尺寸整体式钢筋混凝土承台，调整改善桩基群和桩间土的荷载分担比例，柔性结构起到调整缓冲荷载作用，地面堆载荷载通过预压回填层和柔性结构传递到桩基群和桩间土上，使桩基群和桩间土的承载力得到充分发挥。

技术特征：

1.一种桩基群复合地基分担堆载压力的结构，其特征在于，包括桩体、桩托板和砂石加筋垫层，所述桩体的顶部嵌入所述桩托板内，所述桩托板间设有板间回填层，所述桩托板顶部填筑桩托板砂垫层柔性结构，砂石加筋垫层铺设在所述桩托板砂垫层与所述板间回填层表面。

2.根据权利要求1所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构，其特征在于，所述桩体为钢筋混凝土灌注桩、预应力phc管桩或cfg桩。

3.根据权利要求1所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构，其特征在于，所述板间回填层包括原土整平层和级配碎石回填层，所述级配碎石回填层设置在所述原土整平层上面，所述级配碎石回填层的顶面高出所述桩托板的顶面20～40cm。

4.根据权利要求1所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构，其特征在于，所述竖向横向固结排水系统包括竖向排水系统和横向排水系统，所述竖向排水系统包括设置在桩间土地基中的竖向排水通道，所述横向排水系统汇集的水最终排出至建筑物外侧集水井或排水沟。

5.根据权利要求3所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构，其特征在于，所述桩托板砂垫层采用中粗砂，细度模数2.3～3.7，压实后砂垫层厚度20～40cm，所述桩托板砂垫层的顶面与所述级配碎石回填层的顶面平齐。

6.根据权利要求5所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构，其特征在于，所述砂石加筋垫层柔性结构包括下层加筋网、中层加筋网和上层加筋网，所述下层加筋网铺设在所述桩托板砂垫层与所述级配碎石回填层表面，所述下层加筋网表面填筑第一层砂石填筑层，所述第一层砂石填筑层表面铺设中层加筋网，所述中层加筋网表面填筑第二层砂石填筑层，所述第二层砂石填筑层表面铺设上层加筋网。

7.根据权利要求6所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构，其特征在于，所述上层加筋网表面填筑预压回填层。

8.根据权利要求7所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构，其特征在于，所述预压回填层采用级配碎石填筑，所述预压回填层上部铺筑建筑地面层。

9.根据权利要求8所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的桩基群复合地基分担堆载压力的结构的施工方法，其特征在于，s15中，对于水电工程大型砂仓建筑，地面层优选采用20cm厚中粗砂，经铺筑碾压形成砂仓地面层。

技术总结本发明提供了一种桩基群复合地基分担堆载压力的结构及其施工方法，包括桩体、桩托板和砂石加筋垫层，所述桩体的顶部嵌入所述桩托板内，所述桩托板间设有板间回填层，所述桩托板顶部填筑桩托板砂垫层柔性结构，砂石加筋垫层铺设在所述桩托板砂垫层与所述板间回填层表面。本发明通过在桩基群顶部设置柔性结构，用柔性结构取代刚性大尺寸整体式钢筋混凝土承台，调整改善桩基群和桩间土的荷载分担比例，柔性结构起到调整缓冲荷载作用，地面堆载荷载通过预压回填层和柔性结构传递到桩基群和桩间土上，使桩基群和桩间土的承载力得到充分发挥。技术研发人员：李忠贵,原晓涛,隋亮受保护的技术使用者：中国华电科工集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11