一种挤密桩的施工方法与流程

本申请涉及土建基桩的，特别是涉及一种挤密桩的施工方法。

背景技术：

1、在建筑物的地基加固处理中，经常遇到这样的地质情况：建筑物坐落于新近填土层或者软弱原状土层（以下简称软弱土层）上，软弱土层的承载力较低，不能满足上部荷载和变形的要求，而在软弱土层下一定深度有满足上部荷载的强度和变形要求的原状土，并且多数情况因地质变化形成填土层的深浅不一。在此地质条件下，采用目前常用的复合地基处理方法，如强夯法、深层搅拌法、cfg桩、挤密桩等，处理后虽然地基承载力得到了一定程度的提高，但由于地表下土层起伏变化较多，土层的厚薄、软硬、深浅不一，而以上各种方法又采用固定的工艺和参数进行处理，致使施工后的地基土体在每层的强度和变形上存在一定的差异，这样在上部荷载的长期作用下，容易引起地基的不均匀沉降，造成建筑物墙体开裂等质量问题。而且这几种方法的承载力均大部分来自于桩侧阻力，因此为了增加承载力不得不加大桩身长度或者桩身直径，也因此造成了施工成本的增高。

2、挤密桩也是目前复合地基中常用的施工方法之一，其一般采用振动法将桩管沉入至设定深度后，在桩管内填入固定量的碎石等填料后，上提桩管一定高度后再振动下压对碎石进行挤密，这样反复进行升降压拔桩管的操作直到地基表面。这种挤密桩的优势是不出土、抗液化，但其劣势在于，第一由于一直采用固定量的填料后再压实，始终不能克服地表下土层起伏变化较多的问题，处理后地基承载力不均匀，第二是振动压实的力量较小，加固密实的效果不突出。

3、因此，在现有的施工前提之下，为满足高承载力需要和适用于各种地质土层、以及成本控制，现有的复合地基处理特别是挤密桩的施工工艺还有改进的空间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种挤密桩复合地基的施工方法，利用更高的夯实能量实现更好的加固挤密效果，同时对地基土体中的每层密实度进行有效控制，从而使桩身材料和桩周土体的密实度保持均匀，并可通过调节施工参数使被加固的软弱土体与原状土紧密结合、共同受力，能够有效提高地基承载力并克服地基的不均匀沉降。

2、为实现上述目的，本发明的一种挤密桩复合地基的施工方法的步骤包括：

3、1）移动施工设备对准桩位点；

4、2）利用由上部锤头和下部锤杆组成的异形重锤，将异形重锤的下部锤杆穿入固定于设备框架上的竖向护筒之中，通过护筒的约束和导向作用，提升异形重锤一定高度后自由下落冲击土体，形成桩孔；

5、3）持续进行提升异形重锤后下落冲击成孔的操作，在此过程中视桩孔的深度通过快速连接的方式增加异形重锤的下部锤杆的长度，直至冲击成孔至设定深度；

6、4）以桩孔底为第一夯击位，向桩孔内填入一定数量的散体填充料，提升异形重锤至一定高度后自由下落，对填入的散体填充料进行夯击，使桩孔底端一定范围和深度的土层得到挤密加固，在此过程中，每次的填料量不小于0.1m3，每次填料后的夯击次数不少于2次，然后通过测量异形重锤夯击的贯入度控制挤密程度，贯入度标准为：测量异形重锤单次夯击后的贯入度，要求单次贯入度沉降值不大于5cm；或者测量异形重锤连续3次夯击后的总贯入度，要求总贯入度沉降值不大于10cm；

7、5）在第一夯击位上升1m～2m为第二夯击位，即向桩孔内填入1m～2m高度的散体填充料，提升异形重锤至一定高度后自由下落，对填入的散体填充料进行夯击，在第二夯击位进行连续的填料夯击操作，使桩孔周围一定范围和高度的土层得到挤密加固，然后通过与步骤4）相同的贯入度标准控制挤密程度；

8、6）在第二夯击位上升1m～2m为第三夯击位，采用与上述步骤5）相同的方法进行填料夯击操作并采用相同的贯入度标准控制挤密程度；

9、7）重复进行步骤6）的操作，完成第四夯击位、第五夯击位、第六夯击位…的填料夯击操作并采用相同的贯入度标准控制挤密程度，在此过程中，视桩孔的深度通过快速拆卸的方式减少异形重锤的下部锤杆的长度，在夯击位上升至达到或者接近地基表面处时，完成该根挤密桩的施工，并确保桩身材料和桩周土体自下向上的密实度达到均匀一致。

10、优选的，上述异形重锤的上部锤头为钢质或者铸铁质，其质量为异形夯锤总质量的60%以上；下部锤杆的直径小于上部锤头，其结构为单层钢管或者双层钢管或者实心钢柱，其底端为平底；上部锤头和下部锤杆采用螺栓、销钉、丝扣、螺纹外套筒连接方式之一能够快速组装和拆卸，或者直接焊接为一体；下部锤杆采用多节组合的方式能够快速连接和拆卸，以增加或减少其长度满足施工需要。

11、优选的，上述提升异形重锤一定高度后自由下落冲击土体时，上部锤头提供主要夯击能量驱使下部锤杆底端产生冲击力对底端土体进行夯击。

12、优选的，上述异形重锤的下部锤杆的底部或者中间部位设有一个或多个扩径段，以防止嘬锤。

13、优选的，上述的成孔至设定深度不必然等同于设计图纸中的设计深度，受后续的填料夯实挤密工序的影响，该成孔设定深度能够小于设计图纸深度1m～3m。

14、优选的，上述的散体填充料包括碎砖或碎瓦或碎石或渣土或卵石或钢渣或水泥土或灰土或素土或水泥砂拌合物或干硬性混凝土中的一种或几种。

15、优选的，上述整个挤密桩身在每一个夯击位都采用相同的贯入值以达到相同的挤密度，能够确保在桩身周围土体的软硬程序发生变化时，桩身材料和桩周土体的密实度达到均匀一致。

16、综上所述，本发明包括以下有益技术效果：

17、①相比常用的3.5吨重的细长型重锤，异形重锤这种上部锤头和下部锤杆组合的方式，在不增加锤的整体长度的前提下能够显著增加锤的整体质量，一般为4-10吨，因此能够显著提升夯击能量，并且对施工设备的高度、刚度、结构要求较低，目前社会上常用的中小型设备无须改进都可以使用；

18、②工效提高的同时节约成本。相比常用的3.5吨重的细长型重锤，异形重锤这种上部锤头和下部锤杆组合的方式，即能够提供更大的夯击能量，其下部锤杆的直径较小又显著降低摩阻力，因此可以显著的提高成孔和夯击的效率，对施工设备的功率和消耗要求也相对较低，实现工效提高的同时节约成本，相比常规的挤密桩施工方法工效可提升50%以上。

19、③显著提高地基承载力。将挤密桩桩身分成若干个夯击位并在每个夯击位都进行填料夯实，挤密效果显著，并充分调动桩身材料和桩周土体参与受力，使地基的承载能力大幅度上升。

20、④确保整个地基的挤密度和沉降量均匀一致。由于多个夯击位分层填料过程中，采取相同的异形重锤的贯入度进行夯实程度控制，当该夯击位桩身部位的土层较软时，填料量会无形加大才能达到相同的贯入度，而土层较硬时填料量会无形降低就能达到相同的贯入度，从而确保在桩身周围土体的软硬程度发生变化时，桩身材料和桩周土体的密实度都能够达到均匀一致，不仅每根桩的个体是这样，在整个建筑物地基中每根桩的贯入度控制都相同时，就能够保证整个地基的承载力均匀一致，因此可显著降低地基基础的不均匀沉降。

技术特征：

1.一种挤密桩的施工方法，其特征在于，其步骤包括：

2.根据权利要求1所述的挤密桩的施工方法，其特征在于，所述异形重锤的上部锤头为钢质或者铸铁质，其质量为异形夯锤总质量的60%以上；下部锤杆的直径小于上部锤头，其结构为单层钢管或者双层钢管或者实心钢柱，其底端为平底；上部锤头和下部锤杆采用螺栓、销钉、丝扣、螺纹外套筒连接方式之一能够快速组装和拆卸，或者直接焊接为一体；下部锤杆采用多节组合的方式能够快速连接和拆卸，以增加或减少其长度满足施工需要。

3.根据权利要求1所述的挤密桩的施工方法，其特征在于，提升异形重锤一定高度后自由下落冲击土体时，上部锤头提供主要夯击能量驱使下部锤杆底端产生冲击力对底端土体进行夯击。

4.根据权利要求1所述的挤密桩的施工方法，其特征在于，所述异形重锤的下部锤杆的底部或者中间部位设有一个或多个扩径段，以防止嘬锤。

5.根据权利要求1所述的挤密桩的施工方法，其特征在于，其特征在于，所述的成孔至设定深度不必然等同于设计图纸中的设计深度，受后续的填料夯实挤密工序的影响，该成孔设定深度能够小于设计图纸深度1m～3m。

6.根据权利要求1所述的挤密桩的施工方法，其特征在于，所述的散体填充料包括碎砖或碎瓦或碎石或渣土或卵石或钢渣或水泥土或灰土或素土或水泥砂拌合物或干硬性混凝土中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的挤密桩的施工方法，其特征在于，整个挤密桩身在每一个夯击位都采用相同的贯入值以达到相同的挤密度，能够确保在桩身周围土体的软硬程序发生变化时，桩身材料和桩周土体的密实度达到均匀一致。

技术总结本发明的提供一种挤密桩复合地基的施工方法，利用特制的异形重锤以更高的夯实能量实现更好的加固挤密效果，在整个挤密桩身上下的多个夯击位进行填料夯实挤密，并对每层的密实度进行有效的统一标准控制，从而使桩身材料和桩周土体的密实度保持均匀，并可通过调节施工参数使被加固的软弱土体与原状土紧密结合、共同受力，能够有效提高地基承载力并克服地基的不均匀沉降。技术研发人员：王继忠,张连喜,徐彤,王光亮,杨启安,蔺忠彦,李湘明受保护的技术使用者：北京波森特岩土工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11