專(zhuān)利名稱(chēng)：一種預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑物或道路、場(chǎng)地及其它類(lèi)似構(gòu)筑物修建時(shí)的地基加固方法，尤其
是軟土或松軟土地基加固的預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法。
背景技術(shù)：
在軟土或松軟土地基上修建建筑物或填筑路堤、場(chǎng)地時(shí)，往往需要作地基加固，由
半剛性的樁與樁間土構(gòu)成復(fù)合地基是一種常用的方法。在這類(lèi)方法中，典型的有如下幾 種 (1) CFG樁加固，其做法是在地基中通過(guò)機(jī)械成孔，然后在孔內(nèi)加入水泥、粉煤灰和 碎石混合料，經(jīng)固化形成樁體，從而實(shí)現(xiàn)地基加固。該方法的地層適應(yīng)性強(qiáng)，與混凝土灌注 樁相比，由于加入的水泥較少，并采用粉煤灰材料，樁體強(qiáng)度和剛度有所降低，但與攪拌樁 相比，與地層的變形協(xié)調(diào)能力和經(jīng)濟(jì)性仍然較差。 (2)攪拌樁加固，其做法是通過(guò)機(jī)械葉片攪拌地基土，使其同外加的純水泥漿、純 水泥粉等固化劑混合均勻凝結(jié)形成樁體來(lái)加固地基。由于樁體采用地基自身的材料，成本 較低，但地層適應(yīng)性差，樁體強(qiáng)度較低，一般為l-1.3MPa左右。在地層較差的淤泥質(zhì)土、淤 泥地段經(jīng)常不成樁，從而限制了攪拌樁的應(yīng)用。 (3)砂漿攪拌樁加固，影響攪拌樁樁體強(qiáng)度的因素有多種，其中，地基土中粗顆粒 含量的多少是影響攪拌樁樁體強(qiáng)度的因素之一，當(dāng)?shù)鼗链诸w粒含量較高時(shí)，攪拌樁樁體 強(qiáng)度也較高。因此，在粗顆粒含量非常少的軟弱地基中加入一定量的粗顆粒，能夠顯著的提 高攪拌樁樁體強(qiáng)度。砂漿攪拌樁就是基于增加地基土中粗顆粒含量而應(yīng)用的新技術(shù)，其做 法是在攪拌樁用純水泥漿中添加粉細(xì)砂使之成為水泥砂漿，通過(guò)泵送并利用機(jī)械葉片攪拌 使水泥砂漿與地基土攪拌均勻成樁，砂漿攪拌樁可有效提高樁體強(qiáng)度，但要保證砂漿的可 泵送以及與地基土拌合的均勻性，水泥砂漿必須有一定的流動(dòng)性，摻砂量十分有限， 一般只 能達(dá)到水泥摻量的50 % ，沒(méi)能根本解決問(wèn)題。 (4)旋噴樁加固，其做法是通過(guò)高壓流體切割地基土體并經(jīng)機(jī)械帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使土體 同外加的固化劑混合均勻凝結(jié)形成樁體來(lái)加固地基。其特點(diǎn)同攪拌樁類(lèi)似，實(shí)際操作中反 漿現(xiàn)象嚴(yán)重，造成浪費(fèi)，成本相對(duì)較高。 以上方法的主要問(wèn)題是樁體強(qiáng)度和剛度過(guò)高，與地基土的變形不協(xié)調(diào)，不但存在 工程安全隱患，同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)，或者是樁體強(qiáng)度和剛度過(guò)低，成樁不好，質(zhì)量難以控制，地層 適應(yīng)性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種低成本、 高可靠度、易于調(diào)整控制、適應(yīng)性廣、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的預(yù)加骨料攪拌樁的地基處理方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種預(yù)加骨料攪拌樁的地基 加固方法，適用于軟土或松軟土地基，包括以下步驟首先通過(guò)機(jī)械向地基中灌入砂類(lèi)骨料形成砂樁，然后再通過(guò)機(jī)械葉片對(duì)砂樁及其周邊地基土進(jìn)行攪拌，同時(shí)加入固化劑，使地基土、砂類(lèi)骨料和固化劑混合均勻形成樁體來(lái)加固地基，并且樁與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基。
通過(guò)振動(dòng)、錘擊、沖擊、靜壓或螺旋輸送中的一種或幾種工藝方法的組合向地基中
灌入砂類(lèi)骨料形成砂樁。 摻砂量根據(jù)需要任意添加，添加量達(dá)到土重的15%以上。 所述固化劑包括漿狀和粉狀的水泥或石灰中的一種或兩種組合。 所述固化劑還包括粉煤灰。 所述固化劑中添加有減水劑、早強(qiáng)劑。 所述砂類(lèi)骨料是砂、碎石中的一種或兩種組合形成的粗細(xì)骨料。 本發(fā)明的有益效果是以向地基中加入砂類(lèi)骨料為目的，可大幅度提高和控制加
入砂的配合比，保證成樁的強(qiáng)度、質(zhì)量和適宜的剛度，加砂量可根據(jù)設(shè)計(jì)所需要的樁體強(qiáng)度
靈活調(diào)整，可以通過(guò)振動(dòng)、錘擊、沖擊、靜壓、螺旋輸送等機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)。同現(xiàn)有類(lèi)似技術(shù)相
比，預(yù)加骨料攪拌樁與地層的協(xié)調(diào)變形能力和經(jīng)濟(jì)性要好于灌注樁和CFG樁；而樁體強(qiáng)度、
地層適應(yīng)性、樁體質(zhì)量及配合比的控制要明顯好于攪拌樁、旋噴樁等地基處理方法，與目前
的砂漿攪拌樁工藝相比，加砂量可以根據(jù)設(shè)計(jì)所需要的樁體強(qiáng)度自由控制，加砂量可大幅
度增加，從根本上解決了攪拌樁和旋噴樁存在的技術(shù)問(wèn)題，是一種低成本、高可靠度、易于
調(diào)整控制、適應(yīng)性廣、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的地基處理方法。


圖1是本發(fā)明預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的地基加固方法，適用于軟土或松軟土地基，該方法首先通過(guò)機(jī)械向地基中灌入砂類(lèi)骨料形成砂樁，然后再通過(guò)機(jī)械葉片對(duì)砂樁及其周邊地基土進(jìn)行攪拌，同時(shí)加入固化劑，使地基土、砂類(lèi)骨料和固化劑混合均勻形成樁體來(lái)加固地基，樁與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基，達(dá)到加固軟弱地基的目的。事先在地基中加入砂類(lèi)骨料，可大幅度提高和控制樁體的摻砂量，保證成樁的強(qiáng)度、質(zhì)量和適宜的剛度，是一種低成本、高可靠度、易于調(diào)整控制、適應(yīng)性廣、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的地基加固方法。具體包括如下步驟 A:依據(jù)設(shè)計(jì)樁體強(qiáng)度和剛度要求，根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)確定樁體中地基土、砂類(lèi)骨料和固化劑的配合比，并根據(jù)配比計(jì)算確定地基中的加砂量和砂樁直徑。 B :在地基中，通過(guò)振動(dòng)、錘擊、沖擊、靜壓、螺旋輸送等機(jī)械方法形成砂樁，砂樁直徑根據(jù)加砂量確定。
C :通過(guò)機(jī)械葉片對(duì)砂樁及其周邊地基土進(jìn)行攪拌，同時(shí)加入漿狀和粉狀固化劑，使地基土和砂混合均勻凝結(jié)形成樁體。由樁和樁間土構(gòu)成復(fù)合地基，達(dá)到加固地基的目的。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明
實(shí)施例1 某客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)工程車(chē)站到發(fā)線(xiàn)預(yù)加骨料攪拌樁工點(diǎn)，地層巖性為雜填土，褐黃色，稍密，稍濕。淤泥質(zhì)黏土，褐黃色，流塑。黏土，褐黃色，軟塑。粉土，褐灰色，密實(shí)，稍濕。淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，褐灰色，流塑。淤泥質(zhì)黏土，褐灰色，流塑。粉質(zhì)黏土，褐灰色，硬塑。
4
由于客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)對(duì)路基工后沉降的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，在選擇地基處理方案時(shí)，對(duì)CFG樁加 固、攪拌樁加固、旋噴樁進(jìn)行了對(duì)比CFG樁加固地層適應(yīng)性強(qiáng)樁體強(qiáng)度和剛度較高，但與 攪拌樁相比，與地層的變形協(xié)調(diào)能力和經(jīng)濟(jì)性較差；攪拌樁加固由于樁體采用地基自身的 材料，成本較低，但地層適應(yīng)性差，樁體強(qiáng)度較低，一般I-I. 3Mpa左右，在地層較差的淤泥 質(zhì)土、淤泥地段經(jīng)常不成樁；砂漿攪拌樁為了保證砂漿的可泵送性以及與地基土拌合的均 勻性，水泥砂漿必須有一定的流動(dòng)性，摻砂量十分有限， 一般只能達(dá)到水泥摻量的50 % ，強(qiáng) 度有所提高，但不十分明顯，沒(méi)能根本解決問(wèn)題；旋噴樁加固其特點(diǎn)同攪拌樁類(lèi)似，但成本 相對(duì)較高。因此采用首先通過(guò)機(jī)械向地基中灌入砂類(lèi)骨料形成砂樁，然后再通過(guò)機(jī)械葉片 對(duì)砂樁及其周邊地基土進(jìn)行攪拌，同時(shí)加入固化劑，使地基土和砂混合均勻凝結(jié)形成樁體 來(lái)加固地基的預(yù)加骨料攪拌樁，在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上滿(mǎn)足項(xiàng)目的技術(shù)要求。
預(yù)加骨料攪拌樁樁長(zhǎng)為18米，直徑為0.5m，根據(jù)室內(nèi)配比試驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)所需要 的樁體強(qiáng)度時(shí)的摻砂量為土重的15%，水泥摻量為土重的18%。 施工時(shí)首先施工砂樁，砂樁施工采用了常用的振動(dòng)沉管砂樁設(shè)備及工藝，沉管直 徑180mm，砂為細(xì)中砂，采用水泥攪拌樁機(jī)械及工藝，對(duì)砂樁及樁周土進(jìn)行攪拌，固化劑為 325號(hào)普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為0. 6 : 1。具體實(shí)施步驟如圖1 :首先通過(guò)振動(dòng)沉管 至設(shè)計(jì)深度(a);向沉管內(nèi)灌砂并振動(dòng)提管至地面成砂樁(b);攪拌樁機(jī)就位，對(duì)準(zhǔn)已成砂 樁(c);攪拌樁機(jī)攪拌已成砂樁及樁周土 (d);預(yù)加骨料攪拌樁成樁完畢(e)。成樁28天后 經(jīng)取芯進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，強(qiáng)度為4. 5MPa，比一般的純水泥攪拌樁樁體強(qiáng)度高3-4 倍。 實(shí)施例2 某線(xiàn)路所處地貌以濱海平原為主，地層主要為第四系濱海相、海陸交互相的粘性 土、粉土組成。粉質(zhì)粘土 黃褐色，呈軟塑狀態(tài)，局部為流塑狀態(tài)；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 灰色及 粉質(zhì)粘土，呈流塑狀態(tài)；粉質(zhì)粘土 灰黃色，呈可塑 硬塑狀態(tài)。 設(shè)計(jì)預(yù)加骨料攪拌樁樁長(zhǎng)為12米，直徑為0.5m，根據(jù)室內(nèi)配比試驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)所 需要的樁體強(qiáng)度時(shí)的摻砂量為土重的20%，水泥摻量為土重的22%。 施工時(shí)，砂樁施工采用沖擊法成樁設(shè)備及工藝，管徑200mm，砂為細(xì)中砂，砂樁施 工完后，采用水泥攪拌樁機(jī)械及工藝，對(duì)砂樁進(jìn)行二次攪拌，固化劑為325號(hào)礦渣硅酸鹽水 泥，水泥漿水灰比為0. 55 : l，成樁28天樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為5. 8MPa。
實(shí)施例3 某工程地基為粉質(zhì)粘土 灰、褐灰色，粘性強(qiáng)；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，夾薄層淤泥、淤 泥質(zhì)粘土 ；粉質(zhì)粘土，灰、褐灰色，軟塑 流塑，有腥味。 設(shè)計(jì)預(yù)加骨料攪拌樁樁長(zhǎng)為15米，直徑為0. 5m，設(shè)計(jì)摻砂量為土重的18% ，水泥 摻量為土重的20%。 施工時(shí)，砂樁施工采用錘擊法成樁設(shè)備及工藝，管徑200mm，砂為細(xì)中砂，固化劑 為325號(hào)普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為0.65 : 1，成樁28天樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為 5. 2MPa。 當(dāng)然，本發(fā)明可以通過(guò)振動(dòng)、錘擊、沖擊、靜壓或螺旋輸送中的一種或幾種工藝方 法的組合向地基中灌入砂類(lèi)骨料形成砂樁。摻砂量根據(jù)需要任意添加，添加量達(dá)到土重的 15%以上。所述固化劑包括漿狀和粉狀的水泥或石灰中的一種或兩種組合。所述固化劑還包括粉煤灰。所述固化劑中添加有減水劑、早強(qiáng)劑。所述砂類(lèi)骨料是砂、碎石中的一種或兩種組合形成的粗細(xì)骨料。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法，適用于軟土或松軟土地基，包括以下步驟首先通過(guò)機(jī)械向地基中灌入砂類(lèi)骨料形成砂樁，然后再通過(guò)機(jī)械葉片對(duì)砂樁及其周邊地基土進(jìn)行攪拌，同時(shí)加入固化劑，使地基土、砂類(lèi)骨料和固化劑混合均勻形成樁體來(lái)加固地基，并且樁與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法，其特征在于，通過(guò)振動(dòng)、錘擊、沖擊、靜壓或螺旋輸送中的一種或幾種工藝方法的組合向地基中灌入砂類(lèi)骨料形成砂樁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法，其特征在于，摻砂量根據(jù)需要任意添加，添加量達(dá)到土重的15%以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法，其特征在于，所述固化劑包括漿狀和粉狀的水泥或石灰中的一種或兩種組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法，其特征在于，所述固化劑還包括粉煤灰。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法，其特征在于，所述固化劑中添加有減水劑、早強(qiáng)劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法，其特征在于，所述砂類(lèi)骨料是砂、碎石中的一種或兩種組合形成的粗細(xì)骨料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種預(yù)加骨料攪拌樁的地基加固方法，適用于軟土或松軟土地基，首先通過(guò)機(jī)械向地基中灌入砂類(lèi)骨料形成砂樁，然后再通過(guò)機(jī)械葉片對(duì)砂樁及其周邊地基土進(jìn)行攪拌，同時(shí)加入固化劑，使地基土和砂類(lèi)骨料混合均勻凝結(jié)形成樁體來(lái)加固地基，樁與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基，達(dá)到加固軟弱地基的目的。事先在地基中加入砂類(lèi)骨料，可大幅度提高和控制加入砂的配合比，保證成樁的強(qiáng)度、質(zhì)量和適宜的剛度，是一種低成本、高可靠度、易于調(diào)整控制、適應(yīng)性廣、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的地基處理方法。
文檔編號(hào)E02D5/46GK101793021SQ20101012841
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者徐常晟, 徐玉杰, 武振亞, 武永新, 祁鵬宇, 陳宜 申請(qǐng)人:徐玉杰