專利名稱：干振復(fù)合樁及其成樁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用在土木工程、公路、橋梁、房建及水利工程中的樁體及成樁方法。
背景技術(shù)：
軟土是指土的穩(wěn)定性、承載力較差，變形較大，含水量較高，一般已達(dá)到其飽和含水量的地基土。軟土多以砂性土、粉土、粉質(zhì)粘土、淤泥土居多。
目前，對于軟土地基的處理以粉噴樁和CFG(水泥—粉煤灰—骨料)樁最為廣泛，但是，粉噴樁設(shè)備機(jī)具大型且自重大，不利于在地基力學(xué)性質(zhì)較差或工作區(qū)域狹窄的場地進(jìn)行施工，同時(shí)，由于耗電量大、野外作業(yè)需要的配套設(shè)施規(guī)模大，轉(zhuǎn)場費(fèi)用高，對于小區(qū)域或復(fù)雜地形施工相當(dāng)不便，還會由于排污造成施工區(qū)域水質(zhì)污染。CFG樁面要摻用比較高比例的水泥，因此工程成本高，設(shè)備機(jī)具規(guī)模大，加固后樁間土的基本力學(xué)性質(zhì)改善很有限，達(dá)不到加固的目的。
近年來，粉煤灰在地基處理中得到比較一定的應(yīng)用，與粉煤灰應(yīng)用有關(guān)的地基處理技術(shù)包括以粉煤灰、水泥、碎石為基本構(gòu)成的水泥粉煤灰碎石樁，水泥粉煤灰鋼渣樁、粉煤灰噴粉樁等。試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，粉煤灰能有效改善地基的力學(xué)性能，降低溫陷性，減少地基的沉降變形，具有較高的利用價(jià)值，但由于粉煤灰的潛在火山灰活性在常溫常壓下很難得以充分激發(fā)，各種處理方案仍存在各自的不足，或者工程成本較高，或者樁體力學(xué)性能較差，因此也限制了使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種在軟土區(qū)域進(jìn)行使用，有效利用粉煤灰資源的干振復(fù)合樁。
本發(fā)明同時(shí)提供工程成本低，并能保證樁體力學(xué)性能的干振復(fù)合樁的成樁方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明干振復(fù)合樁原料構(gòu)成為以粉煤灰、石灰、水泥和外加劑按如下重量份配比構(gòu)成膠凝材料粉煤灰0.5-1.5份、 石灰0.10-0.30份水泥0.05-0.25份 作為外加劑的硫酸鈉 Na2SO40.01-0.09份其中，粉煤灰為III級以及III級以上，石灰為磨細(xì)生石灰粉、水泥為425#硅酸鹽水泥。
以上述凝膠材料按如下重量份配以砂、石構(gòu)成樁體材料膠凝材料0.5-1.5份、 砂0.5-1.5份、 石1.5-3.0份本發(fā)明干振復(fù)合樁成樁方法的特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行1、備料按要求配備物料，所有物料一次混合、攪拌均勻，形成混合干料；2、采用帶活瓣頭的鋼導(dǎo)管，以振動的方式將鋼導(dǎo)管在成樁位置振入地基中，活瓣頭達(dá)到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，在鋼導(dǎo)管內(nèi)成孔，鋼導(dǎo)管上口高于地表，在其上口安裝投料斗；3、通過投料斗向鋼導(dǎo)管內(nèi)投入混合料，對鋼導(dǎo)管邊振動邊向上提管，每提1米，復(fù)振2-3秒，混合料在振動和自重的作用下密實(shí)，密實(shí)度達(dá)到80-90％；4、密實(shí)的混合干料經(jīng)過自然吸收地下水，在40天時(shí)，強(qiáng)度達(dá)到1-3MPa，形成樁體。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明以粉煤灰—石灰—硫酸鹽基本系統(tǒng)為凝膠材料，成型的是一種半剛性混凝土樁。主要以干料方式在含水量比較豐富的軟土區(qū)域成型使用；膠凝體系中水泥摻量較少、同時(shí)還可以大量利用工業(yè)廢渣，有效節(jié)約材料成本。
2、本發(fā)明干振復(fù)合樁在成型過程中，其干性樁體成型后能通過吸收周圍的孔隙水以實(shí)現(xiàn)樁體自身水化、硬化，與此同時(shí)通過吸收孔隙水加速樁間土的固結(jié)，降低孔隙水含量，使原地基的物理、力學(xué)性質(zhì)明顯得到了改善。本發(fā)明成樁方法的樁體加固形式綜合了以往多種復(fù)合地基的加固機(jī)理，包括振實(shí)擠密法、脫水固結(jié)法、置換法等。相比之下，本發(fā)明方法除了自身有一定的強(qiáng)度、剛度外，還通過一系列的物理及化學(xué)作用使樁間土的力學(xué)、物理性能得較大的改善，因此，就作用機(jī)理而言，本發(fā)明方法綜合了CFG樁、夯實(shí)水泥土樁、粉噴樁、水泥攪拌樁、石灰樁、砂石樁等的優(yōu)勢。
3、本發(fā)明施工機(jī)具小型化，施工速度快，就位精度高，相對其它復(fù)合地基而言，其施工工藝更為合理。
4、本發(fā)明復(fù)合樁復(fù)合地基既能有效提高樁土間的力學(xué)及物理化學(xué)性質(zhì)，還能因?yàn)槠溥m中的強(qiáng)度(一般單樁承載力40天強(qiáng)度為1-3Mpa；而CFG樁強(qiáng)度較高，常用強(qiáng)度在10Mpa以上，雙灰樁強(qiáng)度過低，一般僅為600kPa左右)，使樁土之間形成理想的樁土應(yīng)力關(guān)系，進(jìn)而充分發(fā)揮樁間土的承載能力。
5、本發(fā)明復(fù)合樁復(fù)合地基的工程造價(jià)較低，一般相同樁體設(shè)計(jì)強(qiáng)度下同體積材料價(jià)格為CFG樁的60％左右；相同地基設(shè)計(jì)承載力條件下，工程總造價(jià)為CFG樁的85％左右。
以下通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例
本實(shí)施例干振復(fù)合樁原料構(gòu)成為以粉煤灰、石灰、水泥和外加劑按如下重量份配比構(gòu)成膠凝材料粉煤灰0.5-1.5份、石灰0.10-0.30份水泥0.05-0.25份 作為外加劑的硫酸鈉0.01-0.09份以上述凝膠材料按如下重量份配以砂、石構(gòu)成樁體材料膠凝材料0.5-1.5份、 砂0.5-1.5份、 石1.5-3.0份具體取值可以如表所示粉煤灰、石灰、水泥和外加劑按下表中重量份配比構(gòu)成膠凝材料

以上述凝膠材料按下表重量份配以砂、石構(gòu)成樁體材料

成樁方法按如下步驟進(jìn)行1、備料按要求配備物料，所有物料一次混合、攪拌均勻，形成混合干料；2、采用常規(guī)使用的帶活瓣頭的鋼導(dǎo)管，以振動的方式將鋼導(dǎo)管在成樁位置振入地基中，活瓣頭達(dá)到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，在鋼導(dǎo)管內(nèi)成孔，鋼導(dǎo)管上口高于地表，在其上口安裝投料斗；3、通過投料斗向鋼導(dǎo)管內(nèi)投入混合料，對鋼導(dǎo)管邊振動邊向上提管，每提1米，復(fù)振2-3秒，混合料在振動和自重的作用下密實(shí)，密實(shí)度達(dá)到80-90％；
4、密實(shí)的混合干料經(jīng)過自然吸收地下水，在40天時(shí)，強(qiáng)度達(dá)到1-3MPa，形成樁體。
設(shè)計(jì)樁直徑25cm，樁長8m。
按重量份所采用的配合比為膠凝材料粉煤灰∶生石灰∶水泥∶外加劑1∶0.24∶0.14∶0.05樁體材料膠凝∶砂∶石子1∶1∶2在本樁中，各種材料用量如下粉煤灰(Kg) 生石灰(Kg) 水泥(Kg) 外加劑(Kg) 砂(Kg) 石子(Kg)105.625 145149 298按以上步驟成樁。
權(quán)利要求
1.干振復(fù)合樁，其特征是原料構(gòu)成為以粉煤灰、石灰、水泥和外加劑按如下重量份配比構(gòu)成膠凝材料粉煤灰0.5-1.5份、石灰0.10-0.30份水泥0.05-0.25份 作為外加劑的硫酸鈉Na2SO40.01-0.09份以上述凝膠材料按如下重量份配以砂、石構(gòu)成樁體干料膠凝材料1份、砂1份、石2份膠凝材料0.5-1.5份、砂0.5-1.5份、石1.5-3.0份。
2.一種權(quán)利要求1所述干振復(fù)合樁的成樁方法，其特征是按如下步驟進(jìn)行a、備料按要求配備物料，所有物料一次混合、攪拌均勻，形成混合干料；b、采用帶活瓣頭的鋼導(dǎo)管，以振動的方式將鋼導(dǎo)管在成樁位置振入地基中，活瓣頭達(dá)到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，在鋼導(dǎo)管內(nèi)成孔，鋼導(dǎo)管上口高于地表，在其上口安裝投料斗；c、通過投料斗向鋼導(dǎo)管內(nèi)投入混合料，對鋼導(dǎo)管邊振動邊向上提管，每提1米，復(fù)振2-3秒，混合料在振動和自重的作用下密實(shí)，密實(shí)度達(dá)到80-90％；d、密實(shí)的混合干料經(jīng)過自然吸收地下水，在40天時(shí)，強(qiáng)度達(dá)到1-3MPa，形成樁體。
全文摘要
干振復(fù)合樁及其成樁方法，其特征是所述干振復(fù)合樁原料構(gòu)成為以粉煤灰、石灰、水泥和外加劑硫酸鈉構(gòu)成膠凝材料，以膠凝材料配以砂和石構(gòu)成樁體混合干料；本發(fā)明是以干料在含水量比較豐富的軟土區(qū)域直接進(jìn)行使用；膠凝材料中水泥摻量較少、同時(shí)還可以大量利用工業(yè)廢渣，有效節(jié)約材料成本。本發(fā)明成樁方法簡單并可靠。
文檔編號E02D7/18GK1873110SQ200610039190
公開日2006年12月6日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者屠筱北, 殷永高, 黃學(xué)文, 錢東升, 陳志忠, 胡紅雨, 房濤, 方昱, 周明高, 谷林濤, 楊慶云, 孫狂飆, 許澤寧, 章征, 王恒斌, 車承志 申請人:安徽省高速公路總公司