專利名稱：勁芯深層噴射攪拌樁的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于建筑工程地基處理及基礎工程技術領域，特別適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉上、素填土等松軟地基的噴射攪拌樁結構的改進。
背景技術：
目前用于地基加固的混凝土灌注樁雖具有較高的樁身強度，但是以利用樁側摩阻力為主的軟土地區(qū)，如果樁不太長，其樁身強度不能充分發(fā)揮，造成材料強度浪費，使得工程造價提高。資料顯示，當混凝上灌注樁樁長小于20米時，樁的承載能力僅僅使用了樁身混凝土材料本身能提供承載力的50％甚至更低(即當混凝土樁破壞時，其樁身材料強度只發(fā)揮了50％或更低。)。
在處理軟土地基時，水泥土樁和混凝土灌注樁表現(xiàn)出兩種不同的破壞模式樁身強度破壞和樁周土破壞。水泥土樁由于樁身強度低使荷載不能有效傳遞到樁身下部，當樁頂水泥上被壓壞時，樁全長范圍的樁側摩阻力遠遠沒有發(fā)揮出來，而混凝土灌注樁具有較高的材料強度，但其極限摩阻力小于水泥土極限摩阻力，在工程中通常發(fā)生混凝土灌注樁刺如破壞，即混凝土灌注樁與樁周上發(fā)生滑移，而樁體材料強度還遠遠沒有發(fā)揮出來。通過以上材料我們可以得知，這兩種樁都是由于樁身強度和樁側摩阻力不匹配，造成承載力低或樁身強度浪費。
深層攪拌法和高壓噴射注漿法是目前行之有效、且應用很普遍的兩種地基處理方法，在這兩種傳統(tǒng)的地基處理技術的基礎上，把機械攪拌和噴射攪拌結合起來，形成了一種“內(nèi)攪外噴”的新技術，稱為深層噴射攪拌法。深層噴射攪拌樁使其樁體承載力有了較大的提高。但是，這種深層噴射攪拌法的樁身強度仍然局限在10Mpa以下，雖然它的樁身強度較深層攪拌樁有了大幅提高，但它和混凝土強度比起來還是相差甚遠，故仍然存在樁身強度低的缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的就是充分利用混凝土樁的樁身材料強度和深層噴射攪拌樁的樁側摩阻力，使得兩者的各自優(yōu)勢得到充分的發(fā)揮，進而實現(xiàn)混凝土樁與深層噴射攪拌樁的完美組合。
本實用新型勁芯深層噴射攪拌樁，包括攪拌樁樁身，其特征是該攪拌樁樁身由外圍樁及其內(nèi)部的勁芯兩部分構成，外圍樁既可制成等截面外圍樁，也可制成竹節(jié)型變截面外圍樁。勁芯可以是混凝土樁、鋼管樁和工字形鋼樁，其中混凝土樁可以采用混凝土預制樁、沉管灌注樁和長螺旋取土灌注樁，樁體截面形式可以是圓形、方形、環(huán)形，樁體可采用圓柱形結構或楔形結構，樁身縱向布有凹槽或水平向布有橫肋。
對于現(xiàn)澆混凝土樁勁芯可以在其上設置夯擴部位，包括樁身位置夯擴部位和樁端位置夯擴部位。
發(fā)明的優(yōu)點及效果1、該勁芯深層噴射攪拌樁樁身材料強度可以達到2～8MPa。2、勁芯深層噴射攪拌樁同傳統(tǒng)的深層攪拌樁和高壓旋噴樁相比，它既克服了深層攪拌樁正常樁長5m～7m和正常摻入比15％情況下，軟上中樁體無側限抗壓強度僅能達到1.5MPa左右，形成樁身強度決定樁體承載力的不合理模式，又避免了高壓旋噴樁所需要的較大切割能量。3、本新型外圍樁的樁徑可以根據(jù)土層具體情況，由調(diào)整灌漿壓力來控制其樁徑大小，這樣形成的外圍樁就和傳統(tǒng)的深層攪拌樁在形式上完全不一樣，是一種變截面樁。通過多次改變截面可增加樁體的端承面積和局部的樁側面積，以增加土對樁的支承阻力。4、加入勁芯不僅可提高樁體樁身強度，還可確保樁體破壞發(fā)生在樁側而不是樁身，提高樁體承載力；其次擠密樁間土，提高樁間土承載力；確保樁身質(zhì)量，克服深層攪拌樁或高壓旋噴樁在成樁過程造成的斷樁或局部缺陷而行成的不合格樁，對于本新型樁，即使出現(xiàn)上述問題，通過勁芯的插入可使不連續(xù)的樁形成連續(xù)穩(wěn)定的樁體，同時承載力得到較大的提高。
圖1、勁芯為現(xiàn)澆混凝土沉管灌注樁時的噴射攪拌樁示意圖；圖2、勁芯為混凝土夯擴樁時的噴射攪拌樁示意圖；圖3、勁芯為鋼管管樁時的噴射攪拌樁示意圖；圖4、勁芯為混凝土預制樁時的噴射攪拌樁示意圖。
圖中，1為勁芯深層噴射攪拌樁的外圍樁，2為勁芯深層噴射攪拌樁的勁芯(混凝土樁、鋼管管樁)。
具體實施方式
實施例1圖1中所示的混凝土樁為現(xiàn)澆混凝上沉管灌注樁——首先，采用深層噴射攪拌樁法、或高壓旋噴樁法(或深層攪拌樁法)制作外圍樁；——在外圍樁成樁以后，樁體固化材料凝結以前，采用現(xiàn)澆混凝土沉管灌注樁法將勁芯(混凝土樁)植入到外圍樁中，待固化材料凝固以后，由外圍樁與勁芯共同承受上部荷載。(所述勁芯可以是混凝土樁、鋼管樁和工字形鋼樁，其中混凝土樁可以采用混凝土預制樁、沉管灌注樁和長螺旋取土灌注樁，樁體截面形式可以是圓形、方形、環(huán)形，樁體可采用圓柱形結構或楔形結構，且在樁體縱向設置凹槽或在水平向設置橫肋。本例為現(xiàn)澆混凝土沉管灌注樁。)外圍樁樁徑大小可通過調(diào)整灌漿壓力來控制，根據(jù)土層具體情況外圍樁即可制成等截面樁，也可制成如圖1所示竹節(jié)型變截面樁。
外圍樁樁體材料可以用水泥土、石灰土或其他固化土。
實施例2圖2中所示的混凝土樁為混凝土夯擴樁，對于現(xiàn)澆混凝土樁可以在樁身指定位置進行夯擴，包括樁身位置夯擴和樁端位置夯擴(如圖2所示)，其余同例1。
實施例3圖3中所示的鋼管管樁，本例中勁芯選鋼管管樁(也可選用工字形鋼樁等)，其余同例1。
實施例4圖4中所示，本例混凝土樁為混凝土預制樁，在混凝土預制樁樁身縱向均勻布有凹槽(或水平橫肋)，以增加混凝土芯樁與水泥土之間的接觸面積，其余同例1。
權利要求1.一種勁芯深層噴射攪拌樁，包括攪拌樁樁身，其特征是該攪拌樁樁身由外圍樁及其內(nèi)部的勁芯兩部分構成，外圍樁既可制成等截面外圍樁，也可制成竹節(jié)型變截面外圍樁。
2.根據(jù)權利要求1所述的勁芯深層噴射攪拌樁，其特征是所述勁芯可以是混凝土樁、鋼管樁和工字形鋼樁，其中混凝土樁可以采用混凝土預制樁、沉管灌注樁和長螺旋取土灌注樁，樁體截面形式可以是圓形、方形、環(huán)形，樁體可采用圓柱形結構或楔形結構，且在樁體縱向設置凹槽或在水平向設置橫肋。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的勁芯深層噴射攪拌樁，其特征是對于現(xiàn)澆混凝土樁勁芯可以在其上設置夯擴部位，包括樁身位置夯擴部位和樁端位置夯擴部位。
專利摘要勁芯深層噴射攪拌樁，該攪拌樁樁身由外圍樁及其內(nèi)部的勁芯兩部分構成，外圍樁與勁芯共同承受上部荷載。該樁樁身質(zhì)量穩(wěn)定易于控制，在軟土地基中提高單樁承載力，降低工程造價，其樁身材料強度可以達到2～8MPa。外圍樁可通過調(diào)整灌漿壓力來控制其樁徑大小，形成一種變截面樁。通過多次改變截面可增加樁體的端承面積和局部的樁側面積，以增加土對樁的支承阻力。加入勁芯不僅可提高樁體樁身強度，還可確保樁體破壞發(fā)生在樁側而不是樁身，提高樁體承載力；其次擠密樁間土，提高樁間土承載力；確保樁身質(zhì)量，克服深層攪拌樁或高壓旋噴樁在成樁過程造成的斷樁或局部缺陷而行成的不合格樁，對于本新型樁，即使出現(xiàn)上述問題，通過勁芯的插入可使不連續(xù)的樁形成連續(xù)穩(wěn)定的樁體，同時承載力得到較大的提高。
文檔編號E02D5/34GK2617821SQ03244350
公開日2004年5月26日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權日2003年4月29日
發(fā)明者張振, 李廣智, 閻海新 申請人:天津市水利科學研究所