一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，包括由若干PHC-SG樁組成的樁基層、水平層、土工布、水平褥墊層、預壓堆載層以及排水管；PHC-SG樁包括PHC管樁樁芯，以及設置于所述PHC管樁樁芯外圍的碎石樁套；所述水平層設置于所述樁基層上方，所述土工布設置于所述水平層上方；所述水平褥墊層設置于所述土工布上方，所述預壓堆載層設置于所述水平褥墊層上方；所述排水管設置于所述土工布下方，且與所述土工布相對的位置設置有至少兩個通孔。本實用新型集合了混凝土長樁的豎向沉降與側向變形控制和碎石短樁的擠密、排水作用，從而提高地基強度，減少竣工后的沉降量；同時具有堆載預壓法的加速固結作用，有效減少工期。
【專利說明】一種混凝土預制管粧與堆載預壓軟土地基處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于軟土地基處理領域,尤其涉及一種混凝土預制管樁(PrestressedHigh-1ntensity Concrete Short-Gravel 樁，以下簡稱“PHC-SG 樁”)與堆載預壓軟土地基處理裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國基本建設的不斷發(fā)展，沿海地區(qū)越來越多的高層建筑、市政設施、高速公路等構筑物修建在深厚的軟土地基上。這些軟土地基通常具有含水率大、孔隙比大、強度低、固結速度慢等特點，在上部構筑物施工完畢后通常會產(chǎn)生較大的豎向沉降和側向變形，且這一沉降變形過程維持較長的時間，通常需要較長的時間才能結束。如此長時間的沉降變形過程將嚴重影響建在其上的構筑物的自身安全及其使用效果，有必要對其進行加固處理。
[0003]軟土地基加固處理的方法主要有三類。第一類是減少沉降法，即對軟土進行置換處理，用較硬的土或建筑材料代替天然軟土，如灰土置換法。第二類是加速沉降法，即在修建構筑物前通過工程手段使軟土地基的沉降提前完成一部分、或使其沉降速度加快，快速穩(wěn)定，如堆載預壓法。第三類介于第一類和第二類之間，同時具有減少沉降和加速沉降的作用，如碎石樁法。對于具有深厚軟土層的地基，上述三類方法都存在一定的缺陷。如灰土置換法需要大量的置換材料，這就決定了不可能、也沒必要對深厚軟土地基進行置換；堆載預壓法所需要的預壓固結時間長，將造成工期的加長和工程費用的增加，可能導致地基的剪切破壞；碎石樁法減少的沉降量有限且通常在靠近地表處產(chǎn)生較大的側向變形，影響上部結構的整體穩(wěn)定；PHC管樁可作為上部結構的工程樁，直接承擔上部結構的全部荷載。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，以解決現(xiàn)有技術的問題。
[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:包括由若干PHC-SG樁組成的樁基層、水平層、土工布、水平褥墊層、預壓堆載層以及排水管；
[0006]所述PHC-SG樁包括PHC管樁樁芯，以及設置于PHC管樁樁芯外圍的碎石樁套；
[0007]所述水平層設置于所述樁基層上方，所述土工布設置于所述水平層上方；
[0008]所述水平褥墊層設置于所述土工布上方，所述預壓堆載層設置于所述水平褥墊層上方；
[0009]所述排水管設置于所述土工布下方，且與所述土工布相對的位置設置有至少兩個通孔。
[0010]優(yōu)選地:
[0011 ] 所述排水管采用聚氯乙烯排水管。
[0012]所述排水管直徑為300毫米，所述排水管與所述土工布相對的上半圓每間隔100毫米設置一個10毫米的通孔。
[0013]進一步地:
[0014]所述的PHC管樁樁芯由圓柱形混凝土灌注而成。
[0015]所述的碎石樁套的長度為PHC管樁樁芯長度的一半，碎石樁套環(huán)繞在PHC管樁樁芯的上部；碎石樁套與混凝土樁芯組成PHC-SG樁。
[0016]優(yōu)選地:
[0017]PHC管樁樁芯的直徑為0.4m，壁厚95mm，并進入全風化層，碎石樁套的直徑約為0.60m、長度為10m，PHC-SG樁的間距為2.5m。
[0018]或者，PHC管樁樁芯的直徑為0.5m，壁厚100mm，長度為30.0m，碎石樁套2的直徑約為0.8m、長度為15m，PHC-SG樁的間距為3.5m。
[0019]所述的水平褥墊層為碎石、粗砂或者碎石和粗砂的混合料，優(yōu)選地，水平褥墊層采用級配連續(xù)的碎石，水平褥墊層的厚度為0.5m?0.6m,在整個地基范圍內(nèi)鋪設。
[0020]所述的預壓堆載層為土、石料或者土和石料的混合料。
[0021]優(yōu)選地:
[0022]預壓堆載層為粘土，預壓堆載層的高度為4.0m，分兩級施加，每級堆載高度2.0m。
[0023]預壓堆載層為粉土與塊石混合料，預壓堆載層的高度為5.4m,分三級施加，每級堆載高度1.8m。
[0024]在本實用新型中，PHC-SG樁體具有承載、限制側向變形、豎向排水固結的作用，同時對地基土有擠密作用；褥墊層主要具有提供后繼工作場地、水平排水和調(diào)整樁與樁間土應力分布的作用，與碎石樁套一起組成豎向、橫向的交叉排水通道；堆載主要具有預壓固結、加速排水、減少工后沉降的作用；進一步的，土工布下方設置的排水管主要用來將地表排上來的水通過排水管上的通孔流入排水管，并通過排水管兩端的出口排出去，使軟土固結。本實用新型既可以控制豎向沉降、又能夠限制側向位移、同時還可以提供豎向和橫向的排水通道、加速軟土地基的固結沉降，可以確保高層建筑、市政設施、高速公路等構筑物的使用功能、合理的建設工期并減少工程費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型實施例PHC-SG樁與堆載預壓軟土地基處理裝置的結構示意圖；
[0026]圖2為本實用新型實施例提供的排水管橫截面結構示意圖；
[0027]圖3為本實用新型實施例提供的排水管與土工布相對的圓面俯視圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本實用新型的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029]如圖1所示，圖1為本實施例的一種PHC-SG樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，所述的軟土地基處理裝置包括三部分:
[0030]第一部分是由PHC管樁樁芯I，碎石樁套2設置于PHC管樁樁芯I的外圍，本實施例中，PHC管樁樁芯I的長度大于碎石樁套2的長度，且碎石樁套2環(huán)繞在PHC管樁樁芯I的上部；碎石樁套2與混凝土樁芯I組成PHC-SG樁。碎石樁套2的長度根據(jù)軟土地基的相對深度而定，較優(yōu)的為PHC管樁樁芯I長度的一半。本實施例中PHC-SG樁的PHC管樁樁芯I采用PHC-AB400 (95)，則所述PHC管樁樁芯的直徑為0.4m,壁厚95mm，并進入全風化層，碎石樁套2的直徑約為0.60m、長度為10m，PHC-SG樁的間距為2.5m ;需要說明的是，本實用新型中，PHC管樁樁芯I是一種圓環(huán)形的預制管樁。
[0031]第二部分是水平層5，水平層5設置于PHC-SG樁的上方，水平層5水平均勻地鋪設在PHC-SG樁上的地表上，所述土工布設置于所述水平層5的上方，所述排水管6設置于所述土工布下方。
[0032]第三部分是水平褥墊層3，水平褥墊層3為碎石、粗砂或者碎石和粗砂的混合料。
[0033]本實施例中，水平褥墊層3采用級配連續(xù)的碎石，水平褥墊層3的厚度為0.5m，在整個地基范圍內(nèi)鋪設；
[0034]第四部分是預壓堆載層4，預壓堆載層4設置于水平褥墊層3的上方，預壓堆載層4為土、石料或者土和石料的混合料，其主要起壓密土體、促使土體中水的排出、以及提前完成部分固結沉降的作用。本實施例中，預壓堆載層4采用當?shù)卣惩粒A壓堆載層4的高度為4.0m,分兩級施加,每級堆載高度2.0m。
[0035]本實施例的軟土地基PHC-SG樁與堆載預壓軟土地基處理方法，包括如下步驟:
[0036]第一步，在地表鋪設水平層5，所述水平層5上鋪設土工布，所述土工布下方設置有排水管6 ；
[0037]所述土工布的作用是有利于土體擠壓出來的水分通過；
[0038]可選的，所述排水管6采用聚氯乙烯(PVC, Polyvinyl chloride polymer)排水管，可選的，所述排水管6直徑為300毫米，如圖2和圖3所示，所述排水管6與所述土工布相對的上半圓每間隔100毫米設置一個10毫米的通孔。
[0039]第二步，在所述土工布上鋪設水平褥墊層3，在已鋪設好水平褥墊層3的地基上，通過沉管法打設碎石樁至設計標高；
[0040]水平褥墊層3采用級配連續(xù)的碎石，水平褥墊層3厚度0.5m，在整個地基范圍內(nèi)鋪設；
[0041]第三步，通過錘擊法在原位(即步驟二打樁處)打設PHC混凝土預制管樁I至其設計標高，同時把步驟二打設的碎石樁體擠成環(huán)繞在PHC混凝土預制樁I上部周圍的圓環(huán)形裝套2，形成PHC-SG樁(1-2)；
[0042]第四步，根據(jù)設計要求，在場地不同處，按照設計位置依次按前述步驟打設PHC-SG樁(1+2)；
[0043]打設好的PHC-SG樁的PHC管樁樁芯I的直徑為0.4m、長度為20.0m,碎石樁套2的直徑約為0.5m、長度為10m，PHC-SG樁的間距為2.5m。
[0044]第五步，在打設好的PHC-SG樁位上補足水平褥墊層3 ；
[0045]第六步，在水平褥墊層3上施加預壓堆載層4 ;預壓堆載層4采用當?shù)卣惩粒洋w高度為4.0m,分兩級施加每級堆載高度2.0m。
[0046]第七步，預壓至設計時間后，卸去預壓堆載層4，完成地基處理工作。
[0047]實施例2:
[0048]本實施例的一種PHC-SG樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其結構同實施例1，區(qū)別在于:本實施例中PHC-SG樁的PHC管樁樁芯I采用PHC-AB500 (100)，則所述PHC管樁樁芯的直徑為0.5m，壁厚100mm、長度為30.0m，碎石樁套2的直徑約為0.8m、長度為15m，PHC-SG樁的間距為3.5m ;水平褥墊層3采用級配連續(xù)的碎石、粗砂混合料，厚度0.6m,在整個地基范圍內(nèi)鋪設；預壓堆載層4采用當?shù)胤弁僚c塊石混合料，堆體高度為5.4m，分三級施力口，每級堆載高度1.8m。
[0049]經(jīng)檢測，采用本實用新型的PHC-SG樁與堆載預壓軟土地基處理裝置及其方法，在控制豎向沉降、限制側向位移、提供豎向和橫向的排水通道、加速軟土地基的固結沉降等方面，具有顯著工程效果，可以確保高層建筑、高速公路等構筑物的使用功能、合理的建設工期并減少工程費用。
[0050]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:包括由若干混凝土預制管樁組成的樁基層、水平層、土工布、水平褥墊層、預壓堆載層以及排水管； 所述混凝土預制管樁包括PHC管樁樁芯，以及設置于所述PHC管樁樁芯外圍的碎石樁套； 所述水平層設置于所述樁基層上方，所述土工布設置于所述水平層上方；所述水平褥墊層設置于所述土工布上方，所述預壓堆載層設置于所述水平褥墊層上方； 所述排水管設置于所述土工布下方，且與所述土工布相對的位置設置有至少兩個通孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:所述排水管采用聚氯乙烯排水管。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:所述排水管直徑為300毫米，所述排水管與所述土工布相對的上半圓每間隔100毫米設置一個10毫米的通孔。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:所述的碎石樁套的長度為PHC管樁樁芯長度的一半，碎石樁套環(huán)繞在PHC管樁樁芯的上部；碎石樁套與混凝土樁芯組成PHC-SG樁。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:所述PHC管樁樁芯的直徑為0.4m，壁厚95mm，并進入全風化層，碎石樁套的直徑約為0.60m、長度為1m,混凝土預制管樁的間距為2.5m。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:所述PHC管樁樁芯的直徑為0.5m,壁厚100mm，長度為30.0m,碎石樁套2的直徑約為0.8m、長度為15m,混凝土預制管樁的間距為3.5m。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:預壓堆載層堆體高度為4.0m，分兩級，每級堆載高度2.0m。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種混凝土預制管樁與堆載預壓軟土地基處理裝置，其特征在于:預壓堆載層堆體高度為5.4m,分三級,每級堆載高度1.8m。
【文檔編號】E02D5/30GK204059332SQ201420287212
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2014年5月30日
【發(fā)明者】李譽, 汪巍, 蔣興華, 黃頤, 宴鴻新 申請人:海南通程建筑工程有限公司, 青島海防工程局