[實用新型]一種聚氨酯砂石樁

有效

• 申請號: 201320802529.6
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN204385724U
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 蘇志鵬;梁永輝;水偉厚;梁志榮;何立軍;劉坤;徐先坤
• 申請（專利權）人: 上海申元巖土工程有限公司;華東建筑設計研究院有限公司;蘇志鵬
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46;E02D5/48;E02D27/16
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 程宗德

技術領域

本實用新型涉及一種聚氨酯砂石樁及其施工工藝和應用，屬于地基處理的技術領域。

背景技術

目前，隨著經濟的發展，建設項目不斷增加，對地基土的要求也越來越高，但可供選擇的天然地基卻十分有限。地基處理方案的選擇和確定是否恰當合理，已成為控制和影響工程投資、質量、進度的主要因素。在多種項目工程設計過程中，經常會遇到地基土為軟土，且軟土層較厚，承載力較低的情況。特別是作為比較重要的建筑項目，對地基承載力和變形要求較高。對于這個情況，采用地基處理是比較可行的方法。地基處理可增加軟土地基的承載力，減少沉降量。散體樁、水泥粉煤灰碎石樁和素混凝土樁是地基處理中經常采用的。

散體樁是指不含粘結劑的樁，如碎石樁或砂樁。散體樁的缺點是單樁承載力較低，工后沉降大，容易出現不均勻沉降。

水泥粉煤灰碎石樁，即CFG樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械制成的可變強度樁，通過調整水泥摻量及配比，使其強度等級在C15～C25之間可變。素混凝土樁是由水泥、碎石、石屑或砂加水拌和，用各種成樁機械制成的高粘結強度樁。CFG樁或素混凝土樁與樁間土一起形成復合地基，以改善天然地基的承載力性能。

CFG樁或素混凝土樁也存在眾多缺點：單樁承載力低，不能做抗拔樁或承受較大的彎矩，還可能產生縮徑、斷樁、局部夾土和混凝土離析等質量事故。同時由于CFG樁或素混凝土樁都是以水泥為膠結材料，通過水泥的水化反應使樁體中的骨料形成整體，CFG樁或素混凝土樁成樁后，需要至少28天的養護期，樁體強度增長慢，給一些工期要求嚴格的工程帶來了不利的影響。

發明內容

本實用新型的一個目的是提供一種聚氨酯砂石樁，所述的樁有單樁承載力高、工后沉降小、抗彎能力強、施工快捷工期短、不會出現縮徑、斷樁質量事故等優點。

為實現上述目的，本實用新型采取以下的技術方案，簡述如下。一種聚氨酯砂石樁，垂直布置于建筑場地的地基中，以改善地基的承載力性能，含砂石骨料和膠結劑，砂石骨料填筑構成所述的樁的樁體，膠結劑鑲嵌在所述的樁體的孔隙中，其特征在于，所述的膠結劑是聚氨酯泡沫，所述的砂石骨料與所述的聚氨酯泡沫膠結成腰鼓狀的所述的樁。

現結合附圖詳細說明上述的技術方案。一種聚氨酯砂石樁，垂直布置于建筑場地的地基70中，含砂石骨料10和膠結劑，砂石骨料10是級配碎石、塊石、卵石、角礫、圓礫、中砂、粗砂、建筑垃圾或由它們組成的混合料之一，在地基70中所成的樁孔80中填筑砂石骨料10，構成樁體，所述的膠結劑鑲嵌在所述的樁體的砂石骨料10的孔隙中，其特征在于，所述的膠結劑是聚氨酯泡沫20，聚氨酯泡沫20是主鏈上含有重復的—HNCO—O—基團的高聚物樹脂，聚氨酯泡沫20的密度和抗壓強度分別為100kg/m³～500kg/m³和0.1MPa～50MPa，聚氨酯泡沫20與所述的樁體中的砂石骨料10膠結形成腰鼓狀的所述的樁，所述的樁的平均直徑、長度、密度、抗壓強度和彈性模量分別為20cm～200cm、2m～25m、500kg/m³～2500kg/m³、1.0MPa～100.0MPa和10MPa～1000MPa。

本實用新型的技術方案的進一步特征在于，所述的樁還含豎向增強體30，豎向增強體30是土工格柵、土工網格、土工條帶、鐵管、銅管、鐵架、鋼架、不銹鋼架和鋼筋中的一種，豎向增強體30勻混在砂石骨料10中。

在地基70中成垂直于地面的樁孔，填筑砂石骨料，形成樁體，自下而上澆注聚氨酯反應原料漿，由于液體的流動性和注射壓力，聚氨酯反應原料漿迅速流入樁體的砂石骨料的孔隙中和樁孔周圍的土體的孔隙中。加上聚氨酯反應原料漿反應，產生大量氣泡和聚氨酯泡沫，形成高達400kPa的膨脹壓力，迫使聚氨酯泡沫迅速充填砂石骨料的最細微的孔隙；聚氨酯泡沫快速固化時，使砂石骨料與聚氨酯膠結成腰鼓狀的所述的樁；樁周土受到擠壓，聚氨酯泡沫流入樁周土，聚氨酯泡沫固化時對土體產生擠密劈裂，使樁周土和樁體緊密嵌固。聚氨酯泡沫的膠結作用和對樁?周土的擠密劈裂作用，大大提高了所述的樁的承載力，且成樁質量高，即所述的樁的單樁承載力高和工后沉降小。此外，聚氨酯泡沫固化迅速，15min內所述的樁的強度就可達到額定強度的90％，甚至超過，可以大大縮短工程工期，即施工快捷工期短。在砂石骨料中可加入豎向增強體，大幅提高所述的樁的抗彎能力，且杜絕了縮徑、斷樁質量事故的發生，即抗彎能力強和不會出現縮徑、斷樁質量事故。