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1、10申请公布号CN103215964A43申请公布日20130724CN103215964ACN103215964A21申请号201310162636122申请日20130507E02D27/16200601E02D5/30200601E02D5/5820060171申请人张俊峰地址264006山东省烟台市烟台开发区怡海翠庭12号楼201室72发明人周晓伟张俊峰占昌成郄建慧74专利代理机构烟台双联专利事务所普通合伙37225代理人梁翠荣54发明名称一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法57摘要本发明公开了一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法，其通过工厂批量预制。
2、及专业施工设备把预应力混凝土实心预制桩打、压或振冲到需要处理的地基土中，通过预制桩对地基土的置换、挤密等作用，使桩和桩周围土组成复合地基，从而起到提高地基承载力、改善地基变形及渗透性质的作用。本发明使用预应力混凝土实心预制桩做为地基处理的桩材，其具有造价低、桩材性能好、适应工厂化大规模生产，生产投资少、效率高，产品质量好等特点；该方法较现有的振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法等地基处理方法，具有施工质量可靠、施工快捷、绿色环保、费用低廉等优点。这是一种适应工业化、专业化、成品化、节能环保的技术发明创造。51INTCL权利要求书2页说明书7页附图2页19中华人民共和国国家知识产。
3、权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图2页10申请公布号CN103215964ACN103215964A1/2页21一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法，其特征在于包括如下步骤（1）制作在工厂内应用先张法预应力工艺，制作预应力混凝土实心预制桩，预应力混凝土实心预制桩由预应力主筋及箍筋做骨架，浇筑混凝土而制成，预制桩的截面直径、边长或等效直径、边长均在150厘米450厘米之间，单节桩长在3米20米之间；（2）运输预制桩在工厂中通过蒸汽养护到混凝土强度达到设计要求，桩身质量检查合格后，把预制桩运输到各个工地；（3）施工在工地现场，由工程技术人员按照设计图纸要求对桩位点测。
4、量定位后，用专业施工设备把预应力混凝土实心预制桩打、压或振冲到需要处理的地基土中，形成复合地基。2根据权利要求1所述的一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法，其特征在于所述的预制桩之间的桩间距为桩孔直径或等效直径的210倍，预制桩之间桩位布置为等边三角形、正方形或矩形。3根据权利要求1所述的一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法，其特征在于所述的预应力混凝土桩的截面为方形、长方形或圆形。4根据权利要求1所述的一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法，其特征在于所述的复合地基的承载力为桩间土的承载力与预制桩的承载力的叠加，复合地基的承载力的地基承载力。
5、特征值由以下计算公式计算权利要求书CN103215964A2/2页3权利要求书CN103215964A1/7页4一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法0001技术领域本发明涉及一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法，属于建设施工技术领域。0002背景技术目前，现有的地基处理方法主要有振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法、强夯法等地基处理方法等。其主要是采用振动、冲击、钻孔等方法在地基土中成桩孔，再通过回填、夯实、搅拌等方式把砂、石、水泥、粉煤灰、石灰及其混合料等填入桩孔，由填料所构成的桩体与桩间土一起组成复合地基。这些地基处理方法有如下缺点1、专。
6、业化、一体化程度低，不能满足现在工厂化、工业一体化的发展方向。00032、由各种填料形成的桩体强度低、成桩质量差。00043、施工现场管理复杂，施工周期长，劳动强度大，施工效率低。00054、对环境污染严重，施工过程中产生大量噪音、污水淤泥、粉尘等污染物。00065、地基处理效果因土质条件的不同受限制较大，要根据土质条件，如砂土、粉土、粉质粘土、素填土、杂填土、淤泥质土等选用不同的处理方法和施工工艺，施工过程中质量控制较难。00076、设计计算模型复杂，多靠经验数据估算，经济性差。00087、地基处理后，地基变形大，造成上部结构沉降量大。0009发明内容本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而。
7、提供一种适应广泛、施工简便、没有环境污染、质量可靠、工厂化生产，体现大工业一体化施工的高效率的应用预应力混凝土实心预制桩处理地基的方法，其地基处理效果好，施工周期短，经济性好，有很强的推广前景。0010本发明的目的可以通过如下措施来达到一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法，其特征在于包括如下步骤（1）制作在工厂内应用先张法预应力工艺，制作预应力混凝土实心预制桩，预应力混凝土实心预制桩由预应力主筋及箍筋做骨架，浇筑混凝土而制成，预制桩的截面直径、边长或等效直径、边长均在150厘米450厘米之间，单节桩长在3米20米之间；（2）运输预制桩在工厂中通过蒸汽养护到混凝土强度达到设计要。
8、求，桩身质量检查合格后，把预制桩运输到各个工地；（3）施工在工地现场，由工程技术人员按照设计图纸要求对桩位点测量定位后，用专业施工设备把预应力混凝土实心预制桩打、压或振冲到需要处理的地基土中，形成复合地基。0011为了进一步实现本发明的目的，所述的预制桩之间的桩间距为桩孔直径（或等效直径）的210倍，预制桩之间桩位布置为等边三角形、正方形或矩形。0012为了进一步实现本发明的目的，所述的预应力混凝土桩的截面为方形、长方形或圆形。0013为了进一步实现本发明的目的，所述的复合地基的承载力为桩间土的承载力与预制桩的承载力的叠加，复合地基的承载力的地基承载力特征值由以下计算公式计算说明书CN1032。
9、15964A2/7页5本发明同已有技术相比可产生如下积极效果1、本发明的预应力混凝土桩，采用工厂化制作，生产效率高，产品质量好，产品价格低、节约用地、节能环保、投资少。00142、本发明采用预应力混凝土桩是因为预应力桩造价低，桩身抗弯性能好，便于运输，施工破损率低。00153、本发明应用预应力混凝土实心预制桩作为置换、挤密、增强地基土的材料，有桩体质量稳定、强度高、施工便捷、桩和桩间土组成的复合地基处理效果好等优点。00164、本发明是一种工业一体化的施工方法，整合各专业分工，效率高，节省人工，工人劳动强度低，便于推广应用。说明书CN103215964A3/7页60017附图说明图1为本发明的。
10、一种桩位布置示意图；图2为本发明的另一种桩位布置示意图；图3为本发明的预应力混凝土实心预制桩地基处理剖面图。0018具体实施方式下面对本发明的具体实施方式做详细说明一种应用预应力混凝土实心预制桩工业系统化处理地基的方法，其包括如下步骤（1）制作在工厂内应用先张法预应力工艺，制作预应力混凝土实心预制桩，预应力混凝土实心预制桩由预应力主筋及箍筋做骨架，浇筑混凝土而制成，预制桩的截面直径、边长或等效直径、边长均在150毫米450毫米之间，大直径或长边长的预制桩的经济性就明显降低了，单节桩长在3米20米之间；预应力混凝土桩截面可以是方形、长方形、圆形等形状，在地基土中起到填充、置换、挤密、增强的作用；。
11、（2）运输预制桩在工厂中通过蒸汽养护到混凝土强度达到设计要求，桩身质量检查合格后，由专业运输公司把预制桩运输到各个工地，通过专业的运输公司可以减少桩在运输过程中的损耗，减少运输成本，提高效率。（3）施工在工地现场，由工程技术人员按照设计图纸要求对桩位点测量定位后，用专业施工设备如柴油式打桩机、静压桩机、振动锤等，把预应力混凝土实心预制桩打、压或振冲到需要处理的地基土中形成复合地基。（4）预制桩处理地基技术要求预制桩的桩间距为桩孔直径（或等效直径）的210倍，这主要是根据土质条件的不同来考虑挤密与置换效果；桩位布置可以是等边三角形、正方形或矩型等方式（参见图1、图2），其中1为预制桩，2为桩间土。
12、；打入的桩长可根据地基土层承载力、桩径大小、桩间距等参数来计算；也可通过现场做试验的方法，先打试验桩，再对试验桩进行载荷试验等方式确定。0019预制桩处理地基原理通过打入的预制桩对地基土的置换、挤密等作用，使预制桩1、桩间土2和地基土3组成复合地基（参见图3），从而起到提高地基承载力、改善地基变形及渗透性质的作用。复合地基的承载力主要由两方面提供，一是通过挤密、改良的桩间土来提供，二是通过预制桩在土中的侧阻力、端阻力来提供。0020预应力混凝土实心预制桩处理地基的地基承载力特征值可由以下原理来估算一是通过桩间土来提供承载力，桩间土经桩的挤密、置换较原来的承载力有一定的提高，这个承载力的值可通过。
13、现场的载荷试验或经验数据提供；二是通过预制桩在各层土中的侧阻力及端阻力来提供，这个承载力也可通过现场载荷试验或经验公式计算得出。桩间土的承载力与预制桩的承载力的叠加就是复合地基的承载力。0021根据上述原理推导出的计算公式如下说明书CN103215964A4/7页7实施例1某建筑物设计基础底面着落在第一层重粉质粘土层，要求地基承载力特征值不低于350KPA。而该层承载力特征值FAK为140KPA，经地质勘察该层厚为4米，能提供的桩侧阻力特征值为24KPA，其以下各层土分别为第二层粉质粘土，层厚为2米，提供的桩侧阻力特征值为325KPA；第三层粘质粉土，层厚为2米，提供的桩侧阻力特征值为325K。
14、PA；第四层粉砂，层厚为3米，提供的桩侧阻力特征值为30KPA；第五层粘质粉土，层厚为25米，提供的桩侧阻力特征值为35KPA；第六层细沙，层厚为2米，提供的桩侧阻力特征值为35KPA；第七层粉质粘土，层厚为4米，提供的桩端阻力特征值为500KPA。说明书CN103215964A5/7页80022为满足设计的承载力要求，采用边长300MM的预应力预制方桩，桩间距设定为16米（本实施例预制桩的桩间距为桩孔直径（或等效直径）的533倍），桩穿越一至六层土桩端持力层着落在第七层粉质粘土层上。预制桩的边长300毫米。0023经计算，AP009M2,UP12M,A256M2,1,N6，桩长L155米，采。
15、用单节桩桩长为155米所以，在预制厂中预制边长300毫米，桩长155米的单节预应力混凝土方桩，待桩身混凝土强度养护到设计要求时，由专业运输公司运输到工地，按桩间距16米的间隔由专业沉桩设备打到地下形成复合地基。0024实施列2（对比例）为满足实施例1中的建筑物设计的承载力要求，采用直径400MM的水泥粉煤灰碎石桩（一种常见的地基处理方法），桩间距设定为16米，桩端持力层着落在粉质粘土层上。0025经计算，AP01256M2,UP1256M,A256M2,1,N6，桩长L155米0026比较实施例1与实施例2，采用本专利的施工方法需要300直径的预制桩就可达到400直径的水泥粉煤灰碎石桩所产生的。
16、承载力效果，而且施工方便、快捷、环保、节能。本专利施工效率是水泥粉煤灰碎石桩的35倍，可以大大缩短工期。水泥粉煤灰碎石桩市场综合造价按600元/M3计算，每KPA承载力需01256X155X600/3899299元/KPA,本专利预制桩按800元/M3计算，每KPA承载力需009X155X800/37458297元/KPA,通过比较可见同样的造价，本专利施工方便、快捷、环保、工期短。说明书CN103215964A6/7页90026实施例3某建筑物设计基础底面着落在填土层，要求地基承载力特征值不低于1000KPA。而该层承载力特征值FAK为111KPA，经地质勘察该层厚为35米，能提供的桩侧阻力。
17、特征值为12KPA，其以下各层土分别为淤泥质土，层厚为7米，提供的桩侧阻力特征值为105KPA；中密粉细砂，层厚为4米，提供的桩侧阻力特征值为245KPA；密实中砂，层厚为6米，提供的桩侧阻力特征值为43KPA；密实砾砂，层厚为15米，提供的桩侧阻力特征值为645KPA；提供的桩端阻力特征值为510KPA。0027为满足设计的承载力要求，采用边长350MM的预应力预制方桩，桩间距设定为1米（本实施例预制桩的桩间距为桩孔直径（或等效直径）的29倍），桩端持力层着落在密实砾砂层内5米。0028经计算，AP01225M2,UP14M,A1M2,1,N5，桩长L357465255米（桩长为255米，采。
18、用两节桩，一节125米，另一节13米）。0029所以，在预制厂中预制边长350毫米，桩长125和13米的预应力混凝土方桩，待桩身混凝土强度养护到设计要求时，由专业运输公司运输到工地，按桩间距1米，两节桩经接桩连接后由专业沉桩设备打到地下形成复合地基。0030实施例4某建筑物设计基础底面着落在粉土层，要求地基承载力特征值不低于250KPA。而该层承载力特征值FAK为98KPA，经地质勘察该层厚为2米，能提供的桩侧阻力特征值为135KPA，其以下各层土分别为淤泥，层厚为3米，提供的说明书CN103215964A7/7页10桩侧阻力特征值为105KPA；粉细砂，层厚为25米，提供的桩侧阻力特征值为2。
19、05KPA；中砂，层厚为4米，提供的桩侧阻力特征值为39KPA；密实砾砂，层厚为9米，提供的桩侧阻力特征值为645KPA。0031为满足设计的承载力要求，采用边长250MM的预应力预制方桩，桩间距设定为12米（本实施例预制桩的桩间距为桩孔直径（或等效直径）的48倍），单桩桩长10米，做现场原位载荷试验，经试验得到承载力特征值为300KPA能满足该建筑物设计要求的250KPA的承载力要求。0032所以，在预制厂中预制边长250毫米，桩长10米的预应力混凝土方桩，待桩身混凝土强度养护到设计要求时，由专业运输公司运输到工地，按桩间距12米由专业沉桩设备打到地下形成复合地基。0033实施例5（对比例）。
20、对比实施例4，采用水泥粉煤灰碎石桩处理同样的地基，经现场原位载荷试验，需400直径，桩长12米的桩才能达到本专利的边长250，桩长10米的预应力预制桩的地基处理效果。经计算采用本专利处理方法每支桩节省01256X12X60000625X10X80040432元。经济效果明显。0034实施例6采用预应力纤维塑料筋（FRP筋；FIBERREINFORCEDPOLYMER及普通纤维塑料筋制作本专利混凝土桩的骨架，来替代传统的钢筋骨架，进一步增强本专利的经济性能。纤维塑料筋（FRP筋）是一种力学性能优越，价格低廉的新型材料，采用其制作的本专利混凝土桩较钢筋制作的桩降低造价1020，经济性能明显。0035以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。说明书CN103215964A101/2页11图1图2说明书附图CN103215964A112/2页12图3说明书附图CN103215964A12。