[发明专利]一种空心劲芯浆固散体材料桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于土木建筑工程技术领域，特别涉及一种空心劲芯浆固散体材料桩及其施工方法。

背景技术

在道路、港口、桥梁等工程施工中，桩基应用广泛。桩基础竖向承载力由桩侧摩阻力和桩端阻力两部分组成，在深厚软土地基中桩侧摩阻力的发挥显得尤为重要。如何提高单位材料强度利用率、在节省建筑材料用量的同时提高桩基承载力，是研究人员长期关注的重要课题之一。此外，随着我国城市建设进程的加快，产生很多废弃砖块、石块、混凝土块、钢渣等建筑垃圾，如何将这些建筑垃圾变废为宝加以利用，是值得研究的课题。

目前碎石桩、砂桩等散体材料桩是工程中常用的一种桩基类型，但散体材料桩本身的强度较低，只能承担较小的荷载。有很多种方法可提高桩体强度，例如在桩体内增加强度较高的“劲芯”来增强桩体强度，达到刚性桩的效果。

在本发明之前，中国申请专利（申请号：200310112791.9）公开了一种劲芯复合桩及施工方法，桩体的外周为散粒体桩，散粒体桩的中心设置高粘结强度桩芯形成组合桩，以提高桩体强度。但该桩型外周散体材料的强度低，难以提高较大的摩擦力，桩体在较大外荷载作用下容易使得散体材料与高粘结强度桩芯分离而降低承载力。同时中心设置的高粘结强度桩芯为实心桩体，实心桩体混凝土用量较大，且与散体材料刚度相差很大，不易发挥其材料的承载能力。如要提高桩体强度，可采用水泥浆液将桩周散体材料凝固起来，但该劲心复合桩体的桩芯为实体桩，没有注浆的通道，因此不能进行注浆加固。在散体材料中用振动沉管法施打桩芯，振动本身对周围环境有较大影响，且散体材料为碎石等较硬的材料时，沉管不易打入进去，即使能打入，也需要很大的能量，因此浪费了能源。

 

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种空心劲芯浆固散体材料桩及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种空心劲芯浆固散体材料桩，桩体外

周为浆固散体材料桩，桩体中心为小直径预制混凝土管桩， 预制空心混凝土管桩桩壁每隔一定距离开有注浆孔，浆液通过空心混凝土桩中间的孔洞及注浆孔进入散体材料；外周散体材料采用水泥浆胶结凝固成整体；浆液在注浆压力作用下渗入桩周土体，改善桩周土强度；浆液同时填满混凝土桩中间的孔洞；所述预制混凝土管桩外径为200 ~ 300 mm，壁厚为50 ~ 100 m，桩壁纵截面上每隔0.2~0.5 m留有注浆孔，注浆孔呈梅花形交错分布；所述预制混凝土管桩顶部安装密封盖；所述桩体填充的散体材料可以是碎石、砂，也可以是建筑砖瓦垃圾或者废弃的钢渣。当桩长较长时，预制管桩可由多段连接而成，连接方式优选螺栓连接。

本发明一种空心劲芯浆固散体材料桩的施工方法采用以下技术步骤实现：

（1）钻机进入地基至设计深度成桩孔，桩孔周边采用泥浆护壁；

（2）在桩孔内放入小直径预制混凝土管桩，当管桩为多段时，采用螺栓连接后一段一段放入；

（3）在管桩顶部安装密封盖，密封盖通过软管与注浆泵连接；

（4）通过管桩桩壁的孔洞注入清水洗孔；

（5）向桩孔内投入散体材料；

（6）由注浆泵通过管桩桩壁的孔洞向桩孔内注入浆液；

（7）浆液与骨料固结后成桩并渗入到桩周土体中，同时充满管桩内部的空腔。

本发明的优点和效果在于：

混凝土管桩可采用预应力高强混凝土管桩，桩体强度可达到C80、甚至更高，因此成桩后桩基承载能力高，可作为建筑桩基础；空心劲芯浆固散体材料桩成桩后，散体材料采用水泥浆液胶结后，与原来的散体材料相比强度大大提高；浆液除在桩孔内与骨料固结成桩外，还部分渗入土体，改善桩周土体的性质，因此大大提高了桩基的侧摩阻力；桩体材料可以为碎石、砖块或钢渣等废物作为骨料（散体材料），可以有效保护环境，降低施工成本；散体材料经浆液胶结凝固后，强度得到显著提高，形成刚性桩体；巧妙地采用管桩作为灌浆通道，灌浆后管桩留在浆固体中，不需要拔出，因此施工工艺更加简单高效；施工无振动、无噪音。本发明是一种采用混凝土管桩作为注浆管道并引入注浆技术加固散体材料的软基处理方法，成桩直径为500～700 mm，桩长可达30 m以上。

总之，本发明施工工艺清晰，施工速度快，成桩效果好，承载力高，造价低，且充分利用资源、保护环境，达到节能环保的效果。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

 

附图说明