本發(fā)明涉及土木建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種散體材料芯膨脹混凝土樁及其施工方法。

背景技術(shù)：

在民建、道路、港口、橋梁工程中，樁基應(yīng)用廣泛。目前實(shí)心混凝土灌注樁和碎石樁等散體材料樁是工程中常見(jiàn)的樁基類型。樁基礎(chǔ)的極限承載力取決于樁周土體提供的摩阻力極限值和自身結(jié)構(gòu)承載力極限值的小值。在樁體達(dá)到極限承載力時(shí)，實(shí)心混凝土樁混樁身結(jié)構(gòu)承載力遠(yuǎn)大于樁周土體提供的摩阻力，單位材料利用率低；散體材料樁由于其樁身側(cè)向剛度較小，容易產(chǎn)生鼓脹變形，承載力較低，不能充分發(fā)揮土體提供的摩阻力和樁端阻力，難以得到較大的承載力。此外，隨著我國(guó)城市建設(shè)和舊城區(qū)改造進(jìn)程的加快，產(chǎn)生了很多廢棄磚塊、混凝土塊等建筑垃圾，如何利用這些建筑垃圾生產(chǎn)出材料利用率高，樁身結(jié)構(gòu)承載力和樁周側(cè)摩阻力發(fā)揮更加平衡，低碳綠色，充分利用建筑垃圾的樁型，是值得研究的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種低碳綠色、可利用建筑垃圾且成樁效果好的散體材料芯膨脹混凝土樁及其施工方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中，樁基整體性差、承載力和剛度低下以及施工成本高等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種散體材料芯膨脹混凝土樁的施工方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)地質(zhì)條件，使用鉆機(jī)在土層中鉆設(shè)樁孔至設(shè)計(jì)深度。

2)起吊鋼管樁模，對(duì)準(zhǔn)樁位，調(diào)整鋼管樁模的垂直度，然后施壓將鋼管樁模壓入土層中至設(shè)計(jì)標(biāo)高。其中，所述鋼管樁模為上下端均敞口的中空?qǐng)A柱體。

3)在鋼管樁模和樁孔孔壁間通過(guò)注漿泵注入混凝土漿液。

4)向鋼管樁模內(nèi)腔中投入散體材料，形成散體材料樁芯。其中，所述散體材料樁芯頂部低于樁頂。

5)通過(guò)機(jī)器邊振動(dòng)邊拔起鋼管樁模，在此過(guò)程中，每隔一段距離補(bǔ)注一次混凝土漿液。

6)在鋼管樁模到達(dá)樁頂時(shí)進(jìn)行補(bǔ)注混凝土漿液，直至拔樁模完成。其中，所述混凝土漿液沒(méi)過(guò)散體材料樁芯，混凝土漿液填充至樁頂與地表平整。樁頂泛漿充分?；炷翝{液固結(jié)形成混凝土半空心樁。

進(jìn)一步，步驟1)中所述樁孔采用泥漿護(hù)壁。

進(jìn)一步，步驟2)中，放入鋼管樁模前，還包括在樁孔內(nèi)注入泥漿清孔的相關(guān)步驟。

進(jìn)一步，所述鋼管樁模的下端敞口處具有鋒利的切刀。

進(jìn)一步，步驟3)中，注入混凝土漿液前，還包括在鋼管樁模和樁孔孔壁間注入泥漿清孔，清孔完畢后放入鋼筋籠的相關(guān)步驟。

進(jìn)一步，所述混凝土采用膨脹混凝土。

本發(fā)明還公開(kāi)一種采用上述方法制成的散體材料芯膨脹混凝土樁，包括植入土層內(nèi)的混凝土半空心樁和散體材料樁芯。

所述混凝土半空心樁包括實(shí)心圓柱樁和空心管樁。所述空心管樁設(shè)置于實(shí)心圓柱樁的底部。所述實(shí)心圓柱樁和空心管樁為一個(gè)整體。

所述空心管樁的內(nèi)腔內(nèi)填充有散體材料樁芯。所述散體材料樁芯的散體材料采用建筑垃圾和/或碎石。所述混凝土半空心樁和散體材料樁芯膠結(jié)凝固為一個(gè)整體。

進(jìn)一步，所述混凝土半空心樁內(nèi)具有樁體主筋和樁體螺旋箍筋。所述樁體主筋和樁體螺旋箍筋共同構(gòu)成鋼筋籠。

進(jìn)一步，所述鋼筋籠由多節(jié)鋼筋籠拼接而成。各節(jié)鋼筋籠采用焊接或鉚接的方式固定。

本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的：

a)樁體中心散體材料整體性好，強(qiáng)度高。樁體整體承載力高，剛度大；

b)樁體外周膨脹混凝土樁體內(nèi)置入鋼筋籠后即可作抗拔樁使用；

c)樁體中心散體材料可以使用建筑垃圾，降低了施工成本，低碳綠色；

d)施工工藝簡(jiǎn)單清晰，施工速度快，成樁效果好。

附圖說(shuō)明

圖1為散體材料芯膨脹混凝土樁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為a-a截面圖；

圖3為鋼管樁模結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為散體材料芯膨脹混凝土樁施工流程示意圖。

圖中：散體材料樁芯1、混凝土半空心樁2、實(shí)心圓柱樁201、空心管樁202、鋼筋籠3、樁體主筋301、樁體螺旋箍筋302、鋼管樁模4。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)該理解為本發(fā)明上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例公開(kāi)一種散體材料芯膨脹混凝土樁的施工方法，參見(jiàn)圖4，包括以下步驟：

1)成孔：根據(jù)地質(zhì)條件，使用鉆機(jī)在土層中鉆設(shè)樁孔至設(shè)計(jì)深度。其中，所述樁孔采用泥漿護(hù)壁。

2)鋼管樁模下壓：在樁孔內(nèi)注入泥漿清孔。起吊鋼管樁模4，對(duì)準(zhǔn)樁位，調(diào)整鋼管樁模4的垂直度。然后施壓將鋼管樁模4壓入土層中至設(shè)計(jì)標(biāo)高。參見(jiàn)圖3，所述鋼管樁模4為上下端均敞口的中空?qǐng)A柱體。所述鋼管樁模4的下端敞口處具有鋒利的切刀。所述切刀插入孔底的深度≥0.5米。

3)灌注樁體外周膨脹混凝土：在鋼管樁模4和樁孔孔壁間注入泥漿清孔，清孔完畢后放入鋼筋籠3。在鋼管樁模4和樁孔孔壁間通過(guò)注漿泵注入膨脹混凝土漿液。

4)投入樁體中心散體材料：向鋼管樁模4內(nèi)腔中投入散體材料，形成散體材料樁芯1。其中，所述散體材料樁芯1頂部低于樁頂。

5)振動(dòng)拔樁模：通過(guò)機(jī)器邊振動(dòng)邊拔起鋼管樁模4，在此過(guò)程中，一部分膨脹混凝土漿液會(huì)進(jìn)入散體材料樁芯2中，導(dǎo)致樁外周漿液面降低。樁模每拔出2米補(bǔ)注一次膨脹混凝土漿液。

6)補(bǔ)漿成樁：在鋼管樁模4到達(dá)樁頂時(shí)進(jìn)行補(bǔ)注膨脹混凝土漿液，直至拔樁模完成。其中，所述膨脹混凝土漿液沒(méi)過(guò)散體材料樁芯1，膨脹混凝土漿液填充至樁頂與地表平整。樁頂泛漿充分。膨脹混凝土漿液固結(jié)形成膨脹混凝土半空心樁2。

混凝土半空心樁2對(duì)散體材料樁芯1有擠密作用。同時(shí)，一部分膨脹混凝土漿液進(jìn)入散體材料起膠結(jié)加固作用?；炷涟肟招臉?還對(duì)散體材料樁芯1產(chǎn)生約束提高其剛度，防止其側(cè)向發(fā)生鼓脹變形影響樁體承載力。

實(shí)施例2：

一種采用實(shí)施例1所述方法制成的散體材料芯膨脹混凝土樁，包括植入土層內(nèi)的混凝土半空心樁2和散體材料樁芯1。

參見(jiàn)圖1，所述混凝土半空心樁2包括實(shí)心圓柱樁201和空心管樁202。所述空心管樁202設(shè)置于實(shí)心圓柱樁201的底部。所述實(shí)心圓柱樁201和空心管樁202為一個(gè)整體。參見(jiàn)圖2，所述混凝土半空心樁2內(nèi)具有樁體主筋301和樁體螺旋箍筋302。所述樁體主筋301和樁體螺旋箍筋302共同構(gòu)成鋼筋籠3。所述鋼筋籠3由多節(jié)鋼筋籠拼接而成。各節(jié)鋼筋籠采用焊接或鉚接的方式固定。

所述空心管樁202的內(nèi)腔內(nèi)填充有散體材料樁芯1。所述散體材料樁芯1的散體材料采用建筑垃圾和/或碎石。所述混凝土半空心樁2和散體材料樁芯1膠結(jié)凝固為一個(gè)整體。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種散體材料芯膨脹混凝土樁及其施工方法。該散體材料芯膨脹混凝土樁包括混凝土半空心樁和散體材料樁芯。所述混凝土半空心樁的內(nèi)腔內(nèi)填充有散體材料樁芯。該散體材料芯膨脹混凝土樁的施工方法包括成孔、鋼管樁模下壓、灌注樁體外周混凝土、投入樁體中心散體材料、振動(dòng)拔樁模和補(bǔ)漿成樁等步驟。該散體材料芯膨脹混凝土樁樁體中心散體材料整體性好，強(qiáng)度高。樁體整體承載力高，剛度大。施工成本低，低碳綠色。可廣泛應(yīng)用于地基工程中。

技術(shù)研發(fā)人員：周航;范玉明;劉漢龍;查亞輝;丁選明;李雪苑;袁井榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué);華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司上海地下空間與工程設(shè)計(jì)研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.21
技術(shù)公布日：2017.08.04