[發明專利]漸變式透水性混凝土—碎石樁、地基、建筑物及方法

在審

• 申請號: 201710081330.1
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106759284A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 崔新壯;崔社強;王藝霖;張磊;王忠嘯;蘇俊偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E02D5/34
• 分類號: E02D5/34;E02D27/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及土木工程相關技術領域，具體的說，是涉及一種漸變式透水性混凝土—碎石樁、地基、建筑物及方法。

背景技術

近二十年來，地基處理技術得到很大發展，其中就包括透水性混凝土樁—碎石樁新型復合地基技術。

復合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強或被置換。在復合地基技術中，透水性混凝土樁—碎石樁是較為常見的樁基。

在透水性混凝土樁—碎石樁新型復合地基中，碎石樁是透水的，可以加快地基的固結速度，也可減小砂土或粉土地基的液化勢；透水性混凝土樁剛度和強度高，具有剛性樁的優點，而且透水性強。因此，透水性混凝土樁-碎石樁新型復合地基技術使復合地基既具有高的承載能力，又具有強的透水能力，防止透水性混凝土樁流漿堵塞失效現象的發生。

現有技術中，存在部分關于透水性混凝土樁—碎石樁技術的相關研究。例如申請號為201310391291.7的中國專利文獻提供了一種透水性混凝土樁-碎石樁串聯型復合地基及處理方法。該方案中，上部為透水性混凝樁，下部為碎石樁，在施工透水性混凝土樁時，透水性混凝土樁內部的土漿可向下流入到碎石樁內，保證了透水性混凝土樁的高透水性。碎石樁置于樁的底部，底部圍壓較大，可防止碎石樁的膨脹破壞，提高了碎石樁的強度以及復合地基的承載能力。

但由于透水性混凝土樁和碎石樁材料不同，材料本身的彈性模量不同，導致兩種材料的接觸面上在承受相同的壓力的同時，產生的形變量不同，并且碎石樁的孔隙率大，顆粒間的粘結點和粘結面積減小，容易發生應力集中現象，從而導致樁體損傷破壞。

綜上所述，現有技術中對于復合樁基中存在的應力突變造成樁基損壞問題，尚缺乏有效的解決方案。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種漸變式透水性混凝土—碎石樁。本發明所提供的樁體通過逐漸改變透水性混凝土樁的集料與水泥的用量比例，以此來避免材料突變面的出現，使樁體復合地基在保證高的承載力和強的透水能力的前提下，能預防應力集中和樁體損傷破壞的發生。

為了達成上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種漸變式透水性混凝土—碎石樁，包括：

樁體；

所述樁體上部為透水性混凝土樁，下部為碎石樁，透水性混凝土樁內部的土漿能夠向下流入到碎石樁內；

所述透水性混凝土樁自下至上集灰比逐漸降低。

優選的，所述透水性混凝土樁自下至上依次為第一樁身、第二樁身和第三樁身；

三個樁身的集灰比均不相同。依靠三個不同集灰比的樁身，可以保證樁體整體強度的同時還能夠逐步的降低相鄰樁身之間應力值變化，以避免從單一混凝土樁身直接過渡到碎石樁身所產生的巨大應力突變。

優選的，所述第一樁身的集灰比為6.2-8.6。

優選的，所述第二樁身的集灰比為大于等于4.9且小于6.2。

優選的，所述第三樁身的集灰比為0.4-0.6。

優選的，所述第三樁身的集灰比為0.49。

在提供上述樁體結構方案的同時，本發明還提供了一種新型復合地基，該地基內具有上述的漸變式透水性混凝土—碎石樁。

作為較佳的方案，本發明還提供了一種建筑物，該建筑物具有地基，該地基中具有上述的漸變式透水性混凝土—碎石樁。

上述的漸變式透水性混凝土—碎石樁，其施工方法為：

A、成型碎石樁；

B、澆筑第一樁身；

C、待第一樁身成型后再澆筑第二樁身；

D、待第二樁身成型后再澆筑第三樁身。

作為另一種情形，本發明還提供了基于上述的透水性混凝土樁-碎石樁新型復合地基處理方法，主要包括如下步驟：

(1)預置排水井排水管，排水管頂端連接自吸泵或真空泵，連接至排水管網，利用抽水使開挖區始終保持干燥狀態；

(2)根據地基沉降和承載力要求確定樁徑和樁距；

(3)根據樁徑、地下水位以及施工條件確定井點的平面布置，由計算或試驗確定排水井間距；

(4)在地基表面鋪設碎石墊層；

(5)先施工碎石樁，然后再在其上施工透水性混凝土樁；

透水性混凝土樁用長螺旋鉆孔管內泵壓混合料成樁或振動沉管灌注成樁方法施工；碎石樁采用振動沉管、錘擊沉管或沖擊成孔成樁的方法施工。

圖1所示為透水性混凝土抗壓強度與孔隙率的關系。由圖1可以看出，孔隙率越大，