[發明專利]一種約束增強水泥土樁成樁方法

有效

• 申請號: 201410520129.5
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104294821A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 王新泉
• 申請（專利權）人: 杭州江潤科技有限公司
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

技術領域

本發明涉及一種成樁方法，特別涉及一種約束增強水泥土樁成樁方法，屬于地基工程領域。

背景技術

水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土低地基的一種方法，它利用水泥作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基。水泥土攪拌樁適用于包括淤泥、淤泥質土、粉土、砂性土、泥炭土等各種含水量較高且地基承載力標準較低的粘性土，適用的土質類型廣，且由于水泥土攪拌樁機的發展，其加固深度已經能達到30m深；同時由于水泥土攪拌樁只是用水泥作為固化劑，通過與泥土的強制攪拌使土體與固化劑發生物理化學反應，形成具有一定整體性和一定強度的水泥土樁，相較于混凝土灌注樁節省材料且施工工藝簡單。

但是水泥土樁存在著一個很大的缺陷，即強度較低，同時通過對水泥土攪拌樁承載受力分析可以發現樁頂荷載在深度方向上的傳遞呈負指數規律逐漸衰減，荷載主要由樁的上部來承擔，距試驗測試的成果來看，在外荷載的作用下樁體內應力隨深度的增加而衰減，在樁底位置樁身應力只為樁頂應力的10％～15％，且大幅度衰減在5～6倍樁徑范圍內，綜上可以得出水泥土樁承載主要在樁頂，工程實踐表明，直徑40～60cm的水泥土攪拌樁在土體上部容易發生斷樁缺陷，也證實了以上結論。

針對水泥土樁上述的缺點，出現了很多新型結構。例如(中國專利CN1322204C)，預制勁芯水泥土樁及其施工方法，在水泥土樁中設置了勁芯樁來提高水泥土樁的強度。此項發明存在的不足為：采用預制勁芯樁成本較高喪失了水泥土樁成本低的優勢，且難以保證勁芯樁的垂直和居中。

鑒于此，為了發揮水泥土樁成本較低的優勢前提下提高水泥土樁抗壓強度，亟待發明一種簡單有效加強水泥土強度提高水泥土樁承載力的成樁方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種改善傳統水泥土樁樁身強度較弱，易產生斷樁缺陷的問題，在水泥土樁外設筒形約束體，有效提高了其抗壓強度，承載力明顯提高的約束增強水泥土樁成樁方法。

為實現上述技術目的，本發明采用了以下技術方案：

這種約束增強水泥土樁成樁方法，主要包括以下步驟

1)施工前準備：根據設計圖紙，清理平整施工場地，測繪樁體位置，并組織施工材料、機械、人員就位；

2)制作預制環形樁尖和筒形約束體：筒形約束體上部采用碳纖維布袋，下部采用土工格柵，兩者采用綁扎或縫合，使之連接牢固；預制環形樁尖頂部設置環形連接鋼筋，同時還在預制環形樁尖外側設壓桿槽；

3)樁機就位：保證樁基導向架與地面的垂直度，同時在傳統水泥土樁的施工設備基礎上外帶環形夾具，環向固定與壓桿槽配合的根壓桿，施工時將筒形約束體與預制環形樁尖頂部的環形連接鋼筋連接，并用吊繩拉緊，同時將壓桿插入環形預制樁尖的壓桿槽內，水泥土攪拌樁葉片低于預制環形樁尖底端；

4)攪拌噴漿下沉：啟動電機，使攪拌機沿導向架邊攪拌邊切割土體下沉噴漿；同時壓桿將預制環形樁尖和筒形約束體，隨著水泥攪拌葉片下壓到土層中；

5)形成樁底擴大端：當環形預制樁尖達到指定標高后，旋轉攪拌葉片停滯噴漿攪拌形成樁底擴大端；

6)噴漿、攪拌提升：邊旋轉攪拌鉆頭邊提升，提升時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機并噴射余下的水泥漿，將預制環形樁尖和筒形約束體留在土層中，并且在設備提升出地面后拆除壓桿；

7)重復攪拌下沉和提升：將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至樁底標高后再將攪拌機邊旋轉邊提升出地面，如此反復二到六次，將軟土和水泥漿攪拌均勻；

8)樁頂補漿：水泥土樁施工完成后，在樁頂進行適宜的補漿，形成樁頂回灌區。

作為優選：步驟2)所述預制環形樁尖上部環向均勻預埋若干豎向連接筋，然后在其頂部焊接環形連接鋼筋，同時在預制環形樁尖外側對應壓桿位置沿樁周均勻設置三到四個壓桿槽。

作為優選：步驟3)所述筒形約束體下部與連接鋼筋綁扎，使筒形約束體與預制環形樁尖牢固連接。

作為優選：步驟5)所述旋轉攪拌葉片位于預制環形樁尖的下端，當預制環形樁尖達到指定標高后，旋轉攪拌葉片不再向下沉，適當加大噴漿壓力和旋轉速度，攪拌形成樁底擴大端。

作為優選：步驟3)～7)中水泥土樁的施工方法采用水泥攪拌樁施工工藝或高壓旋噴施工工藝。

本發明的有益效果是：

(1)在水泥土樁外側設置了筒形約束體，產生了約束效應有效提高了水泥土樁的抗壓強度，提高了承載力。