專利名稱：剛性網格與樁復合地基的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及軟土地基加固結構，具體涉及剛性網格與樁復合地基，應用于建筑工 程、港口工程、公路工程、鐵道工程等領域。 技術背景
我國幅員遼闊，地質條件復雜變化，廣泛分布各種成因的軟土地層，特別是沿海以及 長三角和珠三角等經濟較發達地區遍布海相和湖相淤泥及淤泥質軟土。隨著我國國民經濟 的持續快速發展，各類建設工程的規模在不斷擴大，在進行建筑工程、港口工程、公路工 程、鐵道工程的建設過程中，經常面臨軟土地基加固難題。軟土地基具有天然含水率高、 孔隙比大、強度低、變形大等特點，常處于軟塑或流塑狀態，必須對軟土地基進行加固， 才能滿足設計的安全和使用要求。
軟土地基加固是各類建設工程項目中所面臨的一項技術難題。目前有多種軟土地基加 固方法，如換填法、攪拌樁法、排水固結法等。由于受各種復雜地質因素和不良軟土特性 的影響，現有各類軟土地基加固方法均存在一定的缺點。如排水固結法，存在施工工期長、 強度和變形性能提高比較有限、次固結變形難于改善以及工后沉降大等缺點， 一般難于滿 足荷載較大或沉降較小的地基使用要求，特別是無法滿足沉降差控制較嚴格的橋梁或涵洞 與路基連接處的地基加固要求。釆用攪拌樁法加固淤泥等軟土地基時，存在樁身強度低、 樁間土變形大、加固軟土地基深度比較有限(受機械施工能力限制)以及施工成本過高等 缺點。由于淤泥等軟土PH值低、含水率高、顆粒細小、含有機質多等原因，導致水泥攪 拌樁強度低；攪拌樁長度一般小于20m，加固深度受到限制，加之樁間土未作加固將產 生較大變形，因而由攪拌樁加固的軟土地基仍可能產生較大的沉降。而且攪拌樁施工成本 較高， 一般不適用于大面積軟土地基加固。
實用新型內容
本實用新型針對現有軟土地基加固方法存在的缺點，提供一種軟土地基加固效果好、 低成本的剛性網格與樁復合地基。這種復合地基通過過渡墊層及張拉網或張拉筋把荷載傳遞到剛性網格結構上，再通過樁把 荷載傳遞深層土體中。經本方法加固形成的復合地基能有效提高承載力，減小工后沉降， 縮短施工工期，并大幅降低施工成本。
本實用新型的目的通過如下技術方案實現
一種剛性網格與樁復合地基，包括預制樁或現澆樁、剛性網格結構、張拉網、張拉筋 和過渡墊層，所述預制樁或現澆樁從地基表層打設至相對硬地層，預制樁或現澆樁的間距 為0. 6 3m，預制樁或現澆樁截面邊長或直徑為0. 08 0. 6m，所述剛性網格結構在地表 處下方與預制樁固接，網格結構上鋪設有張拉網，張拉網上設有過渡墊層，過渡墊層與地 基表面緊密接觸，厚為0.6 1.5m，所述過渡墊層為粗顆粒的砂土、碎石類土或素混凝 土。
所述預制樁或現澆樁的截面為方形、矩形或圓形；所述預制樁或現澆樁為鋼筋混凝土 樁或鋼樁。
所述預制樁或現澆樁為等截面樁或擴大頭樁或支盤樁。 所述剛性網格結構為方形網格、矩形網格或者三角形網格。
所述剛性網格結構由現澆注鋼筋混凝土或分段分塊預制鋼筋混凝土網格結構或型鋼 構成。
所述張拉網為鋼絲網、格柵網或編織網。
所述剛性網格與樁復合地基還包括張拉筋，所述為鋼筋或毛竹，連接在剛性網格結構上。
所述剛性網格與樁復合地基還包括分隔檁條，所述分隔檁條為按十字型、井字型、對 角交叉型或中位線型連接在剛性網格結構上。 所述過渡墊層中埋設1 3層編織物或格柵。 本實用新型與現有技術相比，具有如下優點
1、加固效果好。本實用新型把剛架(剛性網格與樁結構)、過渡墊層、軟土地層三者 有機地構造成一種復合地基，荷載通過網格結構和樁傳遞于深層土體之中，可充分地發揮 深層土體的強度和變形性能，從而有效提高地基強度和變形性能，加固效果好。其次，網 格結構和樁為混凝土預制件或現澆筑結構，其強度高，且預制件可工廠化生產，質量易于 保證，因而技術可靠性高。此外，本實用新型方法的荷載傳遞路徑清晰，加固機理明確， 有利于設計計算分析和施工質量控制，從而提高設計和施工質量。2、 施工簡單、施工工期短。本實用新型的施工設備和工藝簡單，施工作業面大，易 于集團化施工；網格結構和樁的預制件可工廠化生產，并可提前預制，因而施工工期可大 為縮短。
3、 施工成本較低，有利于推廣應用。由于本實用新型的工藝簡單、施工工期短，可 工廠化、規模化和集團化生產，因而施工成本相對較低，有利于推廣應用。
圖1是本實用新型的軟土地基剛性網格與樁復合地基的斷面之一。
圖2是本實用新型的軟土地基剛性網格與樁復合地基的斷面之二。
圖3是預制樁為正方形或矩形排列的剛性網格與樁復合地基三維軸測示意圖。
圖4是預制樁為三角形排列的剛性網格與樁復合地基三維軸測示意圖。
圖5-1是預制樁為正方形或矩形布置時的分塊預制網格梁示意圖。
圖5-2是預制樁為三角形布置時的分塊預制網格梁示意圖。
圖6-1是預制樁為正方形或矩形布置時張拉網的布置方式示意圖。
圖6-2是預制樁為三角形布置時張拉網的布置方式示意圖。
圖6-3是預制樁為正方形或矩形布置時張拉筋單向布置方式示意圖。
圖6-4是預制樁為三角形布置時張拉筋單向布置方式示意圖。
圖6-5是預制樁為正方形或矩形布置時張拉筋雙向布置方式示意圖。
圖6-6是預制樁為三角形布置時張拉筋雙向布置方式示意圖。
圖7是樁端擴大頭現澆注樁。
圖8-1是剛性網格結構上設置的十字型分隔檁條示意圖。
圖8-2是剛性網格結構上設置的井字型分隔檁條示意圖。
圖8-3是剛性網格結構上設置的對角交叉型分隔檁條示意圖。
圖8-4是剛性網格結構上設置的中位線型分隔檁條示意圖。
圖9-1是預制樁焊接接頭示意圖。
圖9-2是預制樁插接接頭示意圖。
圖10是現澆支盤樁示意圖。
圖中示出l一預制樁或現澆樁；2—剛性網格結構；2-1—剛性網結構的結點；3_張 拉筋；4—張拉網；5—過渡墊層；6—軟土層；7—相對硬土層；8—土工格柵；9"填土； 10~分塊預制網格梁；10-l—分塊預制網格梁接頭；12—現澆樁樁端擴大頭；13—分隔檁
5條；14一建筑基礎；15—預制樁樁段端頭鋼板；16—鋼筋；17—插接接頭；18—支盤。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，需要說明的是，實施例并不對 本實用新型要求保護的范圍構成限制。 實施例l
如圖1所示，剛性網格與樁復合地基由預制樁l、剛性網格結構2、張拉網4和過渡 墊層5組成。預制樁穿越軟土層6，從地基表層打設至相對硬土層7，預制樁的間距為0.6m， 預制方形樁截面尺寸為0.08mX0.08m。預制樁樁頂與剛性網格的結點2-1固接。剛性網 格結構上鋪設張拉網，張拉網上鋪設0.6m厚的碎石類土過渡墊層。過渡墊層內設置格柵 8。過渡墊層上填筑填土9，形成由剛性網格與樁復合地基加固的路基工程。
具體施工步驟如下
(1) 如圖3所示，在軟土上以0.6m間距及方形的排列方式，打設混凝土預制樁， 樁截面為方形，邊長為0.10m，樁長共6m，由2節樁段采用焊接方法連接而成。樁段焊 接接頭如圖9-1所示，在樁段一端設置預制樁樁段端頭鋼板15，端頭鋼板與預制樁內鋼 筋16焊接，使端頭鋼板與樁身成為整體；將兩樁段的端頭鋼板圍焊，使兩樁段固接成為 8m長的預制樁。
(2) 在軟土地基上施工剛性網格結構。剛性網格結的網格形狀和尺寸與樁的排列方 式和樁的間距相適應，網格結點即為布樁點，樁距即為網格梁跨度。剛性網格結構材料為 混凝土，采用分塊預制的方法施工。剛性網格結構的梁的尺寸為0.10mX0.10m。剛性網 格結構采用分塊預制網格梁10在分塊預制網格梁接頭10-1處焊接而成，如圖5-1所示； 分塊預制網格梁焊接完成的剛性網格結構如圖3所示。預制網格梁構成的剛性網格結構與 步驟(1)已施工于土中的預制樁的樁頭焊接連接。
(3) 如圖6-1所示，在剛性網格結構2上鋪設由鋼絲網組成的張拉網4。在張拉網 上鋪設0.6m厚的碎石類土過渡墊層。過渡墊層中鋪設格柵。過渡墊層上填筑填土，形成 由剛性網格與樁復合地基加固的路基工程。
本方法適用于公路、鐵路路基下淤泥或淤泥質軟土地基的加固，經本方法加固形成 的復合地基能有效提高承載力，減小工后沉降，縮短施工工期，并大幅降低施工成本。 實施例2
如圖1所示，剛性網格與樁復合地基由現澆樁1、剛性網格結構2、張拉筋3、張拉網4和過渡墊層5組成。現澆樁穿越軟土層6，從地基表層打設至相對硬土層7，現澆樁 的間距為3.0m,現澆樁截面為圓形，直徑為0.40m。現澆樁樁頂與剛性網格的結點2-1 固接。剛性網格結構上鋪設張拉筋。張拉筋上鋪設張拉網。張拉網上鋪設1.0m厚的碎石 類土過渡墊層。過渡墊層內設置格柵8。過渡墊層上填筑填土9，形成由剛性網格與樁復 合地基加固的路基工程。 具體施工步驟如下
(1) 如圖4所示，現澆樁1在軟土上以3.0m間距及三角形的排列方式，采用混凝 土現澆樁，混凝土現澆樁樁如圖7所示，截面為圓形，直徑0.4m，樁長10m，樁端為擴 大頭10。
(2) 如圖4所示，在軟土地基上施工剛性網格結構。剛性網格結的網格形狀和尺寸 與樁的排列方式和樁的間距相適應，網格結點即為布樁點，樁距即為網格梁跨度。剛性網 格結構材料為混凝土，采用分塊預制的方法施工。剛性網格結構的梁的尺寸為0.25mX 0.3m，采用圖8~4所示分隔檁條11，檁條截面尺寸為0.12mX0.12m。剛性網格結構2 采用分塊預制網格梁10在分塊預制網格梁接頭10-1處焯接而成，如圖5-2所示；分塊預 制網格梁焊接完成的剛性網格結構如圖4所示。預制網格梁構成的剛性網格結構與步驟
(1)已施工于土中的預制樁的樁頭焊接連接。
(3) 如圖6-6所示，在剛性網格結構2上鋪設張拉筋3，張拉筋3為雙向鋪設的直 徑為12mm的鋼筋或毛竹。張拉筋3上鋪設由土工格柵8組成的張拉網4。在張拉網4上 鋪設1. Om厚的碎石類土過渡墊層5。過渡墊層5中鋪設土工格柵8。過渡墊層5上填筑填 土，形成由剛性網格與樁復合地基加固的路基工程(圖1)。該例還可采用如圖64所示 在剛性網格結構2上張拉筋3單向布置。
本方法適用于公路、鐵路路基下淤泥質軟土地基的加固，經本方法加固形成的復合 地基能有效提高承載力，減小工后沉降，縮短施工工期，并大幅降低施工成本。 實施例3
如圖l所示，剛性網格與樁復合地基由預制樁1、剛性網格結構2、張拉網4和過渡 墊層5組成。預制樁穿越軟土層6，從地基表層打設至相對硬土層7，預制樁的間距為2.5m, 預制樁為H型截面鋼樁，型號為300X300 (《鋼結構設計規范》GB50017-2003)。預制樁 樁頂與剛性網格的結點2-1固接。剛性網格結構上鋪設張拉網，張拉網上鋪設1.0m厚的 碎石類土過渡墊層。過渡墊層內設置格柵8。過渡墊層上填筑填土9，形成由剛性網格與樁復合地基加固的路基工程。 具體施工步驟如下
(1) 如圖3所示，在軟土上以2.5m間距及三角形的排列方式，打設鋼樁，樁截面 為H型，型號為300X300，樁長共8m，由2節樁段采用焊接方法連接而成。兩樁段之間 的焊接采用截面對接圍焊，使兩樁段固接成為8m長的鋼樁。
(2) 在軟土地基上施工剛性網格結構。剛性網格結構2的網格形狀和尺寸與樁的排 列方式和樁的間距相適應，網格結點即為布樁點，樁距即為網格梁跨度。剛性網格結構采 用現澆方法施工。由于樁間距為2.5m，大于1.0m，需要在剛性網格結構上設置分隔檁條 11。剛性網格結構材料為混凝土，剛性網格結構的梁的尺寸為0.20mX0.25m，采用中位 線型(圖8-4)分隔檁條，檁條截面尺寸為O. 12mX0. 12m。在施工現澆剛性網格結構的 前， 一同架設隔檁條及剛性網格結構的模板，在澆筑混凝土時，分隔檁條及剛性網格結構 一同澆筑，使分隔檁條及剛性網格結構形成整體。現澆施工完成后的剛性網格結構如圖 8>4所示。網格梁構成的剛性網格結構在剛性網結構的結點2-l與步驟(l)已施工于土中 的鋼樁的樁頭焊接連接。
(3) 如圖6-2所示，在剛性網格結構2上鋪設由鋼絲網組成的張拉網4。在張拉網 上鋪設1.0m厚的碎石類土過渡墊層。過渡墊層中鋪設格柵。過渡墊層上填筑填土，形成 由剛性網格與樁復合地基加固的路基工程。也可采用圖6-3所示在剛性網格結構2上設置 張拉筋3,張拉筋3單向布置。還可采用如圖6-5所示在剛性網格結構2上設置張拉筋3， 張拉筋3雙向布置。
本方法適用于公路、鐵路路基下淤泥質軟土地基的加固，經本方法加固形成的復合 地基能有效提高承載力，減小工后沉降，縮短施工工期，并大幅降低施工成本。 實施例4
如圖2所示，剛性網格與樁復合地基由現澆樁l、剛性網格結構2、張拉網4和過渡 墊層5組成。現澆樁穿越軟土層6，從地基表層打設至相對硬土層7，現澆樁的間距為2.0m X3.0m，現澆樁截面為圓形，直徑為0.40m。現澆樁樁頂與剛性網格的結點2-1固接。網 格結構上設置分隔檁條ll。分隔檁條ll上鋪設張拉網。張拉網上鋪設1.5m厚的砂土過 渡墊層。過渡墊層內設置格柵8。過渡墊層上施工建筑基礎12，形成由剛性網格與樁復合 地基加固的建筑基礎工程。
具體施工步驟如下
8(1) 如圖3所示，在軟土上以2.0mX3.0m的矩形排列方式，打設現澆混凝土支盤 樁18，如圖10所示，樁截面為圓形，直徑0.4m，樁長10m。
(2) 如圖3所示，在軟土地基上施工剛性網格結構。剛性網格結的網格形狀和尺寸 與樁的排列方式和樁的間距相適應，網格結點即為布樁點，樁距即為網格梁跨度。剛性網 格結構采用現澆方法施工。由于樁間距為2.5111，大于1.0m，需要在剛性網格結構上設置 分隔檁條ll。剛性網格結構2材料為混凝土，剛性網格結構的梁的尺寸為0.2111乂0.30111， 采用十字型(圖8-1)或井字型(圖8-2)分隔檁條11,檁條截面尺寸為0.12mX0.12m。 在施工現澆剛性網格結構的前， 一同架設隔檁條及剛性網格結構的模板,在澆筑混凝土時， 分隔檁條及剛性網格結構一同澆筑，使分隔檁條及剛性網格結構形成整體。現澆施工完成 后的剛性網格結構如圖8-1或圖8-2所示。網格梁構成的剛性網格結構在剛性網結構的結 點2-l與步驟(1)已施工于土中的現澆混凝土支盤樁的樁頭焊接連接。
(3) 剛性網格結構2上鋪設由土工編織物組成的張拉網4。張拉網4上鋪設1. 5ra厚 的砂土過渡墊層。過渡墊層中鋪設土工格柵。過渡墊層上施工建筑基礎，形成由剛性網格 與樁復合地基加固的建筑基礎工程(圖2)。
本方法適用于房屋建筑淺基礎下軟土地基的加固，經本方法加固形成的復合地基能 有效提高承載力，減小工后沉降，縮短施工工期，并大幅降低施工成本。 實施例5
如圖2所示，剛性網格與樁復合地基由預制樁l、剛性網格結構2、張拉網4和過渡 墊層5組成。現澆樁穿越軟土層6，從地基表層打設至相對硬土層7，預制樁的間距為2.0m， 預制樁截面為方形，尺寸為0.3mx0.3m。預制樁樁頂與剛性網格的結點2-1固接。網格結 構上設置分隔檁條ll。分隔檁條ll上鋪設張拉網。張拉網上鋪設0.5m厚的素混凝土和 0.5m厚的碎石土過渡墊層。過渡墊層內設置格柵8。過渡墊層上施工建筑基礎12，形成 由剛性網格與樁復合地基加固的建筑基礎工程。
具體施工步驟如下
(1) 如圖3所示，在軟土上以2.0mX2.0m的方形排列方式，打設混凝土預制樁， 樁截面為方形，尺寸為0.3mx0.3m，樁長共12m,由2節樁段采用插接方法連接而成。樁 段插接接頭17如圖9-2所示，在樁段一端設置凹榫頭，另一樁段設置凸榫頭，將凸榫頭 插入至凹榫頭中，使得兩樁段固接成為10m長的預制樁。
(2) 如圖3所示，在軟土地基上施工剛性網格結構。剛性網格結的網格形狀和尺寸與樁的排列方式和樁的間距相適應，網格結點即為布樁點，樁距即為網格梁跨度。剛性網 格結構采用現澆方法施工。由于樁間距為2.0m，大于1.0m，需要在剛性網格結構上設置 分隔檁條ll。如圖8-3所示，剛性網格結構材料為混凝土，剛性網格結構2的梁的尺寸 為0.2mX0.25m，采用對角交叉型分隔檁條11，檁條截面尺寸為0. lmXO. lm。在施工現 澆剛性網格結構的前， 一同架設隔檁條及剛性網格結構的模板，在澆筑混凝土時，分隔檁 條11及剛性網格結構2 —同澆筑，使分隔檁條11及剛性網格結構2形成整體。現澆施工 完成后的剛性網格結構如圖8-3所示。網格梁構成的剛性網格結構在剛性網結構的結點 2-1與步驟(1)己施工于土中的預制混凝土矩形樁的樁頭焊接連接。
(3)剛性網格結構上鋪設由土工編織物組成的張拉網。張拉網上鋪設0. 5m厚的素 混凝土和0.5m厚的碎石土過渡墊層。過渡墊層中鋪設土工格柵。過渡墊層上施工建筑基 礎，形成由剛性網格與樁復合地基加固的建筑基礎工程(圖2)。
本方法適用于房屋建筑淺基礎下軟土地基的加固，經本方法加固形成的復合地基能有 效提高承載力，減小工后沉降，縮短施工工期，并大幅降低施工成本。
在實施例中的預制樁指的是在工廠生產或在現場預制的混凝土樁，截面形式為圓形、 方形或矩形。現澆樁指的是在現場，利用施工機具在設計樁位置處成 L，在孔內放置鋼筋 籠(在直徑小于0.3m時可放置三角形鋼筋籠)，再澆灌混凝土而成的樁。
權利要求1、一種剛性網格與樁復合地基，其特征在于包括預制樁或現澆樁、剛性網格結構、張拉網、張拉筋和過渡墊層，所述預制樁或現澆樁從地基表層打設至相對硬地層，預制樁或現澆樁的間距為0.6～3m，預制樁或現澆樁截面邊長或直徑為0.08～0.6m，所述剛性網格結構在地表處下方與預制樁固接，網格結構上鋪設有張拉網，張拉網上設有過渡墊層，過渡墊層與地基表面緊密接觸，厚為0.6～1.5m，所述過渡墊層為粗顆粒的砂土、碎石類土或素混凝土。
2、 根據權利要求1所述的剛性網格與樁復合地基，其特征在于所述預制樁或現澆 樁的截面為方形、矩形或圓形；所述預制樁或現澆樁為鋼筋混凝土樁或鋼樁。
3、 根據權利要求1所述的剛性網格與樁復合地基，其特征在于所述預制樁或現澆 樁為等截面樁或擴大頭樁或支盤樁。
4、 根據權利要求1所述的剛性網格與樁復合地基，其特征在于所述剛性網格結構 為方形網格、矩形網格或者三角形網格；所述剛性網格結構由現澆注鋼筋混凝土或分段分 塊預制鋼筋混凝土網格結構或型鋼構成。
5、 根據權利要求1所述的剛性網格與樁復合地基，其特征在于所述張拉網為鋼絲 網、土工格柵網或土工編織網。
6、 根據權利要求1所述的剛性網格與樁復合地基，其特征在于所述剛性網格與樁 復合地基還包括張拉筋，所述張拉筋為鋼筋或毛竹，連接在剛性網格結構上。
7、 根據權利要求1所述的剛性網格與樁復合地基，其特征在于所述剛性網格與樁 復合地基還包括分隔檁條，所述分隔檁條為按十字型、井字型、對角交叉型或中位線型連 接在剛性網格結構上。
8、 根據權利要求1所述的剛性網格與樁復合地基，其特征在于所述過渡墊層中埋 設1 3層土工編織物或土工格柵。
專利摘要本實用新型公開了剛性網格與樁復合地基。該剛性網格與樁復合地基包括預制樁或現澆樁、剛性網格結構、張拉網、張拉筋和過渡墊層，預制樁或現澆樁從地基表層打設至相對硬地層，剛性網格結構在地表處下方與預制樁固接，網格結構上鋪設有張拉網，張拉網上設有過渡墊層，過渡墊層與地基表面緊密接觸，厚為0.6～1.5m，所述過渡墊層為粗顆粒的砂土、碎石類土或素混凝土。本實用新型把剛性網格與樁結構、過渡墊層、軟土地層有機地構造成一種復合地基，荷載通過網格結構和樁傳遞于深層土體之中，可充分地發揮深層土體的強度和變形性能，從而有效提高地基強度和變形性能，加固效果好。
文檔編號E02D3/00GK201343736SQ20082020430
公開日2009年11月11日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者房營光, 潘衛東, 莫海鴻, 谷任國, 陳俊生 申請人:華南理工大學