[发明专利]一种处理松软地基的废旧轮胎薄壁空心桩及其施工方法

说明书

本发明公开了一种处理松软地基的废旧轮胎薄壁空心桩及其施工方法，所述处理松软地基的废旧轮胎薄壁空心桩包括空心桩和松软地基，空心桩通过轮胎套模和活塞间隔压入松软地基，空心桩包括空心桩顶盖、废旧轮胎胎冠和水泥浆液，废旧轮胎胎冠逐个叠放并与水泥浆液固连，空心桩顶部设置空心桩顶盖。所述施工方法包括以下步骤：地质勘察、胎冠和套模的预制、轮胎套模安置、拔出轮胎套模、桩顶空心回填混凝土、间隔2～4.5m重复以上步骤。本发明利用废旧轮胎作为空心桩的主体材料，与传统的采用钢筋、混凝土等材料处理软土地基的方法相比，降低了工程材料成本，具有经济与环保效益。

技术领域

本发明涉及松软地基加固领域，具体为一种处理松软地基的废旧轮胎薄壁空心桩及其施工方法。

背景技术

混凝土空心桩作为加固建筑地基的一种常用结构形式，具有很强的生命力，其施工技术也不断得到更大的改进和发展。传统的处理松软地基的方法，如堆载预压法(周期最长)、真空堆载预压法(周期长)、电渗法(造价太高)等，虽在一定程度上能够较好的加固松软地基，但其造价高昂、施工工期长，且效果不是很突出，也就导致了工程的应用性不高。

传统的混凝土空心桩沉桩时桩周土体被压密或挤开，使土体产生水平位移或竖直隆起，可能造成临近已压入的桩产生上浮、桩位偏移和桩身翘曲折断或影响相邻建筑物、管线和道路等，最重要的是混凝土空心桩的施工周期长、造价高样，且需要大量的混凝土，也需要大量的砂石料。而砂石料的价格一再攀升，某些地区甚至出现了砂石料日益短缺的问题，亟需寻求替代品。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种经济实用、长期稳定性好、服役寿命长的处理松软地基的废旧轮胎薄壁空心桩，本发明的另一目的是提供一种工程造价低、施工周期短的处理松软地基的废旧轮胎薄壁空心桩的施工方法。

技术方案：本发明所述的一种处理松软地基的废旧轮胎薄壁空心桩，包括空心桩和松软地基，空心桩通过轮胎套模和活塞间隔压入松软地基，空心桩包括空心桩顶盖、废旧轮胎胎冠和水泥浆液，废旧轮胎胎冠逐个叠放并与水泥浆液固连，空心桩顶部设置空心桩顶盖。

空心桩长度为3～10m，间距为2～4.5m，厚度为3～4cm。废旧轮胎胎冠由完整的废旧轮胎沿胎面切割，保留其胎冠部分，再将每个胎冠切割成两半。水泥浆液的强度达到M10及以上，形成以废旧轮胎胎冠为核心、水泥浆液作为包裹体的空心桩。空心桩顶盖由C20强度以上的混凝土制成。空心桩内径分为50cm、70cm和110cm三种。

轮胎套模包括外套管、内套管、胎靴、肋条和吊孔，胎靴铰接在外套管的底端，外套管和内套管通过肋条相连，吊孔设置在轮胎套模顶部向下20～25cm处的肋条上，在两侧的肋条上各预留直径1cm的孔洞作为吊孔，以便于用拔桩机将套模拔出，拔桩机采用型钢专用液压拔桩机。胎靴由多片带梯形碳素钢板组成，通过铰链与外套管相连。外套管和内套管的材质均为Q235碳素钢，轮胎套模型号为43cm*50cm*3.4cm*0.1cm(内壳直径*外壳直径*空腔厚*内外壳厚)、63cm*70cm*3.3cm*0.2cm和103cm*110cm*3.2cm*0.3cm三种，内套管下端超出外套管30cm，内套管比空心桩长50cm。

松软地基为相对密实度小于55％的疏松或中密的砂土地基，或处于可塑、流塑之间的软黏土地基。活塞上标有刻度，以方便废旧轮胎胎冠的定位和压实，为半环形，材质为轻质的聚四氟乙烯，长度为3～10m。

上述处理松软地基的废旧轮胎薄壁空心桩的施工方法，包括以下步骤：

(a)地质勘察：勘察松软地基的土层物理和力学特性，确定空心桩的的直径、桩长、桩间距，废旧轮胎和轮胎套模型号；

(b)胎冠和套模的预制：根据确定的废旧轮胎的规格制作匹配的轮胎套模，将完整的废旧轮胎胎面切割，保留其胎冠部分，再将每个胎冠切割成两半，得到废旧轮胎胎冠；