浙江环宇建设集团有限公司
摘要：针对传统活性材料桩、塑料套管桩存在问题，开发了“活性材料外填组合散体塑料套管复合桩施工技术”，该技术在塑料套管内灌注填充材料，塑料套管外灌注活性材料，并通过设置刚性加筋体、刚性加筋环等构件，既可解决活性材料软芯问题，又可改善桩身的受力性能，还可弥补塑料套管桩易变形的问题。
关键词：散体材料；活性材料；复合桩
Key words: Granular material; active material; composite pile
1 前言
活性材料桩、塑料套管桩在复合地基处理中广泛应用[1-3]，活性材料桩的桩身材料胶凝后，在空气和水中形成的硬化体具有比单独活性材料硬化体更高的强度和硬化速度。塑料套管桩是将PVC塑料套管逐根打入地基中，对塑料套管浇注混凝土成桩。通过工程实践发现，活性材料桩桩易断桩，而塑料套管桩承载力有限，基于此，需要考虑如何将两者取长补短，相互结合，以形成承载力较高的复合地基。
本单位在工程实践的基础上，提出了一种“活性材料外填组合散体塑料套管复合桩施工技术”，改善复合桩基承载力及成桩质量。
2 工艺原理
本技术刚性沉管打入地基后，插入管壁设置透水孔的塑料套管，并向塑料套管内部灌注散体材料，套管外灌注活性材料。通过往塑料套管内部加水保证管桩外部活性材料硬化受力，通过往塑料套管内部注浆保证管桩内部形成高强度劲芯，提高其强度，外侧连接体将塑料套管与外侧活性材料硬化体结合形成整体，改善桩体受力性能。通过施工过程控制，进一步改善桩体的受力性能。
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1-预制桩尖，2-劲芯增强体，3-塑料套管，4-活性材料体，5-相对硬土层，6-软土层
图1 活性材料外填组合散体塑料套管复合桩剖面示意图
3 施工工艺流程
活性材料外填组合散体塑料套管复合桩施工工艺流程如图2所示:
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图2 施工工艺流程图
4 操作要点
4.1 塑料套管结构组装
塑料套管管壁上设置透水孔，透水孔按间距200mm设置，孔径为5-10mm，环形布设2~3个，冲孔完成后，在套管外包裹渗水土工布，并在套管外侧设置间隔1m设置刚性加筋环，如图3所示。
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1-塑料套管，2-刚性加筋环，3-外侧连接体，4-透水孔，5-反包土工布
图3 塑料套管结构组装示意图
4.2 预制桩尖安装
将组装好的塑料套管、沉管与预制桩尖采用承插方式进行固定，如图4所示。
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图4 预制桩尖连接示意图
1-预制桩尖，2-凹槽一，3-凹槽二，4-塑料套管，5-后注浆管，6-沉管
4.3 成桩组合结构下沉
将安装好桩尖的塑料套管、沉管一同施工压入土体中；下压过程中注意压入速度，并保证压入垂直度。
4.4 散体材料填充
塑料套管放入用于后注浆使用的注浆管，注浆管伸至管底，并向套管内逐层填充散体材料，每层控制在20cm，如图5所示。
4.5 活性材料填充
向沉管与塑料套管之间的空隙内填充活性材料[4]，并压密。
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1-散体材料，2-后注浆管，3-活性材料
图6 沉管腔内活性材料填充后示意图
4.5 刚性沉管上拔
塑料套管管周活性材料填筑完成后，换换上拔沉管，上拔速度稳定，避免出现缩、扩劲现象，上拔过程中时刻注意填筑界面补料。
4.7 活性材料硬化
塑料套管内部注水[5]，控制注水量，保证套管外侧的活性材料充分吸收水分，硬化
4.8 后注浆施工
最后，往预先埋在塑料套管内的注浆管内进行注浆，固化散体材料形成劲芯增强体。
5 质量保证措施
5.1 塑料套管结构组装质量控制
1 塑料套管采用机械开设透水孔，防止局部应力集中。
2 透水孔外侧包裹的土工布与塑料套管紧密粘贴，土工布强度、质量指标应满足设计要求。
3 塑料套管外侧刚性加筋环与塑料套管通过紧固螺丝连接紧密，连接部位应进行防锈处理。
5.2 刚性沉管质量控制
1 刚性管制作、焊接应按照施工质量要求，尺寸满足设计要求。
2 刚性管焊接、切割应严格遵守施工质量要求。
3 刚性管在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。
4 刚性管下沉过程中，应确保钢沉管保持竖直、平顺下沉。
5.3 活性材料填充质量控制
1 要优先选用低镁石灰和细粒粉煤灰，严格进行材料吸水量及承载力实验。
2 活性材料填充时，宜分层填筑，每层填筑完成后，及时观察活性材料的反应阶段。
5.4 刚性沉管上拔质量控制
1 刚性沉管呈应严格按照施工过程同步竖直上拔，上拔过程中应同步震动沉管使活性材料进一步密实。
2 刚性沉管上拔过程中同步进行空中补料，防止缩径现象。
5.5 活性材料硬化质量控制
注水过程中，注意观察活性材料的反应状态，避免出现因为缺水或过水反应。
6 环保措施
1 遵守相关环境保护管理条例和项目环境影响评价规范的规定。
2 建立文明施工管理制度，制定个人岗位责任制。
3 进场人员进行文明施工教育，要特别注意对操作工的岗前教育。
4 及时清洗施工车辆，保持车辆及道路干净无污染
7 效益分析
7.1 经济效益
本技术采用多种技术措施，提高了成桩质量，施工工艺简单，既可降低地基处理施工的难度，又可大幅降低工程建设费用。本技术节省了建筑材料的用量、降低了工程建设过程中的人力成本、缩短了工程建设工期，具有显著的经济效益，与相同承载能力的水泥搅拌桩复合地基相比节省工程造价约25~30%、活性材料桩复合地基相比节省工程造价约15~20%。
7.2 社会效益
本技术对提高活性材料桩施工质量、防止施工过程中质量事故的发生、降低施工对周边环境的影响具有积极意义；同时本技术工期时间短，工效较高，技术实施过程中做到了环保少污染；而且，本技术所需的动力较小，在很大程度上节约了社会资源。因此，本技术具有很好的社会效益。
8 结论
活性材料外填组合散体塑料套管复合桩施工技术适用于含结构物路段、多层建筑、单层工业厂房的软土、杂填土、素填土的地基处理工程。施工实际情况标明，复合桩上大下小有利于荷载的传递和承载力的提高，形成劲芯增强体，防止塑料套管桩发生屈曲变形，提高活性材料桩的承载能力，从而节省工程造价。采用预制桩尖、刚性沉管，施工过程中，钢沉管同步施工形成桩身管腔，散体材料填充，完成后上拔沉管，对活性材料桩身扰动小，取得较好的经济、社会效益。
参考文献:
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