一種建筑垃圾再生骨料復(fù)合載體樁及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑垃圾再生骨料復(fù)合載體樁及其制備方法，屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土作為人類最大用量的建筑材料，其理論與技術(shù)已日趨成熟，然而大量混凝土被應(yīng)用的同時(shí)對(duì)人居環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)帶來了負(fù)面影響，我國(guó)舊建筑物拆除物的每年產(chǎn)生量達(dá)1.5億噸，絕大部分未經(jīng)任何處理而直接運(yùn)往郊外堆放或簡(jiǎn)易填埋，這既需一定的清運(yùn)費(fèi)，又要侵占大量的土地，若將其掩埋，堿性的廢渣會(huì)造成土地的二次污染并耗資較大，且污染環(huán)境。
[0003]隨著建筑業(yè)的發(fā)展和對(duì)建筑工程質(zhì)量的日益重視，作為混凝土和砂漿基本組成材料之一的建筑用砂的質(zhì)量和數(shù)量對(duì)建筑業(yè)的影響日益明顯。一方面市場(chǎng)對(duì)砂的質(zhì)量要求越來越高，數(shù)量越來越大，另一方面符合質(zhì)量要求的天然砂資源越來越少，由此引發(fā)的工程問題時(shí)有發(fā)生，隨著天然砂資源的逐漸匱乏，以及國(guó)家對(duì)天然砂開采的限制，作為混凝土配制的必備組分之一，天然砂的來源將受到限制。
[0004]復(fù)合載體樁不是利用樁身形狀、樁徑、樁端面積的改變來提高承載能力，而是利用重錘對(duì)填充料進(jìn)行夯實(shí)擠密，擠密時(shí)土體常受到很大的夯擊能量，然后釋放，對(duì)側(cè)向周圍影響土體施加側(cè)向擠壓力進(jìn)行有效加固擠密，土體得到密實(shí)，變形模量提高，能大幅度提高低級(jí)承載力，且施工工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量易控制，無(wú)需場(chǎng)地降水、基坑開挖等程序，減少了工程量，縮短了工期；適用范圍廣泛，尤其在淺部具有相對(duì)較好的土層、表層及填土較厚時(shí)其優(yōu)勢(shì)更為明顯；提高了廢物的有效利用率，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型的建筑垃圾再生骨料復(fù)合載體樁及其做法，該方法通過將建筑垃圾進(jìn)行粉碎、篩分，然后摻入粉煤灰和使用水渣代砂，制成再生骨料復(fù)合載體樁，采用該方法后樁的承載性能得到提高，變形小；樁的抗?jié)B性能，抗氯離子的滲透性能，抗碳化性能均得到改善；施工周期短處理造價(jià)低，降低成本；提高了廢物的有效利用率，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案為:
一種建筑垃圾再生骨料復(fù)合載體樁，主要由夯擴(kuò)體、樁身、褥墊層構(gòu)成；所述夯擴(kuò)體由外層的分揀后的建筑垃圾和內(nèi)層的干硬性再生混凝土構(gòu)成:所述樁身由夯擴(kuò)體上方的護(hù)筒、護(hù)筒內(nèi)的鋼筋籠和澆筑在護(hù)筒內(nèi)的再生混凝土構(gòu)成；樁頭處鋪設(shè)褥墊層。
[0007]所述的分揀后的建筑垃圾為篩分后幾何尺寸在50~150mm的塊狀建筑垃圾。
[0008]所述干硬性再生混凝土由水泥、粉煤灰、建筑垃圾粗骨料、高爐水渣、水、減水劑混合后得到；水泥、粉煤灰、建筑垃圾粗骨料、高爐水渣、水的混合重量比為1:0.5-2:4~9:3-7:0.2-0.5 ;所述減水劑的添加量為干硬性再生混凝土總重量的1%~2%。
[0009]所述再生混凝土由水泥、粉煤灰、建筑垃圾粗骨料、高爐水渣、水、減水劑混合后得到；所述水泥、粉煤灰、建筑垃圾粗骨料、高爐水渣、水的混合重量比為1:0.5-2.5:2.5-6:
1-3:1~3.5 ;所述減水劑的添加量為再生混凝土總重量的0.01%~1%。
[0010]所述水泥為普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，等級(jí)為32.5或42.5。
[0011]所述的粉煤灰為II級(jí)粉煤灰。
[0012]所述的建筑垃圾粗骨料為粉碎、篩分后粒徑在5~40_的建筑垃圾；其質(zhì)量指標(biāo)滿足《混凝土用再生粗骨料》(GB/T 25177-2010)。
[0013]所述的高爐水渣為工業(yè)原狀水渣。
[0014]所述減水劑為蔡系聞效減水劑。
[0015]所述褥墊層主要由以下原料制備而成:
建筑垃圾細(xì)骨料、建筑垃圾粗骨料；
所述的建筑垃圾細(xì)骨料為粉碎、篩分后粒徑在2~5_的建筑垃圾；
所述的建筑垃圾粗骨料為粉碎、篩分后粒徑在5~40_的建筑垃圾；
建筑垃圾細(xì)骨料、建筑垃圾粗骨料混合重量比為1~3:7~9 ；
所述的建筑垃圾再生骨料復(fù)合載體樁的抗壓強(qiáng)度為20~45MPa。
[0016]另外經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)加入粉煤灰能使得混凝土拌和料和易性得到改善，混凝土耐久性提高，變形減小，耐磨性提高，成本降低，但是使得混凝土的抗碳化性降低，然而以高爐水渣作為細(xì)骨料能提高混凝土的抗碳化性能，彌補(bǔ)粉煤灰的缺點(diǎn)，且水渣作為細(xì)骨料具有一定的膠凝活性，而砂子在常溫下是惰性材料，所以水渣的堿活性不會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，不同強(qiáng)度等級(jí)的水渣代砂混凝土強(qiáng)度均比普通混凝土有一定提高，且隨著水渣代砂率的增大，其混凝土抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均增大，水渣代砂后，混凝土的抗?jié)B性、抗氯離子滲透性能、抗碳化性能均得到了改善，且隨水渣代砂率的提高，其改善效果明顯。
[0017]所述復(fù)合載體樁按以下操作步驟制備成樁:
1)打樁機(jī)按指定位置就位后，沉護(hù)筒前，先在樁位點(diǎn)處定兩個(gè)方向控制點(diǎn)。在樁位處挖直徑等于樁身直徑、深度約為500_的樁位圓柱孔，對(duì)孔位時(shí)，圓樁采用十字交叉法對(duì)中孔位。在對(duì)完孔位后，定位。對(duì)中孔位，打樁機(jī)不得移位。打樁機(jī)就位后調(diào)平、穩(wěn)固，用吊線控制護(hù)筒垂直度偏差不得大于1% ;
2)提起夯錘后快速放下，夯錘高度不低于6m，使夯錘出護(hù)筒，并打入下部土層300?500mm ；
3)用副卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩對(duì)護(hù)筒加壓，使得其底部與錘底平齊；
4)重復(fù)步驟2，3，直到護(hù)筒沿著垂直面沉入到設(shè)計(jì)深度；
5)提起夯錘，通過護(hù)筒投料向孔底分次投入分揀后的建筑垃圾，并進(jìn)行大能量夯擊；
6)分揀后的建筑垃圾被夯實(shí)后，在不再填料的情況下，連續(xù)夯擊三次測(cè)出三擊貫入度，要求三次累計(jì)貫入度控制在10mm以內(nèi)，若三擊貫入度不滿足設(shè)計(jì)要求，重復(fù)步驟5，6，直至三擊貫入度滿足設(shè)計(jì)要求為止；
7)通過護(hù)筒投料孔再向孔底分次投入設(shè)計(jì)需要的干硬性再生混凝土，并進(jìn)行夯擊；夯擴(kuò)體工序完成后檢查孔口以上護(hù)筒內(nèi)或沖擊錘上部是否有泥皮，若有應(yīng)清理完畢，另外，也要防止孔口土掉入護(hù)筒內(nèi)；
8)待夯擴(kuò)體工序完成后，用沖擊錘沖出150mm深的孔，然后使鋼筋籠下入孔內(nèi)，灌注再生混凝土，并用振動(dòng)棒振搗密實(shí)，混凝土灌注完成后嚴(yán)格控制提筒速度，不得大于lm/min ；
9)待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度(一般3-7天)，進(jìn)行開槽及樁頭處理，得到抗壓強(qiáng)度在20~45MPa的建筑垃圾再生骨料復(fù)合載體樁；
10)樁頭處理完畢后進(jìn)行褥墊層鋪設(shè)，褥墊層所用材料為建筑垃圾細(xì)骨料和建筑垃圾粗骨料，建筑垃圾細(xì)骨料、建筑垃圾粗骨料混合重量比為1~3:7~9 ;褥墊層一般厚度500~2000mm，虛鋪后采用靜力壓實(shí)，褥墊層高度比基礎(chǔ)寬度要大，其寬出部分不得小于褥墊層的厚度，得到抗壓強(qiáng)度在20~45MPa的再生骨料復(fù)合載體樁。
[0018]采用該方法后的建筑地基承載力能夠達(dá)到與原生料相近的承載力，變形小，代替了大部分水泥，沙子，節(jié)約了成本，每立方砼造價(jià)比使用原生料節(jié)約了 20。/『35%，提高了廢物的有效利用率實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:解決了舊建筑物拆除后建筑垃圾不能被利用的難題，做成建筑垃圾再生骨料樁，具有足夠的強(qiáng)度和耐久性，且置入地基中，不受外界影響，不會(huì)產(chǎn)生風(fēng)化而變?yōu)樗炙审w，能夠長(zhǎng)久地起到骨料作用，因而具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；利用現(xiàn)有廢棄高爐水渣代替天然細(xì)骨料，降低了成本，市場(chǎng)前景十分廣闊；樁的擴(kuò)底效果好，單樁承載力高，變形??；樁的抗?jié)B性能，抗氯離子的滲透性能，抗碳化性能均得到改善；施工工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量易控制，無(wú)需場(chǎng)地降水、基坑開挖等程序，減少了工程量，縮短了工期；適用范圍廣泛，尤其在淺部具有相對(duì)較好的土層、表層及填土較厚時(shí)其優(yōu)勢(shì)更為明顯；提高了廢物的有效利用率，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0020]圖1為建筑垃圾再生骨料復(fù)合載體樁圖；
圖2、圖3為建筑垃圾再生骨料復(fù)合載體樁剖面圖；
I—再生混凝土2—干硬性再生混凝土 3——分揀后的建筑垃圾 4——緊密區(qū)土體
5-影響區(qū)土體6-土層一
7——土層二8——土層三
9——褥墊層10——樁身
II—夯擴(kuò)體12—鋼筋籠。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明