软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构的制作方法

1.本实用新型涉及软土地基加固施工技术领域，具体涉及一种软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构。

背景技术：

2.软土具有含水量高、孔隙比大、抗剪强度低等特点，如处理不当，会给道路的施工和使用造成很大影响。目前软土地基加固常用的方法有排水固结、复合地基加固、换填法等。排水固结法通过在软土层内部及表面设置排水体，消散土体孔隙水压力，增加土体有效应力，从而提高地基承载力，采用堆载预压时，处理区土体存在变形稳定问题，采用真空预压则往往能耗较大，排水固结法还存在加固周期较长的问题。复合地基加固可有效提高地基承载力，但用桩量大、材料消耗多，施工繁琐且成本较高，而换填法工程量大，加固深度及效果有限。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有软土地基加固施工中存在的问题，提出了软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构，采用下述技术方案。
4.软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构，由袋装砂井、陀螺桩垫层、排水系统和注浆系统组成；袋装砂井外设砂袋，内填砂砾，砂砾中内置注浆软管，注浆软管延伸出砂袋一侧端头10~15cm，并通过固定扎带与砂袋固定；注浆软管与注浆分流管上的分流口相连，注浆分流管横向布置于砂垫层表面，砂垫层两侧设有反滤层；砂垫层底部及反滤层底部埋设有排水管，排水管延伸出反滤层底部10cm，排水管两侧设有排水沟；排水系统由袋装砂井、排水管、排水沟和反滤层共同组成；陀螺桩垫层由陀螺桩、碎石层、砂土层、筏式栅网、横向连接筋和竖向连接筋组；注浆系统由注浆分流管、注浆软管、注浆机、出浆管共同组成，注浆分流管两端设有套管外螺纹、套管内螺纹，注浆分流管的长度根据所要加固道路实际宽度确定，注浆分流管一侧与注浆机相连，另一侧与出浆管相连，出浆管顶部设有出口稳压阀门。
5.优选地，注浆软管外部设有防护套管，并通过卡箍进行固定。
6.优选地，袋装砂井在深层软土地基排水固结完成后，通过注浆系统注浆形成刚性桩。
7.优选地，筏式栅网铺设于碎石层之上，陀螺桩自下而上依次为桩靴、桩脚、桩身、面板，面板中心位置设有预埋u型筋，桩脚插设于筏式栅网的网格内，竖向连接筋穿过预埋u型筋并与横向连接筋焊接固定，横向连接筋、竖向连接筋共同组成陀螺桩顶部的筏式连接网。
8.本实用新型涉及的技术方案，与传统技术相比的有益效果是：
9.1、陀螺桩以其特殊的形状，对碎石进行挤压，使陀螺桩地基形成一个具有柔性的整体板块，有效避免局部应力集中产生的开裂问题，同时陀螺桩具有较大的扩散角，将应力均匀扩散到深层地基中，有效提高地基承载力并减小地基沉降。
10.2、陀螺桩体间填充的碎石，可为深层土体固结提供良好的水平排水通道，显著提高土体固结速度，节省施工时间。
11.3、袋装砂井注浆前作为竖向排水通道，加速深层地基土体固结沉降，注浆后形成刚性桩复合地基，显著提高地基承载力。
12.4、先铺设并夯实碎石层及砂土层，再插打陀螺桩，确保陀螺桩体缝隙之间的填土密实，解决了陀螺桩体间碎石填充困难及振捣难以密实的问题，使其土体附加应力分布更加均匀，充分发挥其材料性能。
附图说明
13.图1是袋装砂井平面布置示意图；
14.图2是袋装砂井内置注浆软管结构示意图；
15.图3是袋装砂井施工完成示意图；
16.图4是注浆分流管结构示意图；
17.图5是袋装砂井顶部预留注浆软管与注浆分流管连接示意图；
18.图6是注浆软管与分流口连接示意图；
19.图7是注浆软管防护套管安装固定示意图；
20.图8是碎石层及砂砾层铺设完成示意图；
21.图9是陀螺桩结构示意图；
22.图10是中间部分陀螺桩插入施工示意图；
23.图11是两侧陀螺桩插入施工示意图；
24.图12是陀螺桩垫层施工完成示意图；
25.图13是陀螺桩垫层施工完成结构示意图；
26.图14是袋装砂浆注浆加固施工示意图；
27.图15是陀螺桩垫层联合袋装砂井注浆加固完成结构示意图；
28.图16是道路基层及面层施工完成示意图。
29.图中标注：1-袋装砂井，101-砂袋，102-砂料，103-固定扎带，2-陀螺桩，201-桩靴，202-桩脚，203-桩身，204-面板，205-预埋u型筋，3-软土地基，4-筏式栅网，5-横向连接筋，6-竖向连接筋，7-碎石层，8-砂土层，9-注浆分流管，901-分流口，902-套管外螺纹，903-套管内螺纹，10-砂垫层，11-注浆软管，12-防护套管，13-卡箍，14-反滤层，15-排水管，16-排水沟，17-出浆管，18-出口稳压阀门，19-底基层，20-基层，21-面层，22-注浆机。
具体实施方式
30.为了加深对本实用新型的理解，下面将参考图1至图16，对本实用新型的实施例作详细说明，以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
31.本实施例中，陀螺桩结构采用500a型，c20混凝土预制，桩身钢筋采用直径13mm钢筋，面板直径为495mm，桩脚、桩身高度为200mm，桩靴50mm，陀螺桩填充碎石采用5mm~40mm规格；桩身上下布设hrb400钢筋网，下层筏式栅网的横向钢筋采用直径20 mm带肋钢筋、纵向采用直径14 mm带肋钢筋，角部固定筋采用直径12mm带肋钢筋；上层钢筋网纵横向连接筋均
采用直径12mm带肋钢筋，钢筋表面均涂刷环氧乳化沥青作为防腐层；袋装砂井直径为7cm，间距1.5m，深度14m，按正三角形布置，砂垫层厚度50cm，分两层填筑，第一层填筑30cm厚，注浆软管直径为3cm。
32.结合附图1所示，首先清理所要加固软土路基3范围内的淤泥、树根、腐植土等，并碾压密实。然后均匀填筑0.3 m的下层砂垫层10。再用桩机打下砂井，砂井呈正三角形布置，间距为1.5m。
33.结合附图2所示，砂袋101内预先放置注浆软管11，再填充砂料102，注浆软管11延伸出砂袋101一侧端头10~15cm，并通过固定扎带103与砂袋101进行固定。
34.结合附图4、附图5、附图6、附图7所示，注浆分流管9两端设有套管外螺纹902、套管内螺纹903，注浆分流管9所组装长度根据所要加固道路实际宽度确定；在砂井顶部安装注浆分流管9，在注浆软管11外部安装防护套管12，并通过卡箍13进行固定，将砂袋101沉放于井内，注浆分流管9横向布置于砂垫层10表面。
35.结合附图3所示，铺设0.2m的上层砂垫层10，砂垫层10两侧设有反滤层14，砂垫层14两侧底部设有排水管15，排水管15一侧设置排水沟16。
36.结合附图8所示，在砂垫层10顶部依次铺设一层碎石层7及砂土层8，碾压并夯实。
37.结合附图9所示，陀螺桩2自下而上为桩靴201、桩脚202、桩身203、面板204，面板204中心位置设有预埋u型筋205。
38.结合附图10、附图11所示，铺设一层筏式栅网4，陀螺桩2的桩脚202插设于筏式栅网4网格内，按中心向两侧的顺序依次插打，待全部陀螺桩2安装施工完成后，将竖向连接筋6穿过预埋u型筋205并与横向连接筋5焊接固定，横向连接筋5、竖向连接筋6共同组成陀螺桩2顶部的筏式连接网。
39.结合附图12、附图13所示，在陀螺桩2顶部筏式连接网施工之后，铺设一层砂土层8并夯实，使得筏式连接网被全部覆盖。
40.结合附图14、附图15所示，注浆分流管9一侧与注浆机22相连，另一侧与出浆管17相连，出浆管17顶部设有出口稳压阀门18，待深层软土地基3排水固结完成后，通过注浆系统注浆加固使得预埋的袋装砂井1固化形成刚性桩。
41.结合附图16所示，注浆加固施工完成后，依次进行道路底基层19、基层20、面层21的施工。
42.上述实施例仅用于解释说明本实用新型的技术构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构，其特征在于，由袋装砂井（1）、陀螺桩垫层、排水系统和注浆系统组成；所述的袋装砂井（1）外设砂袋（101），内填砂砾，砂砾中内置注浆软管（11），注浆软管（11）延伸出砂袋（101）一侧端头10~15cm，并通过固定扎带（103）与砂袋（101）固定；所述的注浆软管（11）与注浆分流管（9）上的分流口（901）相连，注浆分流管（9）横向布置于砂垫层（10）表面，砂垫层（10）两侧设有反滤层（14）；所述的砂垫层（10）底部及反滤层（14）底部埋设有排水管（15），排水管（15）延伸出反滤层（14）底部10cm，排水管（15）两侧设有排水沟（16）；所述的排水系统由袋装砂井（1）、排水管（15）、排水沟（16）和反滤层（14）共同组成；所述的陀螺桩垫层由陀螺桩（2）、碎石层（7）、砂土层（8）、筏式栅网（4）、横向连接筋（5）和竖向连接筋（6）组成；所述的注浆系统由注浆分流管（9）、注浆软管（11）、注浆机（22）、出浆管（17）共同组成，注浆分流管（9）两端设有套管外螺纹（902）、套管内螺纹（903），注浆分流管（9）的长度根据所要加固道路实际宽度确定，注浆分流管（9）一侧与注浆机（22）相连，另一侧与出浆管（17）相连，出浆管（17）顶部设有出口稳压阀门（18）。2.根据权利要求1所述的软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构，其特征在于，所述的注浆软管（11）外部设有防护套管（12），并通过卡箍（13）进行固定。3.根据权利要求1所述的软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构，其特征在于，所述的袋装砂井（1）在深层软土地基（3）排水固结完成后，通过注浆系统注浆形成刚性桩。4.根据权利要求1所述的软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构，其特征在于，所述的筏式栅网（4）铺设于碎石层（7）之上，所述的陀螺桩（2）自下而上依次为桩靴（201）、桩脚（202）、桩身（203）、面板（204），面板（204）中心位置设有预埋u型筋（205），桩脚（202）插设于筏式栅网（4）的网格内，竖向连接筋（6）穿过预埋u型筋（205）并与横向连接筋（5）焊接固定，横向连接筋（5）、竖向连接筋（6）共同组成陀螺桩（2）顶部的筏式连接网。

技术总结

本实用新型公开了一种软土地基陀螺桩结合袋装砂井先排水后注浆加固处理结构，由袋装砂井、陀螺桩垫层、排水系统、注浆系统组成；袋装砂井内置注浆软管，通过固定扎带与砂袋进行固定；注浆软管与注浆分流管上的分流口相连，砂垫层两侧设有反滤层；砂垫层底部及反滤层底部埋设有排水管，排水管两侧设有排水沟，袋装砂井、排水管、排水沟、反滤层共同组成排水系统；陀螺桩垫层由陀螺桩、碎石层、砂土层、筏式栅网、横向连接筋、竖向连接筋组成。陀螺桩具有较大扩散角，将应力均匀扩散到深层地基中，有效避免局部应力集中；袋装砂井在深层软土地基排水固结完成后，通过注浆系统注浆形成刚性桩，进一步提高地基承载力。进一步提高地基承载力。进一步提高地基承载力。