專利名稱：預置勁芯夯實水泥土樁及其施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水泥土樁及其施工方法，尤其是預置勁芯夯實水泥土樁及其施工方法，適用于土木工程-地基基礎領域。
背景技術：
現有技術中的“夯實水泥土樁”，它是將水泥和土按一定比例拌合后，在樁孔內分層填料夯實成樁。其單樁承載力由兩個條件決定一是樁周土的側阻力和樁端土的端阻力，二是樁承受的荷載要保證樁體安全；單樁承載力取以上兩個條件中的低值。由于夯實水泥土樁樁身材料強度低，決定夯實水泥土樁最大單樁承載力不會超過保證樁身安全時樁所能承受的最大荷載，因此，當夯實水泥土樁的樁長達到其最大單樁承載力時，再加大夯實水泥土樁樁長也不會提高其單樁承載力。另外，夯實水泥土樁由于樁身材料為水泥土材料，而水泥土材料與混凝土材料相比，其彈性模量低，所以夯實水泥土樁受荷時樁身有一定量的壓縮變形，該變形比混凝土樁變形大。由于夯實水泥土樁具有低單樁承載力和大樁體變形的缺點，限制了夯實水泥土樁的應用范圍。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種單樁承載力大且樁體變形小的預置勁芯夯實水泥土樁。本發(fā)明所要解決的另一技術問題是，提供一種單樁承載力大且樁體變形小的預置勁芯夯實水泥土樁施工方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的預置勁芯夯實水泥土樁，包括夯實水泥土樁和預置勁芯。所述夯實水泥土樁樁體內設置有勁芯樁，所述勁芯樁的樁長大于或等于預置勁芯夯實水泥土樁長的三分之二。
所述的勁芯樁樁頂面積大于或等于預置所述勁芯夯實水泥土樁樁頂面積的20％。
所述的勁芯樁為預制樁，樁截面為圓形、環(huán)形或方形。
所述的勁芯樁樁體的材料為素混凝土或鋼筋混凝土。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的預置勁芯夯實水泥土樁的施工方法，包括以下步驟
(a)成孔采用夯實水泥土樁常規(guī)工藝成孔；(b)施工勁芯樁樁端以下樁身按常規(guī)夯實水泥土樁工藝施工勁性樁樁端以下夯實水泥土樁；(c)放置勁性樁將孔口夯機移位，在樁孔內放置勁芯樁；(d)預置夯實勁芯樁周圍的水泥土樁環(huán)將孔口夯機復位，使用中空夯錘施工，按常規(guī)夯實水泥土樁要求完成勁芯樁樁長范圍內夯實水泥土樁環(huán)的施工；(e)設備移位，施工下一根樁。
所述勁芯樁在所述樁孔內居中、垂直。
所述(d)步驟的中空夯錘的中空尺寸比勁芯樁最大樁徑大50mm。
與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果由于勁芯樁樁體的材料為素混凝土或鋼筋混凝土，勁芯樁嵌入預置勁芯夯實水泥土樁樁體內一定長度，單樁承載力可提高30％以上，造價節(jié)約20％以上，該樁型單樁承載力高、樁身變形小、施工方便、造價低廉、無污染、無噪音，具有明顯的經濟效益和社會效益。
圖1本發(fā)明的預置勁芯夯實水泥土樁的示意圖。
附圖標記1.勁芯樁，2.夯實水泥土樁。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明作詳細描述。
圖1為預置勁芯夯實水泥土樁，該圖表示出了預置勁芯夯實水泥土樁的構造，反映了預置勁芯夯實水泥土樁是由夯實水泥土樁和勁芯樁組成，勁性樁位于夯實水泥土樁樁芯。
如圖1所示，本發(fā)明的預置勁芯夯實水泥土樁，包括夯實水泥土樁。夯實水泥土樁樁體內設置有勁芯樁，勁芯樁的樁長大于或等于預置勁芯夯實水泥土樁長的三分之二。勁芯樁樁頂面積大于或等于預置所述勁芯夯實水泥土樁樁頂面積的20％。勁芯樁為預制樁，樁截面為圓形、環(huán)形或方形。勁芯樁樁體的材料為素混凝土或鋼筋混凝土。
在圖1實施例中，通過成樁機具在地基中制作夯實水泥土樁2，當夯實水泥土樁2的夯實高度達到勁芯樁1的樁底設計標高時，將勁芯樁1放置在夯實水泥土樁2的樁孔內，用夯錘夯實水泥土拌合料，自下而上，直至樁頂，完成預置勁芯夯實水泥土樁的制作。
本發(fā)明的單樁承載力特征值的確定
根據樁頂荷載和建筑場地的巖土工程勘察資料，按國家規(guī)范或地方規(guī)程初步確定夯實水泥土樁的樁徑和樁距，用下面公式確定單樁承載力特征值RaRa＝qpaAp+up∑qsiali式中Ra-單樁豎向承載力特值；qpa，qsia-夯實水泥土樁樁端端阻力、樁側阻力特征值，由當地靜載試驗結果統(tǒng)計分析算得；Ap-夯實水泥土樁樁底端橫截面面積；up-夯實水泥土樁樁身周邊長度；li-第i層巖土的厚度。
由以上公式計算后可得到預置勁芯夯實水泥土樁的樁長L，即L＝∑li。
勁芯樁的樁長不小于預置勁芯夯實水泥土樁長L的三分之二，勁芯樁樁頂面積不小于預置勁芯夯實水泥土樁樁頂面積的20％。
勁芯樁樁身混凝土強度應滿足樁的承載力設計要求，樁身強度應附合下式要求Q≤0.75Apfc式中fc-混凝土軸心抗壓強度設計值；按現行《混凝土結構設計規(guī)范》取值；Q-相應于荷載效應基本組合時的單樁豎向力設計值；Ap-樁身橫截面積。
本發(fā)明的勁芯樁的樁型勁芯樁為預制樁，樁截面為圓形、環(huán)形或方形，樁體材料為素混凝土或鋼筋混凝土。
本發(fā)明的施工方法預置勁芯夯實水泥土樁的工藝流程為預制勁芯樁、成孔、用實芯夯錘夯實水泥土樁、放置預制勁芯樁、用空芯夯錘夯實勁芯樁周圍的水泥土樁環(huán)至孔口、成樁完畢。具體施工步驟為(a)成孔采用夯實水泥土樁常規(guī)工藝成孔；(b)施工勁芯樁樁端以下樁身按常規(guī)夯實水泥土樁工藝施工勁性樁樁端以下夯實水泥土樁；(c)放置勁性樁將孔口夯機移位，在樁孔內放置勁芯樁，保證勁芯樁在樁孔內居中、垂直。
(d)預置夯實勁芯樁周圍的水泥土樁環(huán)將孔口夯機復位，換中空夯錘(中空尺寸比勁芯樁最大樁徑大50mm)，按常規(guī)夯實水泥土樁要求完成勁芯樁樁長范圍內夯實水泥土樁環(huán)的施工。
(e)設備移位，施工下一根樁。
本發(fā)明的預置勁芯夯實水泥土樁檢測預置勁芯夯實水泥土樁用于樁基礎或復合地基時，其檢測方法執(zhí)行樁基或復合地基領域內國家現行規(guī)范或地方規(guī)程。
本發(fā)明的有益效果(1)單樁承載力可提高30％以上；(2)造價節(jié)約20％以上；(3)該樁型單樁承載力高、樁身變形小、施工方便、造價低廉、無污染、無噪音，具有明顯的經濟效益和社會效益。
權利要求
1.一種預置勁芯夯實水泥土樁，包括夯實水泥土樁，其特征是，所述夯實水泥土樁樁體內設置有勁芯樁，所述勁芯樁的樁長大于或等于預置勁芯夯實水泥土樁長的三分之二。
2.根據權利要求1所述的一種預置勁芯夯實水泥土樁，其特征是，所述的勁芯樁樁頂面積大于或等于預置所述勁芯夯實水泥土樁樁頂面積的20％。
3.根據權利要求1所述的一種預置勁芯夯實水泥土樁，其特征是，所述的勁芯樁為預制樁，樁截面為圓形、環(huán)形或方形。
4.根據權利要求1所述的一種預置勁芯夯實水泥土樁，其特征是，所述的勁芯樁樁體的材料為素混凝土或鋼筋混凝土。
5.一種預置勁芯夯實水泥土樁的施工方法，其特征是，包括以下步驟(a)成孔采用夯實水泥土樁常規(guī)工藝成孔；(b)施工勁芯樁樁端以下樁身按常規(guī)夯實水泥土樁工藝施工勁性樁樁端以下夯實水泥土樁；(c)放置勁性樁將孔口夯機移位，在樁孔內放置勁芯樁；(d)夯實勁芯樁周圍的水泥土樁環(huán)將孔口夯機復位，使用中空夯錘施工，按常規(guī)夯實水泥土樁要求完成勁芯樁樁長范圍內夯實水泥土樁環(huán)的施工；(e)設備移位，施工下一根樁。
6.根據權利要求5所述的一種預置勁芯夯實水泥土樁的施工方法，其特征是，所述勁芯樁在所述樁孔內居中、垂直。
7.根據權利要求5所述的一種預置勁芯夯實水泥土樁的施工方法，其特征是，所述(d)步驟的中空夯錘的中空尺寸比勁芯樁最大樁徑大50mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預置勁芯夯實水泥土樁及其施工方法，適用于土木工程－地基基礎領域。預置勁芯夯實水泥土樁包括夯實水泥土樁。夯實水泥土樁樁體內設置有勁芯樁，勁芯樁的樁長大于或等于預置勁芯夯實水泥土樁長的三分之二。勁芯樁樁體的材料為素混凝土或鋼筋混凝土。施工方法包括預制勁芯樁、成孔、用實芯夯錘夯實水泥土樁、放置預制勁芯樁、用空芯夯錘夯實勁芯樁周圍的水泥土樁環(huán)至孔口、成樁等步驟。由于勁芯樁樁體的材料為素混凝土或鋼筋混凝土，勁芯樁嵌入預置勁芯夯實水泥土樁樁體內一定長度，施工方法單樁承載力可提高30％以上，造價節(jié)約20％以上，該樁型單樁承載力高、樁身變形小、施工方便、造價低廉、無污染、無噪音，具有明顯的經濟效益和社會效益。
文檔編號E02D5/22GK1619064SQ200410093879
公開日2005年5月25日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權日2004年12月9日
發(fā)明者鄭剛, 劉冬林, 顧曉魯, 劉暢 申請人:天津大學