[实用新型]一种夯扩载体劲芯多元复合桩

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多元复合桩加固软土地基技术，尤其是基于散体桩与刚性芯桩以及夯扩载体的复合技术，适于地层分布不均匀或承载力要求不一的软基加固。

背景技术

在公路软土地基处理技术中，提高复合地基中桩的承载力的方法包括以下3种：①增加桩身刚度减小压缩变形，②增加桩身直径增大侧摩阻力和③增加桩端体积增大受力面积。这些方法各自具有其局限性，单独使用都会受到各种因素的制约，从而不能最大限度地发挥桩土相互作用及其承载特性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述背景技术之不足，融合散体桩、刚性芯桩和载体桩的技术优点，提供一种夯扩载体劲芯多元复合桩；该复合桩同时兼具柔性桩和刚性桩的优点，具有排水效果好和承载能力高的优势。

本实用新型提供的技术方案是：

一种夯扩载体劲芯多元复合桩，包括竖直固定在土层中且采用建筑废弃物作为再生骨料的散体桩；其特征在于该散体桩中竖直穿插一由钢筋混凝土形成的刚性芯桩；所述刚性芯桩的底端与散体桩的底端平齐，刚性芯桩与散体桩的底端还共同连接一球形载体扩大头从而形成夯扩载体劲芯复合桩。

所述球形载体扩大头由外部压密土体层包覆的建筑废弃物填料层和建筑废弃物填料层内部的干硬混凝土层组成。

所述刚性芯桩与散体桩的轴线重合。

本实用新型的有益效果：

（1）柱锤夯击建筑废弃物（即废弃物填料），挤压周围土体，使之获得有效的挤密、加固作用，作用范围包括桩端以下深度为3～5m和直径2～3m约10m³的土体（图中显示了受挤密的影响土体），形成由干硬性混凝土、建筑废弃物填料和挤密土体组成的扩大头复合载体。

（2）载体劲芯多元复合桩利用散体材料外芯排水、护壁并挤密桩间土，而利用刚度和强度较大的芯桩可有效提高单桩承载力。

（3）多元复合桩组合可形成多元复合地基。多种介质协调匹配，刚柔相济，相互补强，共同提高，集排水、固结、置换、挤密置换和竖向增强作用等于一体。多元复合桩可进行多型单元桩组合，以适应现场不同土质分布情况，满足上部结构对承载力的多元化要求。

与其他类似的软基处理工艺相比，多元复合桩集成了多型单元桩的优点。其中，柔性短桩可加速排水固结，而载体与芯桩则可提高承载力，最大可将地基工后沉降控制于2～5cm范围。较之同体积刚性桩，单桩承载力与之相当，然而造价约为其1/2（采用建筑垃圾或其再生材料）。

多元复合桩还可充分利用建筑垃圾作为填料，具有消耗大量建筑垃圾，扩大建筑材料来源，减少天然建材消耗和土地面积占用等多重功效，可节约建材成本和保护生态环境，由此产生较为显著的经济、环保和社会效益。

附图说明

图1是散体桩的主视结构示意图。

图2是夯扩载体劲芯复合桩的主视结构示意图。

图3是劲芯复合桩的主视结构示意图。

图4是夯扩载体劲芯复合桩的施工过程示意图。

具体实施方式

如图所示的载体劲芯多元复合桩，包括以建筑废弃物为料源的散体桩1。

本实用新型在上述散体桩中设置一刚性芯桩2（即劲芯，通常为钢筋混凝土制成），该刚性芯桩竖直穿插在前述散体桩中（所述芯桩与散体桩的轴线重合），芯桩与散体桩的底端平齐；芯桩与散体桩的底端形成一个球形载体扩大头。所述载体扩大头由外部压密土体层5包覆的建筑废弃物填料层4和建筑废弃物填料层3内部的干硬混凝土层组成。

一种载体劲芯多元复合桩加固软土地基施工方法，根据不同地质条件在软土地基中打入若干个相互间隔一定距离的散体桩、夯扩载体劲芯复合桩或/和劲芯复合桩（散体桩、夯扩载体劲芯复合桩、劲芯复合桩的数量、分布方式以及相互之间的间距根据不同地质条件确定）；所述散体桩、夯扩载体劲芯复合桩工以及劲芯复合桩的施工步骤如下：

1、建筑垃圾再生处理

在旧城改造拆迁场地，进行建筑废弃物（如碎砖、碎瓦、混凝土）就地再生获得成桩主要原材料，包括各级粗骨料与细粒土等；旧城改造过程中，采用分选、破碎、筛分等技术环节，对建筑废弃物进行预处理，获得不同粒径范围的各级再生材料。

然后，针对劲芯桩复合地基不同结构部位用材特点，采用建筑废弃物作为夯扩载体填充料；既能解决天然骨料紧缺问题，又能解决建筑废弃物堆放、占地和污染等问题。

2、散体桩（即柔性桩）施工

为有效减小软基工后沉降，加速排水固结进程，采用振动沉管法在软土地基中首先打入散体桩，桩身材料以再生材料替代传统砂石。