[发明专利]夯扩混凝土加劲水泥搅拌桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥搅拌桩，该桩适用于土木工程地基基础领域。

背景技术

水泥搅拌桩是一种半刚性半柔性桩，由于水泥土的高压缩性和较低的抗弯、抗剪性能，其应用范围受到很大限制，尤其当上部结构荷载较大时这方面缺陷更为突出。为有效改善深层搅拌桩的力学性质，提高水泥搅拌桩的抗弯、抗剪性能和单桩竖向承载力，在水泥搅拌桩中插入刚性材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种承载力较高的夯扩混凝土加劲水泥搅拌桩。

为此本发明提供的夯扩混凝土加劲水泥搅拌桩，在水泥搅拌桩桩芯部位采用夯扩混凝土，混凝土的外围包裹水泥土。

本发明还提供了上述夯扩混凝土加劲水泥搅拌桩的施工方法，包括

1)水泥土搅拌桩成桩；

2)沉管设备就位；

3)将加颈圈、内夯管套入外夯管内，内外夯管空腔内填干拌混凝土；

4)锤击外夯管和内夯管至指定位置；

5)提升内夯管至外夯管上空；

6)灌入第一次夯扩料；

7)放入内夯管压住混凝土面层，然后上拔外夯管；

8)锤击内夯管将混凝土夯出，并使内外夯管同步下沉；

9)根据上述施工工艺进行第二次或多次夯扩；

10)拔出内夯管；

11)往外夯管内继续投料并拔出外夯管。

由于本发明综合了水泥搅拌桩和夯扩混凝土桩的优点，使桩体的承载力大为提高，具有质量易于保证、技术经济效果显著的特点。

附图说明

图中为夯扩混凝土加劲水泥搅拌桩示意图

各附图中：1、水泥土，2、混凝土，3、夯扩锤，4、内夯管，5、外夯管，6，加劲圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述。

如图所示，本发明提供的夯扩混凝土加劲水泥搅拌桩在水泥搅拌桩桩芯部位采用夯扩混凝土，其桩径为600mm～800mm，混凝土占桩体的体积比率为1/7～1/9。

上述夯扩混凝土加劲水泥搅拌桩的施工方法如下：

1)水泥土搅拌桩成桩，该步骤中一般采用水泥搅拌机进行搅拌；

2)沉管设备就位；

3)将加颈圈、内夯管4套入外夯管5内，内外夯管4空腔内填干拌混凝土；

4)锤击外夯管和内夯管至指定位置；

5)提升内夯管4至外夯管5上空；

6)灌入第一次夯扩料；

7)放入内夯管压住混凝土面层，然后上拔外夯管；

8)锤击内夯管将混凝土夯出，并使内外夯管同步下沉；

9)根据上述施工工艺进行第二次或多次夯扩；

10)拔出内夯管；

11)往外夯管内继续投料并拔出外夯管。

本发明采用水泥土1外裹、夯扩混凝土2作为内芯的方法来提高桩承载力。水泥土1外径为600mm～800mm，夯扩混凝土2占组合桩的体积比率为1/7～1/9。从承载机理上，由强度较高的夯扩混凝土桩芯承受桩顶荷载并通过其与水泥土之间的作用传递给水泥土，再进一步传递给地基土。在这个过程中水泥土对夯扩混凝土桩芯产生了约束作用，增强了夯扩混凝土桩芯的承载力。因此这种结构比较合理，能充分发挥混凝土桩芯和水泥土的材料性能，提高承载力。施工时可采用夯扩锤3锤击外夯管5和内夯管4至指定位置。

加劲圈6高为130mm，与外夯管5同内径，为活动式。因外夯管5与内夯管4一样长，外夯管5下端形成一个开口空腔，空腔内填以与桩身同混凝土标号的干拌混凝土，混凝土在下沉过程中被压实，起到桩靴的效果。

在施工工艺方面先采用传统工艺施工大直径水泥搅拌桩，然后将沉管设备就位，在内、外桩管上作出控制深度标记，以便施工中进行套管入土深度和夯扩投料高度的观测。锤击桩管至设计深度，把内夯管4从桩管内抽出，灌入夯扩所需的混凝土，在指定位置夯扩成孔，夯扩成孔次数根据情况而定。夯扩完毕后拔出内夯管，在外夯管投料后拔出外夯管形成夯扩混凝土。桩顶附近部位宜采用插入式振动器振实，以免该部位混凝土松散。

在上述实施例中，为了在此基础上进一步增强夯扩效果，增强夯扩节点的结构强度，水泥搅拌机钻头的平常状态下速度一直为1m/min，当遭遇夯扩部位时水泥搅拌机钻头速度为0.5m/min，由此可通过加强夯扩部位水泥浆掺合量的增加来适应夯扩部位的应力集中现象。