一種用于軟基處理的混合土擠壓固化預(yù)制樁及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軟基處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種用于軟基處理的混合土擠壓固化預(yù)制粧，同時還涉及一種用于軟基處理的混合土擠壓固化預(yù)制粧的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟基是由游泥、游泥質(zhì)土、沖填土、雜填土等高壓縮性土層構(gòu)成的地基，在高速公路、建筑、港口、機(jī)場等工程建設(shè)中，都面臨著大量的軟基處理問題，需要解決其承載力低、荷載作用下變形嚴(yán)重的難題。目前常用的軟基處理方法中，堆載預(yù)壓方法施工簡單，但工期長，需要大量土方；強(qiáng)夯法施工簡單，速度快，但對周圍環(huán)境影響大，處理深度有限；攪拌粧法施工工藝較復(fù)雜，處理效果可靠，但造價較高，只適用于埋深較淺的軟土，目前攪拌粧法中，水泥粉噴粧是應(yīng)用最為普遍的軟基處理方法之一，但存在施工質(zhì)量難以控制、處理深度有限等不足。開發(fā)更加環(huán)保、快速、低成本的施工方法，將是軟基處理方法的重要發(fā)展趨勢。
[0003]預(yù)制粧方法有利于施工質(zhì)量的控制和提升施工效率，現(xiàn)有專利申請對預(yù)制粧處理軟基的技術(shù)有如下幾種:例如:
1、杜冰等發(fā)明的石灰、粉煤灰預(yù)制粧和成粧工藝及形成復(fù)合地基的方法(ZL:CN200810052414)，包括利用石灰和粉煤灰構(gòu)成的預(yù)制粧，以及粧體外圍護(hù)的透水性強(qiáng)的無紡織物，主要適用于超軟基的淤泥質(zhì)粘土。這一發(fā)明的不足之處在于沒有利用一般就地可取的粘土，反而對石灰需求量很大，且預(yù)制粧體缺乏粘結(jié)力強(qiáng)的材料，粧體必然為偏脆性材料，預(yù)制粧的長度必定受限制，而且沒有說明對接頭進(jìn)行有效處理的方法，其實用性存在很大疑問，對提高地基整體承載能力的效果非常有限，沒有從根本上發(fā)揮預(yù)制粧的優(yōu)點。
[0004]2、鄭剛等發(fā)明的預(yù)置勁芯夯實水泥土粧及其施工方法(ZL:CN200410093879)，包括夯實水泥土粧，粧體內(nèi)設(shè)置有勁芯粧，素混凝土或鋼筋混凝土勁芯粧的粧長大于或等于預(yù)置勁芯夯實水泥土粧長的三分之二。該施工方法采用在鉆孔內(nèi)夯實水泥土的方法成粧，工效低、質(zhì)量不容易控制是其顯著弱點；對單粧承載力有較大提高，但高強(qiáng)度預(yù)制粧與低強(qiáng)度水泥土共同發(fā)揮作用時，其承載能力不能充分發(fā)揮，且處理深度受預(yù)制粧長度限制，與粉噴粧相比成本并不具備成本和工效優(yōu)勢，難以被市場接受。
[0005]3、孫令前等發(fā)明的擠壓成形預(yù)制粧勁芯水泥土 Y形粧(ZL:CN201420438426)，本發(fā)明先要求施工水泥土攪拌粧，然后壓入鋼沉管，在管內(nèi)形成Y形截面的圍合水泥土，在管中心壓入預(yù)制粧后形成Y形粧，最后拔出鋼沉管。這一發(fā)明能提高水泥土攪拌粧的強(qiáng)度，但缺點非常明顯，施工工藝復(fù)雜，質(zhì)量難以保證，成本較高，因此實用性一般。
[0006]另外，目前利用建筑垃圾成粧處理地基的專利中，如王光明發(fā)明的重錘沖孔夯擴(kuò)建筑垃圾擠密粧工法(ZL:CN93109708)，王繼忠發(fā)明的用建筑垃圾夯擴(kuò)超短異形粧的施工裝置(ZL:CN96207591)，王繼忠發(fā)明的沉管底端重錘外夯擊建筑垃圾承載體灌注粧(ZL:CN1098758A)，段寶福發(fā)明的一種基于建筑垃圾再生骨料新型粧的成粧方法(ZL:CN201510122938)等，都是采用將建筑垃圾破碎后在孔內(nèi)夯壓成型的方法，其共同的最大弱點就是工效慢，施工質(zhì)量難以控制，粧型不能控制，因此市場應(yīng)用前景大受影響。
[0007]以上發(fā)明，與目前較弱地基處理中應(yīng)用最廣泛之一的水泥攪拌粧相比，并不具有明顯的成本優(yōu)勢或環(huán)保優(yōu)勢，施工工藝也相對較復(fù)雜、工效差，因此都沒有在市場中得到很好的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是在于提供了一種用于軟基處理的混合土擠壓固化預(yù)制粧，結(jié)構(gòu)簡單，可以現(xiàn)場預(yù)制，預(yù)制速度快，可實現(xiàn)模塊化施工，成本低，能利用大量棄置的土方及建筑垃圾、粉煤灰等材料，有利于資源再利用及環(huán)境保護(hù)。
[0009]本發(fā)明的目的另一個目的是在于提供了一種用于軟基處理的混合土擠壓固化預(yù)制粧的施工方法，該方法施工簡便，工效較高，質(zhì)量可靠，降價地基處理工程造價。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施:
一種用于軟基處理的混合土擠壓固化預(yù)制粧，它由第一、第二混合土擠壓固化預(yù)制粧、中心孔、無縫鋼管、振動沉管、地表、鉆孔、水泥砂漿、粧接頭、地基土、注漿管、中心孔組成，根據(jù)圖1可知，自下而上依次相連，其特征在于:地基土與鉆孔相連，鉆孔與振動沉管相連，振動沉管分別與第一、第二混合土擠壓固化預(yù)制粧相連，第一混合土擠壓固化預(yù)制粧通過粧接頭與第二混合土擠壓固化預(yù)制粧相連，第一混合土粧與地表相連，第一、第二混合土擠壓固化預(yù)制粧通過中心孔和水泥砂漿相連，水泥砂漿和無縫鋼管相連，無縫鋼管與注漿管相連。
[0011]如圖1、圖2可知，本方法施工簡單，利用振動沉管粧機(jī)的振動沉管施工鉆孔后，將第一、第二混合土擠壓固化預(yù)制粧依次吊放入鉆孔內(nèi)，然后將無縫鋼管放入第一、第二混合土擠壓固化預(yù)制粧的中心孔內(nèi)，用振動沉管粧機(jī)將振動沉管緩慢拔出，再將注漿管與露出地表的無縫鋼管連接，向無縫鋼管內(nèi)注入水泥砂漿，水泥砂漿凝固后，整體形成一種用于軟基處理的混合土擠壓固化預(yù)制粧。
[0012]一種用于軟基處理的混合土擠壓固化預(yù)制粧的施工方法，其步驟是:
A、振動沉管粧機(jī)成孔:
可采用振動沉管粧機(jī)(市場上任何一種均可)，從地表上開始鉆孔，在地基土中鉆到設(shè)計深度(不大于20m)，形成有沉管暫時支撐的鉆孔；
B、放置混合土擠壓固化預(yù)制粧:
將混合土粧制備機(jī)(采用ZL — 01)現(xiàn)場預(yù)制的混合土粧，把所需數(shù)量的混合土擠壓固化預(yù)制粧吊放入沉管內(nèi)，混合土粧在沉管內(nèi)依次疊放形成與設(shè)計深度一致的混合土擠壓固化預(yù)制粧；
所述的混合土粧可采用一般粘土與水泥、或石灰、或粉煤灰、或建筑垃圾等混合料，粘土占質(zhì)量比85%或大于85%，其余混合料占質(zhì)量比小于15%或等于15%，采用ZL — 01混合土粧制備機(jī)進(jìn)行靜壓預(yù)制(一般普通技術(shù)人員均能制備)。
[0013]C、放置無縫鋼管并拔出振動沉管:
將與粧體設(shè)計深度一致的無縫鋼管放入混合土擠壓固化預(yù)制粧的中心孔內(nèi)，無縫鋼管采用管箍進(jìn)行分段連接，然后，操作振動沉管粧機(jī)(市場上任何一種均可)將沉管拔出地表，混合土擠壓固化預(yù)制粧及無縫鋼管留在鉆孔內(nèi)；
D、注漿: 將無縫鋼管與注漿管通過鐵絲扎緊連接，向無縫鋼管中注入壓力水泥砂漿，使水泥砂漿全面充填在無縫鋼管與混合土粧之間的孔隙及混合土粧的接頭間隙位置，漿液固化后使無縫鋼管與預(yù)制混合土柱形成完整的混合土擠壓固化預(yù)制粧。
[0014]E、整體施工:
按照上述A、B、C、D步驟，按設(shè)計數(shù)量施工混合土擠壓固化預(yù)制粧，所有的混合土擠壓固化預(yù)制粧連成一片，提高了軟基的承載能力和荷載作用下的抗變形能力，即完成了對軟基的處理。
[0015]工作機(jī)理:
采用混合土粧制備機(jī)，將粘土、建筑垃圾、粉煤灰等制成壓實均勾、強(qiáng)度較高的混合土擠壓固化預(yù)制粧，有利于降低粧的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，充分利用廢棄資源；振動沉管粧機(jī)將沉管壓入軟基后，沉管為混合土擠壓固化預(yù)制粧直接放置到地基土提供了合適的通道，也起到了擠密地基土的作用；采用尼龍網(wǎng)袋將混合土擠壓固化預(yù)制粧吊放入沉管內(nèi)，既可以防止混合土擠壓固化預(yù)制粧的斷裂等損壞，還可以起到粧周加筋的作用；在依次疊放的混合土擠壓固化預(yù)制粧的中心孔內(nèi)插入無縫鋼管并通過其注入壓力水泥砂漿，可以在混合土擠壓固化預(yù)制粧中發(fā)揮加筋作用，增加其抗剪強(qiáng)度，同時還可以通過固化后的水泥砂漿有效連接混合土擠壓固化預(yù)制粧間的接頭。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和積極效果:
①采用將一般粘土、建筑垃圾及粉煤灰等廢棄材料壓實預(yù)制成混合土粧的方法，既能制備成壓實均勻、質(zhì)量可靠、強(qiáng)度較高的工程粧，還能實現(xiàn)了廢棄資源的再利用；
②采用多節(jié)混合土擠壓固化預(yù)制粧連接成整體粧型的施工方法，有效的降低了預(yù)制粧的制作、運(yùn)輸、吊裝的操作的難度，實現(xiàn)了模塊化施工，降低了施工成本；
③采用無縫鋼管及水泥砂漿連接混合土擠壓固化預(yù)制粧間接頭及中心加筋的方法，解決了混合土粧的接頭有效連接問題，也提高了混合土粧的整體承載能力。
[0017]武漢市某高速公路快速出口通道路基面臨大量軟