[發明專利]一種聚丙烯纖維加筋水泥土攪拌樁及其施工工藝

在審

• 申請號: 202110843310.X
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113605381A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 周玉石;謝曉東;謝益飛;張群;周磊;蔡魏;袁釗
• 申請（專利權）人: 城地建設集團有限公司;上海城地香江數據科技股份有限公司;上海城地巖土設計有限公司
• 主分類號: E02D5/46
• 分類號: E02D5/46;E02D15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種聚丙烯纖維加筋水泥土攪拌樁及其施工工藝，該攪拌樁由原料土、普通硅酸鹽水泥、聚丙烯纖維、水及高性能減水劑組成；各組分含量為：土樣占比89％、普通硅酸鹽水泥占比7％、聚丙烯纖維占比0.4％、水占比3.5％、高性能減水劑占比0.1％。所述新型攪拌樁施工工藝包括：首先均勻混拌聚丙烯纖維與土樣；然后配置聚丙烯纖維水泥混合漿液；再啟動電機并利用灰漿泵將混合漿液擠出噴漿口，邊噴漿攪拌邊提升鉆桿至設計標高；最后重復下沉提升、噴漿攪拌，形成聚丙烯纖維加筋水泥土攪拌樁。所述新型加筋攪拌樁較傳統攪拌樁具有較強的抗拉壓強度、抗剪強度，提高水泥土防滲抗變形及早強能力，具有較高的經濟效益、環境效益及實用價值。

技術領域

本申請涉及巖土工程基坑支護領域，具體涉及一種聚丙烯纖維加筋水泥土攪拌樁及其施工工藝。

背景技術

基坑工程作為其中一種熱門行業，而用于基坑支護結構的水泥土攪拌樁由于施工靈活便捷、施工能效高且造價較低等特點，被廣泛應用于工程建設中。然而，以止水加固作用為主的傳統水泥土攪拌樁自身強度偏低，承載能力較差，尋找一種既能提高樁身強度又經濟適用的加筋材料顯示出越來越重要的實際意義。若存在可行方法能夠增強樁身強度，提升攪拌樁整體承載力，亦可防止基坑開挖面及墻后土體產生較大變形，抑制樁身位移導致的基坑傾覆，提高基坑整體穩定性；同時可有效削減圍護樁數量，一定程度上降低了工程造價。

常規水泥土攪拌樁施工工藝中，水泥摻量普遍設置為13％-22％，水泥用量多，內部水化熱高，易產生表面裂縫，同時加劇土壤堿質化問題，而減水劑不僅改善了混合灰漿的和易性，而且節約了水泥摻量，大大提高水泥土的整體早期強度。一般地，聚丙烯纖維與水泥漿直接混拌，但由于纖維本身的團聚及積淀作用，出現分散不均勻現象，導致聚丙烯纖維集中分布在水泥土攪拌樁的部分樁段，攪拌機的攪拌功能無法使聚丙烯纖維均勻分散的分布于攪拌樁內；且堆疊的混合漿液容易淤堵攪拌頭的噴漿口，導致施工進度無法持續進行。只有確保聚丙烯纖維能夠均勻分布在水泥土攪拌樁樁段中，才能更好的提高樁身強度及承載能力。因此聚丙烯加筋水泥土成樁施工工藝能否取得理想效果是聚丙烯加筋水泥土攪拌樁工程可行性的關鍵。

發明內容

本發明提出了一種聚丙烯纖維加筋水泥土攪拌樁及其施工工藝，以聚丙烯纖維及聚羧酸系減水劑為添加劑，通過特定的成樁施工工藝，實現聚丙烯纖維與水泥土的充分混合，形成聚丙烯纖維加筋水泥土攪拌樁，加筋攪拌樁整體強度相較傳統攪拌樁大幅提升，起到防滲止水及加固支擋作用。影響此技術的關鍵環節主要在：(1)新型攪拌樁樁身材料的配合比；(2)成樁施工工藝的實現。

本發明中聚丙烯纖維及聚羧酸系減水劑與水泥漿液的配合比中，若纖維摻量過低，顯然對攪拌樁抗拉壓及抗剪強度提升幅度有限；若纖維摻量過高，會出現團聚或成團現象，減少摩擦接觸面，降低纖維有效利用率，影響強度延展。而聚羧酸系減水劑若過多，會顯著影響水泥的水化作用，影響攪拌樁早期強度。因此攪拌樁樁身材料的最優配合比是聚丙烯纖維水泥土攪拌樁的關鍵因素之一。

本發明的新型攪拌樁的混合漿液按照含量占比分為：土樣占比89％、普通硅酸鹽水泥占比7％、聚丙烯纖維占比0.4％、水占比3.5％、高性能減水劑占比 0.1％。

所選用聚丙烯纖維為5-20mm長度的束狀單絲；最優長度為12mm。

所述的聚丙烯纖維加筋水泥土攪拌樁施工工藝的具體施工步驟如下：

(1)場地整平。清除施工區內的表層硬物和地下障礙物，遇不良地質條件應抽水、清淤、回填素土并分層夯實，整平后地表高程應高出設計樁頂50cm；

(2)開挖溝槽。根據設計軸線開挖導向溝，溝槽開挖余土應及時清理；

(3)樁機就位。樁機下鋪設鋼板，保證機身平穩周正，利用經緯儀或線錘控制鉆機垂直度，攪拌樁樁位定位偏差應≤50mm，樁身垂直度應≤1％；