高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法的製作方法

2023-05-26 19:06:21 1

專利名稱：高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法的製作方法
技術領域：
本發明涉及建築工程中的地基加固方法，具體地說，涉及一種高頻液振水泥土插芯組合樁的地基加固方法。
背景技術：
目前建築工程中常用樁的類型根據施工方法的不同，主要分為預製樁和灌注樁兩大類，常採用鑽孔灌注樁、沉管灌注樁和預製樁等樁型。鑽孔灌注樁一般採用泥漿護壁成孔，在水下澆灌混凝土技術，其施工工法存在施工速度慢、汙染環境和造價高等缺點。沉管灌注樁利用錘擊打樁設備或振動沉樁設備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖(或鋼 板靴)或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中(鋼管直徑應與樁的設計尺寸一致)，造成樁孔的技術。其具有施工速度快、成本低的優點，但是沉管灌注樁容易產生頸縮、斷樁、局部夾上和強度不足等質量問題。鋼筋混凝土預製樁為國內使用最多的一種樁型，近年來主要採用的是預應力薄壁管樁。預製樁具有質量可靠、施工速度快、造價相對低等優點，但是其屬於擠土樁，在沉樁過程中會不可避免地對土體產生擠壓進而影響周邊建築、地下管道。公開號為CN1259604A的中國專利申請公開了一種將樁芯插入水泥土樁的加強組合樁施工工法，在未固化的水泥土樁身中先利用護筒擠壓出樁芯孔，然後取出護筒，在樁芯孔內繼續進行樁芯的施工。雖然這種附加了樁芯的水泥土加強組合樁的相對於單純的水泥土樁在承載力上有所提高，但是這種施工方法需要先利用護筒擠壓形成樁芯孔，然後取出護筒後才能繼續進行植入樁芯鋼芯、澆築混凝土、搗實、養護樁芯等施工流程，其繁瑣的施工工藝使得施工的工期延長，施工效率降低，並且施工的噪音大、造價高。所以，有必要對地基加固方法進一步的改進，以避免上述施工工藝繁瑣、施工速度慢、造價高和噪聲大的缺陷。

發明內容
本發明為了解決上述現有地基加固方法中存在的問題而做出，其目的在於提出一種利用高頻液振的水泥土插芯組合樁的地基加固方法。本發明提供的高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法，包括水泥土樁施工；在水泥土樁成樁後、固化前，利用高頻液壓振動錘的高頻振動將預製的勁性芯樁沉入所述未固化的水泥土樁體內；在所述勁性芯樁沉入所述未固化的水泥土樁體內預定位置形成水泥土插芯組合樁後，養護所述水泥土插芯組合樁。此外，優選的是，在所述水泥土插芯組合樁中的水泥土樁固化後，所述勁性芯樁和所述水泥土樁共同承受載荷。
此外，優選的是，所述水泥土樁為水泥土攪拌樁或者粉噴樁或者高壓旋噴樁。此外，優選的是，所述芯樁為混凝土預製樁或者鋼筋混凝土預製樁或者鋼管樁或者型鋼。另外，優選的是，所述芯粧為聞強度、聞|旲量芯粧。本發明提供的高頻液壓振動錘插入芯樁的組合型水泥土樁地基加固方法，通過高頻液壓振動錘使水泥土樁和芯樁兩種互補材料合為一體共同承受載荷，充分發揮了水泥土樁的側摩阻力和勁芯樁的截面強度，從而用低於混凝土樁的造價獲得高於同比混凝土樁的承載力。該發明同時克服了沉樁噪聲大、擠土問題和汙染環境等問題，也克服了水泥土攪拌 樁攪拌不均、質量不穩定的問題。因此本發明具有施工速度快、噪聲小、無汙染、造價低、質量穩定和承載力高地優點。


通過下面結合附圖對其實施例進行描述，本發明的上述特徵和技術優點將會變得更加清楚和容易理解。圖I是根據本發明實施例的高頻液振水泥土插芯組合樁的施工工法示意圖；圖2是根據本發明實施例的水泥土插芯組合樁的結構示意簡圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細的描述。在下面的描述中，只通過說明的方式對本發明的某些示範實施例進行描述，毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可以用各種不同方式對所述的實施方案進行修正。因此，附圖和描述在本質上只是說明性的，而不是用於限制權利要求的保護範圍。此外，在本說明書中，相同的附圖標記標示相同的部分。圖I是根據本發明實施例的高頻液振水泥土插芯組合樁的施工工法示意圖。如圖I所示，在水泥土插芯組合樁的施工過程中，在需要地基加固處理的位置選定加固樁施工樁位後，首先需要進行水泥樁的施工(步驟S120)，然後在水泥土樁成樁後、固化前，利用高頻液壓振動錘的高頻振動將預製的勁性芯樁沉入未固化的水泥土樁體內(步驟S140);最後在預製的勁性芯樁沉入未固化的水泥土樁體內預定位置形成水泥土插芯組合樁後，養護該水泥土插芯組合樁(步驟S160)。其中，水泥土樁的施工過程可採用傳統的沉管擠土成孔或長螺旋設備鑽孔，成孔後將經攪拌好的水泥土混合物注入鑽孔成樁；也可應用攪拌樁機直接形成水泥土樁；或者採用其他本領域常用的成樁方法。水泥土樁可以為水泥土攪拌樁、粉噴樁或者高壓旋噴樁。在水泥土樁成樁後、固化前，就可以將預製的勁性芯樁沉入未固化的水泥土樁中。由於本發明插芯組合粧的目的是為了在提聞粧體承載力的基礎上簡化施工工藝、提聞施工效率，因此，在本發明的水泥土插芯組合樁的施工過程中，所採用的插芯為預製的勁性芯樁，該勁性芯樁的強度和模量均高於水泥土樁的強度和模量，這樣，水泥土樁和勁性芯樁所共同形成的組合樁結構與傳統勻質樁型不同，所能夠承受的載荷也隨之產生巨大變化。本發明所提供的這種組合結構的水泥土插芯組合樁能夠將樁體上部的載荷先傳遞給強度較大的勁性芯樁，勁性芯樁通過水泥土樁與勁性芯樁之間的作用力將載荷再進一步傳遞給水泥土，最後將載荷擴散給地基土。由於載荷在不同強度的支撐物之間傳遞時都會有所削減，因此，通過本發明的水泥土插芯組合樁，載荷是以強度逐漸變弱的形式進行傳遞，從而大大提聞了該水泥土插芯組合粧的承受:載荷的能力。因為該組合型水泥樁具有是中間強度高四周強度低的樁身結構，所以組合型水泥土樁能夠充分發揮水泥土樁和芯樁組合體的性能優勢。勁性芯樁可以是混凝土預製樁、鋼筋混凝土預製樁、鋼管樁或者型鋼等高強度、高模量的樁。利用芯樁本身的重量，即可以使將高強度、高模量芯樁在未固化的水泥土樁中緩緩下沉。但是為了提高施工效率，並有效控制其下沉位置，在本發明中採用高頻液壓振動錘的高頻振動幫助芯樁沉入未固化的水泥土樁中，並控制其下沉至預設的位置。這樣在水泥土樁固化後就可以形成一種水泥土樁和勁性芯樁共同承受載荷的新樁型。圖2為根據本發明實施例的水泥土插芯組合樁的結構示意簡圖。如圖2所示，在施工完成後，勁性芯樁220被包裹在水泥土樁240中，逐步分解所 承受的載荷。利用高頻液壓振動錘將水泥土樁和勁性芯樁兩種材性互補的材料合為一體協同工作，能夠充分發揮水泥土樁的側磨阻力和勁性芯樁的截面強度，而從而用低於混凝土樁的造價獲得等同於混凝土樁的承載力。同時高頻液壓振動的應用也克服了傳統打入樁的噪音和擠土問題，以及鑽孔灌注樁泥漿汙染問題。同時，高頻液壓振動錘的振搗作用也能夠克服水泥土攪拌樁攪拌不均勻、質量不穩定的缺陷。通過實際的施工驗證，本發明所提供的這種高頻液振的水泥土插芯組合樁施工工法具有施工簡便、速度快、噪聲低、無汙染、質量穩定、造價低、地基承載力高和變形小的優點。經施工數據測試比對，本發明這種高頻液壓振動錘插入芯樁的組合型水泥土樁施工工法的施工效率是普通樁工機械的10倍，費用較預製樁節約30% 50%，較鑽孔灌注樁節約40% 50%，有可觀的社會經濟效益，該施工工法是一種噪音低、無汙染的環保型施工技術。需要說明的是，高頻液壓振動錘插入芯樁的組合型水泥土樁是在水泥土樁基礎上開發的，應用範圍廣，只要適用水泥土樁(水泥土攪拌樁、粉噴樁、高壓旋噴樁等)的工程都可以採用，也可廣泛用於軟土路基處理中。在本發明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進和變形，都落在本發明的保護範圍內，本領域技術人員應該明白，上述的具體描述只是更好地解釋本發明的目的，本發明的保護範圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法，包括 水泥土樁施工； 在水泥土樁成樁後、固化前，利用高頻液壓振動錘的高頻振動將預製的勁性芯樁沉入所述未固化的水泥土樁體內； 在所述勁性芯樁沉入所述未固化的水泥土樁體內預定位置形成水泥土插芯組合樁後，養護所述水泥土插芯組合樁。
2.如權利要求I所述的高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法，在所述水泥土插芯組合樁中的水泥土樁固化後，所述勁性芯樁和所述水泥土樁共同承受載荷。
3.按照權利要求I所述的高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法，其特徵在於， 所述水泥土樁為水泥土攪拌樁、粉噴樁或者高壓旋噴樁。
4.按照權利要求I所述的高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法，其特徵在於， 所述勁性芯樁為混凝土預製樁、鋼筋混凝土預製樁、鋼管樁或者型鋼。
5.按照權利要求I所述的高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法，其特徵在於， 所述勁性芯樁的強度和模量大於所述水泥土樁的強度和模量。
6.權利要求I所述的高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法，其特徵在於，所述水泥土樁施工的過程中包括 採用沉管擠土成孔或者長螺旋設備鑽孔的方法形成所述水泥土樁的灌注孔； 成孔後將經攪拌的水泥土混合物注入所述灌注孔。
7.權利要求I所述的高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法，其特徵在於，在所述水泥土樁施工的過程中，應用攪拌樁機直接形成所述水泥土樁。
全文摘要
本發明提供的高頻液振水泥土插芯組合樁施工工法是一種地基加固方法，首先採用傳統的沉管擠土成孔或長螺旋設備鑽孔，將攪拌好的水泥土混合物注入鑽孔成樁；也可應用攪拌樁機直接形成水泥土樁，水泥土成樁後，再利用高頻液壓振動錘將剛性芯樁沉入未固化的水泥土樁中，形成一種水泥土樁和芯樁共同承受載荷的新樁型。相比於傳統技術，本發明具有施工速度快、噪聲小、無汙染、造價低、形成的新樁型質量穩定和承受載荷高的優點，其施工效率是普通樁工機械的10倍，費用較預製樁節約30％～50％，較鑽孔灌注樁節約40％～50％，有可觀的社會經濟效益。
文檔編號E02D7/18GK102900079SQ201110208638
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月25日 優先權日2011年7月25日
發明者肖劍 申請人:中冶交通工程技術有限公司