一种水泥土劲性复合桩及其成桩方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑领域的承载粧，尤其是一种可以提高地基承载力的承载粧及其成粧的方法，具体的说一种水泥土劲性复合粧及其成粧方法。
【背景技术】
[0002]目前，在建筑领域中，地基的各种性能直接关系到上部建筑物整体的稳定性和安全性，以及在使用时的方便性，在一些地基土质不良的地区，尤其是软土地区，经常需要进行地基土的改良或置换等处理方式，或在进行基坑开挖时，需要对基坑周围土进行支护作用。现常用于地基处理及基坑支护中的技术有:深层水泥土搅拌粧，碎石粧，钢筋混凝土微型粧以及钻孔灌注粧等。
[0003]常规的水泥土搅拌粧尽管施工简单，造价较低，且可以提供较大的侧摩阻力和端阻力，但粧身强度较低，竖向极限承载力一般在250千牛以下，且结构简单，工作性能发挥不理想，受压时容易产生变形及破坏，从而会影响到周围建筑及地下管线等设施。由此造成的地基土加固不完全，也会影响建筑物的整体稳定性和安全性。
[0004]碎石粧具有加速软土排水固结，加快地基土沉降稳定，使地基土强度提高等优点，且取材方便，成本不高。但碎石粧由于本身结构为散粒体，荷载传递深度较小，传递效果差，粧体下部结构性能无法有效发挥出来，不仅承载力提高较小，且大大浪费材料。在综合考虑工程中各方面因素的情况下，碎石粧具有一定的局限性，且作用效果不明显。
[0005]钢筋混凝土微型粧具有较高的刚性，且施工简单，但因粧体表面积较小，从而提供的侧摩阻力和端阻力较小，无法将上部荷载充分分担给粧周土，造成粧身强度过大但承载力不高，无法将粧体性能充分发挥出来，从而性价比不高，造成材料浪费，在需要充分考虑工程造价的条件下，此技术方法不适宜。
[0006]钻孔灌注粧具有较高的承载能力，粧身强度也很高，是目前工程中常用的粧型。由于钻孔灌注粧施工过程中混凝土是在泥水中灌注，施工质量难以控制，施工质量的好坏对粧的承载力影响很大。此外，钻孔灌注粧在施工过程中由于使用泥浆护壁等措施会产生大量的泥浆垃圾，对环境影响很大，尤其是在市区等环保要求很高的地区进行施工时，处理难度很大。钻孔灌注粧尽管承载力较大，但施工过程费工费时，成孔速度慢，且承载能力一般难以成分发挥，导致浪费材料，其粧顶后续处理工作量也很大。
[0007]因此，当前急需设计一种既具有较高的强度和承载力，又具低成本，并施工方便的的承载粧。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种水泥土劲性复合粧及其成粧方法，能有效提尚粧的强度和竖向承载力，具有$父尚的抗弯、抗拉和抗剪强度，从而大大提尚了其加固地基及基坑支护的能力。同时，还可降低成本，方便施工。
[0009]本发明的技术方案是: 一种水泥土劲性复合粧，包括由水泥土搅拌而成的圆柱形粧体，所述粧体由同心的粧芯部和粧周部构成，并在粧周部内设有同心的纵向骨架以及可提高粧体强度的填充骨料。
[0010]进一步的，所述水泥土水灰比为0.5-1.0o
[0011]进一步的，所述纵向骨架为钢筋骨架，截面为圆形，且位于粧周部的中间。
[0012]进一步的，所述填充骨料包括粗骨料和细骨料。
[0013]进一步的，所述粗骨料为碎石或工业矿渣及炉渣；细骨料为砂子或其他可提高强度及粘结度的填充材料。
[0014]一种权利要求1所述水泥土劲性复合粧的成粧方法，包含以下步骤:
步骤1:粧机定位，采用常规的水泥土搅拌成粧方法制作粧体；
步骤2:在粧体硬凝前，先后将骨架和一与粧芯直径相同的圆柱形钢套管垂直插入粧体中，并使其定位；
步骤3:将填充骨料投入钢套管外的粧周部内，并使其均匀分布；
步骤4:在粧体初步凝结且具备自稳能力后，将钢套管拔出，并在粧芯部和粧周部之间的空隙处灌入水泥浆液，使两者充分粘结。
[0015]进一步的，所述步骤3中，粗、细骨料按比例投入，并进行逐层捣实或振密。
[0016]本发明的有益效果:
本发明设计合理，施工方便，不仅有效增加了粧身强度和承载力，还能减少砂石用量，节约了成本，提高了经济效益。
【附图说明】
[0017]图1是本发明之粧体的纵剖面结构示意图。
[0018]图2是本发明之粧体的横剖面结构示意图。
[0019]其中:1-粧芯部；2_粧周部；3_填充骨料；4_纵向骨架。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0021]如图1和2所示。
[0022]一种水泥土劲性复合粧，包括由水泥土搅拌而成的圆柱形粧体，可取直径为600mm。所述水泥土水灰比为0.5-1.0。所述粧体由同心的粧芯部I和粧周部2构成，且粧芯部的直径为300mm。在粧周部2内设有与粧体同心的纵向骨架4以及可提高粧体强度的填充骨料3。其中，纵向骨架3为钢筋骨架，截面为圆形，直径为450mm，且位于粧周部的中间，使其距离粧周部的两边距离相同。所述填充骨料3包括粗骨料和细骨料，其中，粗骨料为碎石或工业矿渣及炉渣，细骨料为砂子或其他可提高强度及粘结度的填充材料。
[0023]本发明的成粧方法为:
步骤1:粧机定位，在水泥土搅拌粧机(单轴，二轴或三轴)的搅拌杆喷口以高压喷入普通硅酸盐水泥拌制浆液(浆喷法)并与土料搅拌形成粧体。其中，水灰比控制在0.5-1.0 ;
步骤2:在粧体硬凝前，于水泥土搅拌粧孔轴心位置，先用起吊机将绑扎好的钢筋骨架吊起，垂直插入水泥土搅拌粧粧体中，定位准确后，并将其固定；接着，用吊机将一与粧芯直径相同的圆柱形钢套管垂直插入粧体中，并使其定位； 步骤3:将细骨料和粗骨料按一定比例投入套管外粧体中，并逐层进行捣实或振密，使细骨料和粗骨料均匀分布在套管外粧周部内，且能够与周围水泥土充分混合；
步骤4:在粧体初步凝结且具备自稳能力后，将钢套管拔出，并在粧芯部和粧周部之间的空隙处灌入水泥浆液，使两者充分粘结。待水泥土结硬后，即可形成中间强度低，周围强度高的水泥土劲性复合粧。
[0024]本发明具有如下特点:
(1)承载力高:可比同造价的普通水泥土粧增大20%-30%；
(2)节约材料:由于只在局部区域投入填充骨料，因而大大减少了填充骨料的用量，且不影响粧的使用效果，降低了成本；
(3)粧身强度高:在粧体内插入钢筋骨架，大大提高了粧体的抗拉，抗弯及抗剪强度；
(4)施工方便:克服了传统预制粧长度受限和运输困难等缺点，使施工更加方便；
(5)地基加固:可作为复合地基的增强体，对淤泥或淤泥质土等软土地基进行地基加固；
(6)经济环保:在施工过程中产生噪音小，且无泥浆等污染，经济而环保。
[0025]本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种水泥土劲性复合粧，包括由水泥土搅拌而成的圆柱形粧体，其特征是所述粧体由同心的粧芯部和粧周部构成，并在粧周部内设有同心的纵向骨架以及可提高粧体强度的填充骨料。
2.根据权利要求1所述的水泥土劲性复合粧，其特征是所述水泥土水灰比为0.5-1.0。
3.根据权利要求1所述的水泥土劲性复合粧，其特征是所述纵向骨架为钢筋骨架，截面为圆形，且位于粧周部的中间。
4.根据权利要求1所述的水泥土劲性复合粧，其特征是所述填充骨料包括粗骨料和细骨料。
5.根据权利要求4所述的水泥土劲性复合粧，其特征是所述粗骨料为碎石或工业矿渣及炉渣；细骨料为砂子。
6.一种权利要求1所述水泥土劲性复合粧的成粧方法，其特征是包含以下步骤: 步骤1:粧机定位，采用常规的水泥土搅拌成粧方法制作粧体； 步骤2:在粧体硬凝前，先后将纵向骨架和一与粧芯部直径相同的圆柱形钢套管垂直插入粧体中，并使其定位； 步骤3:将填充骨料投入钢套管外的粧周部内，并使其均匀分布； 步骤4:在粧体初步凝结且具备自稳能力后，将钢套管拔出，并在粧芯部和粧周部之间的空隙处灌入水泥浆液，使两者充分粘结。
7.根据权利要求8所述的水泥土劲性复合粧的成粧方法，其特征是所述步骤3中，粗、细骨料按比例投入，并进行逐层捣实或振密。
【专利摘要】本发明涉及一种水泥土劲性复合桩，包括由水泥土搅拌而成的圆柱形桩体，所述桩体由同心的桩芯部和桩周部构成，并在桩周部内设有同心的纵向骨架以及可提高桩体强度的填充骨料。施工时，先制作水泥土桩体，然后插入纵向骨架和套管，并在套管外桩周部投入填充骨料，待桩体凝结到一定程度时，将套管拔出，并用水泥浆液灌入缝隙，是两者充分粘结。本发明设计合理，施工方便，不仅有效增加了桩身强度和承载力，还能减少砂石用量，节约了成本，提高了经济效益。
【IPC分类】E02D5-38, E02D5-46
【公开号】CN104746512
【申请号】CN201510160790
【发明人】黄广龙, 熊彬涛, 赵升峰
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月8日