一種聚氨酯砂石樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種聚氨酯砂石粧及其施工工藝和應(yīng)用，屬于地基處理的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目不斷增加，對地基土的要求也越來越高，但可供選擇的天然地基卻十分有限。地基處理方案的選擇和確定是否恰當(dāng)合理，已成為控制和影響工程投資、質(zhì)量、進(jìn)度的主要因素。在多種項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到地基土為軟土，且軟土層較厚，承載力較低的情況。特別是作為比較重要的建筑項(xiàng)目，對地基承載力和變形要求較高。對于這個(gè)情況，采用地基處理是比較可行的方法。地基處理可增加軟土地基的承載力，減少沉降量。散體粧、水泥粉煤灰碎石粧和素混凝土粧是地基處理中經(jīng)常采用的。
[0003]散體粧是指不含粘結(jié)劑的粧，如碎石粧或砂粧。散體粧的缺點(diǎn)是單粧承載力較低，工后沉降大，容易出現(xiàn)不均勻沉降。
[0004]水泥粉煤灰碎石粧，即CFG粧，由碎石、石肩、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成粧機(jī)械制成的可變強(qiáng)度粧，通過調(diào)整水泥摻量及配比，使其強(qiáng)度等級在C15?C25之間可變。素混凝土粧是由水泥、碎石、石肩或砂加水拌和，用各種成粧機(jī)械制成的高粘結(jié)強(qiáng)度粧。CFG粧或素混凝土粧與粧間土一起形成復(fù)合地基，以改善天然地基的承載力性能。
[0005]CFG粧或素混凝土粧也存在眾多缺點(diǎn):單粧承載力低，不能做抗拔粧或承受較大的彎矩，還可能產(chǎn)生縮徑、斷粧、局部夾土和混凝土離析等質(zhì)量事故。同時(shí)由于CFG粧或素混凝土粧都是以水泥為膠結(jié)材料，通過水泥的水化反應(yīng)使粧體中的骨料形成整體，CFG粧或素混凝土粧成粧后，需要至少28天的養(yǎng)護(hù)期，粧體強(qiáng)度增長慢，給一些工期要求嚴(yán)格的工程帶來了不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種聚氨酯砂石粧，所述的粧有單粧承載力高、工后沉降小、抗彎能力強(qiáng)、施工快捷工期短、不會(huì)出現(xiàn)縮徑、斷粧質(zhì)量事故等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下的技術(shù)方案，簡述如下。一種聚氨酯砂石粧，垂直布置于建筑場地的地基中，以改善地基的承載力性能，含砂石骨料和膠結(jié)劑，砂石骨料填筑構(gòu)成所述的粧的粧體，膠結(jié)劑鑲嵌在所述的粧體的孔隙中，其特征在于，所述的膠結(jié)劑是聚氨酯泡沫，所述的砂石骨料與所述的聚氨酯泡沫膠結(jié)成腰鼓狀的所述的粧。
[0008]現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明上述的技術(shù)方案。一種聚氨酯砂石粧，垂直布置于建筑場地的地基70中，含砂石骨料10和膠結(jié)劑，砂石骨料10是級配碎石、塊石、卵石、角礫、圓礫、中砂、粗砂、建筑垃圾或由它們組成的混合料之一，在地基70中所成的粧孔80中填筑砂石骨料10，構(gòu)成粧體，所述的膠結(jié)劑鑲嵌在所述的粧體的砂石骨料10的孔隙中，其特征在于，所述的膠結(jié)劑是聚氨酯泡沫20，聚氨酯泡沫20是主鏈上含有重復(fù)的一HNCO — O—基團(tuán)的高聚物樹脂，聚氨酯泡沫20的密度和抗壓強(qiáng)度分別為100kg/m3?500kg/m 3和0.1MPa?50MPa，聚氨酯泡沫20與所述的粧體中的砂石骨料10膠結(jié)形成腰鼓狀的所述的粧，所述的粧的平均直徑、長度、密度、抗壓強(qiáng)度和彈性模量分別為20cm?200cm、2m?25m、500kg/m3?2500kg/m 3、1.0MPa ?100.0MPa 和 1MPa ?100MPa0
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，所述的粧還含豎向增強(qiáng)體30，豎向增強(qiáng)體30是土工格柵、土工網(wǎng)格、土工條帶、鐵管、銅管、鐵架、鋼架、不銹鋼架和鋼筋中的一種，豎向增強(qiáng)體30勻混在砂石骨料10中。
[0010]在地基70中成垂直于地面的粧孔，填筑砂石骨料，形成粧體，自下而上澆注聚氨酯反應(yīng)原料漿，由于液體的流動(dòng)性和注射壓力，聚氨酯反應(yīng)原料漿迅速流入粧體的砂石骨料的孔隙中和粧孔周圍的土體的孔隙中。加上聚氨酯反應(yīng)原料漿反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和聚氨酯泡沫，形成高達(dá)400kPa的膨脹壓力，迫使聚氨酯泡沫迅速充填砂石骨料的最細(xì)微的孔隙；聚氨酯泡沫快速固化時(shí)，使砂石骨料與聚氨酯膠結(jié)成腰鼓狀的所述的粧；粧周土受到擠壓，聚氨酯泡沫流入粧周土，聚氨酯泡沫固化時(shí)對土體產(chǎn)生擠密劈裂，使粧周土和粧體緊密嵌固。聚氨酯泡沫的膠結(jié)作用和對粧周土的擠密劈裂作用，大大提高了所述的粧的承載力，且成粧質(zhì)量高，即所述的粧的單粧承載力高和工后沉降小。此外，聚氨酯泡沫固化迅速，15min內(nèi)所述的粧的強(qiáng)度就可達(dá)到額定強(qiáng)度的90%，甚至超過，可以大大縮短工程工期，即施工快捷工期短。在砂石骨料中可加入豎向增強(qiáng)體，大幅提高所述的粧的抗彎能力，且杜絕了縮徑、斷粧質(zhì)量事故的發(fā)生，即抗彎能力強(qiáng)和不會(huì)出現(xiàn)縮徑、斷粧質(zhì)量事故。
[0011]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種建造所述的粧的施工工藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案?，F(xiàn)結(jié)合【附圖說明】該技術(shù)方案。一種建造所述的粧的施工工藝，其特征在于，包括以下施工步驟:
[0012]步驟一地基70中成粧孔80
[0013]在地基70中成垂直于地面的粧孔80，粧孔80的直徑和深度分別為20cm?200cm和2m?25m，成孔采用人工挖土成孔工藝、螺旋鉆機(jī)取土成孔工藝或旋挖鉆取土成孔工藝施行；
[0014]步驟二填料并預(yù)埋澆注管40
[0015]在粧孔80中填充砂石骨料10，預(yù)留澆注管40的位置，直到將澆注管40能直立于粧孔80的中心線，澆注管40的出漿口在粧孔80的底部；
[0016]步驟三分層填筑壓實(shí)砂石骨料10
[0017]分層填筑砂石骨料10，振動(dòng)密實(shí)，分層厚度介于2m?3m，分層填筑到比粧頂標(biāo)高高出40cm?60cm ；
[0018]步驟四澆注聚氨酯反應(yīng)原料漿
[0019]使用連接到儲(chǔ)存聚氨酯反應(yīng)原料漿單元60的氣動(dòng)雙液注漿泵50，進(jìn)行聚氨酯反應(yīng)原料漿澆注，可采用①邊提澆注管40邊澆注，注射槍通過步驟二中預(yù)埋的澆注管40將聚氨酯反應(yīng)原料漿注入澆注管40下端口處的砂石骨料10，并勻速提拉澆注管40，澆注量通過控制聚氨酯反應(yīng)原料漿注射速率控制，每澆注一段，停留一段時(shí)間，分段長度為50cm?100cm,聚氨酯反應(yīng)原料漿發(fā)生反應(yīng)，形成聚氨酯泡沫20，膨脹填充在砂石骨料10的孔隙中，固化后與砂石骨料10膠結(jié)為一體，重復(fù)以上澆注過程，直到砂石骨料10與聚氨酯泡沫20膠結(jié)形成所述的粧，停止注聚氨酯反應(yīng)原料漿，清洗氣動(dòng)雙液注漿泵50，或者②袖閥式澆注管40澆注，澆注管40是袖閥式澆注管，注射槍下到澆注管30下端口處的澆注位置，自下而上分段注射聚氨酯反應(yīng)原料漿，通過袖閥式的澆注管的管體上分段的閥門進(jìn)入砂石骨料10中，每澆注一段，停留一段時(shí)間，分段長度為50cm?100cm，聚氨酯反應(yīng)原料漿發(fā)生反應(yīng)，形成聚氨酯泡沫20，膨脹填充在砂石骨料10的孔隙中，固化后與砂石骨料10膠結(jié)為一體，重復(fù)以上澆注過程，直到砂石骨料10與聚氨酯泡沫20膠結(jié)形成所述的粧，停止注聚氨酯反應(yīng)原料漿，清洗氣動(dòng)雙液注漿泵50，所述的聚氨酯反應(yīng)原料漿由A組分和B組分按照重量比1:0.1?1:10通過雙液氣動(dòng)注漿泵50注射混合，其中，A組分包括一種或多種氰酸酯a，氰酸酯a可由通式R(NCO)n表示，其中R表示含2?18個(gè)碳原子的脂肪族烴基、含6?15個(gè)碳原子的芳烴基、含8?15個(gè)碳原子芳脂族烴基，η = 2?4，所述的B組分包括多元醇b、擴(kuò)鏈劑C、發(fā)泡劑d和催化劑e，多元醇b是一種多元醇或多種多元醇的混合物，平均分子量為100?10000，官能度為2?10，擴(kuò)鏈劑c為一種或多種擴(kuò)鏈劑的混合物，是分子量小于800的含活潑氫原子化合物，發(fā)泡劑d選用水、鹵代烴、烴類化合物或氣體，用量為b和c重量的0.3%?15.0%，催化劑e為胺類催化劑、有機(jī)金屬催化劑、或它們的混合物，用量為b和c的重量0.001%?10.0%，在-10°C?100°C下，所述的A組分和B組分混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成物固化成聚氨酯泡沫20，聚氨酯泡沫20是主鏈上含有重復(fù)的一