专利名称：软弱地基加固的水泥砂浆搅拌桩及其成桩方法
技术领域：
本发明涉及搅拌桩及其成桩方法，尤其是一种软弱地基加固的水泥砂 浆搅拌桩及其成桩方法。
技术背景现有技术中，水泥搅拌桩用的浆液一般为纯水泥浆，但经过多年实践， 采用这种纯水泥浆的水泥土搅拌桩，在淤泥质黏土和淤泥地层中成桩质量 不易保证，且水泥土强度较低。研究表明影响水泥土搅拌桩成桩质量的因 素有多种，主要为以下几个方面1、 水泥浆与地基土搅拌的均匀程度搅拌的越均匀成桩质量越好，强 度越高，反之则较差。2、 地基土含水量较大时，成桩后水泥土的强度较低。3、 地下水的腐蚀性等级越高，成桩后水泥土的强度越低。4、 地基土中的有机物含量越大，成桩后水泥土的强度越低。5、 地基土的Ip越大，即粘粒含量越高，成桩后水泥土的强度越低。 以上各种影响因素对搅拌桩的成桩质量的影响程度各不相同，主要为搅拌的均匀程度和地基土的IP值。例如在天津滨海开发区淤泥质黏土和淤泥地层中，在水泥惨量20%的情况下，28天水泥土强度一般为0. 75 1.0MPa,最低为0. 3 MPa，而且 还有不少基本不成桩的事例。而在塑性指数相对较低的砂黏土和粘砂土地 层中，采用相同水泥掺量的水泥土强度可达1.2 1.3MPa，成桩质量也比较 容易保证。因此在天津滨海开发区淤泥质黏土和淤泥地层中，水泥土搅拌 桩设计中一般采用较低的强度指标，从而造成置换率加大，增加了工程费 用。发明内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种改变地基土的颗粒组成，降 低其塑性指数，提高水泥土搅拌桩成桩质量的软弱地基加固的水泥砂浆搅 拌桩及其成桩方法。为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是 一种软弱地基加固的 水泥砂浆搅拌桩，搅拌桩的桩体是由地基的原状土和注入的水泥砂浆浆液 搅拌均匀而形成。水泥砂浆浆液的质量的配比为水泥100份，水60 200份，砂20 100份。水泥砂浆浆液还包括提高浆液性能的泵送剂、粉煤灰、硅粉或其它混 凝土外加剂。所述的水泥采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，等级为32.5或 42. 5。所述的砂为粉细砂，粒径不大于0. 25mm。 一种上述的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，包括以下步骤a. 按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机宁，并加入水搅拌 均匀；b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，边钻进边由砂浆泵泵送 步骤a中的水泥砂浆，水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在 一起；c. 当达到设计深度后，提钻并搅拌，形成水泥砂桨搅拌桩。 所述的步骤c中，也可以采用边提钻边注入水泥砂浆。 本发明的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，也可以是包括以下步骤a. 按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机中，并加入水搅拌 均匀；b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，当地层较硬时，注入清水；c. 当达到设计深度后，边提钻边由砂浆泵泵送步骤a中的水泥砂浆， 水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在一起，形成水泥砂浆搅 拌桩。本发明的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，也可以是包括以下步骤a. 按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机中，并加入水搅拌 均匀；b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，搅拌钻头搅动地基中的原状土；c.当达到设计深度后，边提钻边由砂浆泵泵送步骤a中的水泥砂浆，水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在一起，形成水泥砂浆搅 拌桩。上述三种方法的步骤a中水泥砂浆浆液还包括提高桨液性能的泵送剂、 粉煤灰、硅粉或其它混凝土外加剂。本发明的有益效果是本发明是从提高地基土 IP值的角度来解决水泥土搅拌桩在淤泥质黏土和淤泥地层的成桩质量，在淤泥质黏土和淤泥地层 中添加一定量的粉细砂，增加地基土中粗颗粒的含量，从而降低其塑性指 数，提高搅拌桩的成桩质量。克服了常规水泥搅拌桩在淤泥质點土和淤泥地 层中成桩困难，成桩质量差的现象。相同地层采用水泥砂浆搅拌桩，成桩后水泥土强度比常规的纯水泥搅拌桩提高30%左右。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细说明本发明的软弱地基加固的水泥砂浆搅拌桩，搅拌桩的桩体是由地基的 原状土和注入的水泥砂桨浆液搅拌均匀而形成。水泥砂桨浆液的质量的配比为水泥100份，水60 200份，砂20 100份。水泥砂浆浆液还包括提高浆液性能的泵送剂、粉煤灰、硅粉或其它混凝土外加剂。所述的水泥采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，等级为32. 5或42. 5。所述的砂为 粉细砂，粒径不大于0. 25ram。本发明的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，包括以下步骤a. 按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机中，并加入水搅拌 均匀；b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，边钻进边由砂浆泵泵送 步骤a中的水泥砂桨，水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在 一起；c. 当达到设计深度后，提钻并搅拌，形成水泥砂浆搅拌桩。 所述的步骤c中，也可以采用边提钻边注入水泥砂浆。 本发明的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，也可以采用以下步骤 a.按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机中，并加入水搅拌均匀；b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，当地层较硬时，注入清水；c. 当达到设计深度后，边提钻边由砂浆泵泵送步骤a中的水泥砂浆， 水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在一起，形成水泥砂浆搅 拌桩。本发明的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，也可以采用以下步骤a. 按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机中，并加入水搅拌 均匀；b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，搅拌钻头搅动地基中的 原状土；c. 当达到设计深度后，边提钻边由砂浆泵泵送步骤a中的水泥砂浆， 水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在一起，形成水泥砂浆搅 拌桩。上述三种方法的步骤a中水泥砂浆桨液还包括提高浆液性能的泵送剂、 粉煤灰、硅粉或其它混凝土外加剂。在实际施工过程中采用何种工法，根据工程的地质条件而定。 实施例1天津大港铁路外移工程，地层为淤泥质黏土，采用水泥掺量为20%的矿 渣水泥纯水泥浆，桩长15m，成桩后28天经抽芯检测，无侧限抗压强度的平 均值为0.8 MPa，而采用水泥掺量为20%的矿渣水泥，各组份质量配比为水 泥100，水90，砂50的水泥砂浆搅拌桩，成桩后28天经抽芯检测，无侧限 抗压强度的平均值为1. 1 MPa,强度增加了 30%以上，效果明显。 实施例2天津大港铁路外移工程，地层为淤泥质黏土，采用水泥掺量为20%的矿 渣水泥纯水泥浆，桩长15m，成桩后28天经抽芯检测，无侧限抗压强度的平 均值为0.8 MPa，而采用水泥掺量为20%的矿渣水泥，各组份质量配比为水 泥IOO，水60，砂20的水泥砂浆搅拌桩，成桩后28天经抽芯检测，无侧限 抗压强度的平均值为1. 0 MPa，强度增加了 30%以上，效果明显。 实施例3天津大港铁路外移工程，地层为淤泥质黏土，采用水泥掺量为20%的矿渣水泥纯水泥浆，桩长15m，成桩后28天经抽芯检测，无侧限抗压强度的平 均值为0.8 MPa，而采用水泥掺量为20%的矿渣水泥，各组份质量配比为水 泥100，水200，砂100的水泥砂浆搅拌桩，成桩后28天经抽芯检测，无侧 限抗压强度的平均值为1. 0 MPa，强度增加了 30%以上，效果明显。当然在上述的水泥砂浆中可以加入提高浆液性能的泵送剂、粉煤灰、硅 粉或其它混凝土外加剂。掺量等都是本领域的常识，在此不再叙述。本发明采用常规水泥搅拌桩施工机械，将泥浆泵改为砂浆泵，采用水 泥砂浆与地基土拌合，在拌合的同时对地基进行物理改良，提高了水泥土 搅拌桩在淤泥质黏土和淤泥地层中的成桩质量。综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的 有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例， 但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
权利要求
1、一种软弱地基加固的水泥砂浆搅拌桩，其特征在于，搅拌桩的桩体是由地基的原状土和注入的水泥砂浆浆液搅拌均匀而形成。
2、 根据权利要求l所述的软弱地基加固的水泥砂浆搅拌桩，其特征在 于，水泥砂浆浆液质量配比为水泥100份，水60 200份，砂20 100 份。
3、 根据权利要求2所述的软弱地基加固的水泥砂浆搅拌桩，其特征在 于，水泥砂浆浆液还包括提高浆液性能的泵送剂、粉煤灰、硅粉或其它混 凝土外加剂。
4、 根据权利要求2所述的软弱地基加固的水泥砂浆搅拌桩，其特征在 于，所述的水泥采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，等级为32.5或 42. 5。
5、 根据权利要求2所述的软弱地基加固的水泥砂浆搅拌桩，其特征在 于，所述的砂为粉细砂，粒径不大于0. 25mm。
6、 一种权利要求1所述的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，包括以下步骤a. 按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机中，并加入水搅拌 均匀； b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，边钻进边由砂桨泵泵送 步骤a中的水泥砂浆，水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在 一起；c. 当达到设计深度后，提钻并搅拌，形成水泥砂浆搅拌桩。
7、 根据权利要求6所述的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，其特征在于， 所述的步骤c中，边提钻边注入水泥砂浆。
8、 一种权利要求1所述的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，包括以下步骤:a. 按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机中，并加入水搅拌 均匀；b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，当地层较硬时，注入清水；c. 当达到设计深度后，边提钻边由砂浆泵泵送步骤a中的水泥砂浆， 水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在一起，形成水泥砂浆搅拌桩。
9、 一种权利要求1所述的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，包括以下步骤:a. 按质量配比称取各组份，将水泥、砂加入搅拌机中，并加入水搅拌 均匀；b. 启动搅拌桩机，在搅拌钻头钻进的过程中，搅拌钻头搅动地基中的 原状土；c. 当达到设计深度后，边提钻边由砂浆泵泵送步骤a中的水泥砂桨， 水泥砂浆与搅拌钻头搅起的地基中的原状土搅拌在一起，形成水泥砂浆搅 拌桩。
10、 根据权利要求6、 8或9所述的水泥砂浆搅拌桩的成桩方法，其特 征在于，所述的步骤a中还包括提高浆液性能的泵送剂、粉煤灰、硅粉或 其它混凝土外加剂。
全文摘要
本发明公开了一种软弱地基加固的水泥砂浆搅拌桩及其成桩方法，常规的水泥搅拌桩用浆液为纯水泥浆，在常规的水泥浆中加入粉细砂，这种浆液对改善黏土地基特别是淤泥质黏土和淤泥地基的性质，提高水泥搅拌桩的成桩质量具有显著的效果，克服了常规水泥搅拌桩在淤泥质黏土和淤泥地层中成桩困难，成桩质量差的现象。相同地层采用水泥砂浆搅拌桩，成桩后水泥土强度比常规的纯水泥搅拌桩提高30％左右。
文档编号E02D5/46GK101250872SQ20081005250
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月24日 优先权日2008年3月24日
发明者任作伟, 徐玉杰 申请人:徐玉杰