CN106638579A - 一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩的施工方法 - Google Patents

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郑长杰
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    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
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Abstract

本发明公开一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩的施工方法。桩体外周为浆固散体材料桩，桩体中心为小直径注浆管，膨胀砂浆通过注浆管进入散体材料；外周散体材料通过膨胀水泥砂浆胶结凝固成整体；同时膨胀水泥砂浆在注浆压力作用下进入珊瑚砂地基，可改善其性质；膨胀水泥砂浆灌注桩成桩后，桩体膨胀，使得桩周土体挤密，改善桩周土的性质，提高其强度。本发明施工工艺清晰，施工速度快，成桩效果好，承载力高，造价低，且充分利用钙质砂的地质资源、保护环境，节能环保。对南海大面积的珊瑚砂地基的围海造陆工作有积极作用，可较好解决钙质砂地基上成桩等问题，从而满足民用和军事等多种用途。

Description

一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩的施工方法
技术领域
本发明属于土木建筑工程技术领域，特别涉及一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩及其施工方法。
背景技术
在道路、港口、桥梁等工程施工中，桩基应用广泛。桩基础竖向承载力由桩侧摩阻力和桩端阻力两部分组成。如何提高单位材料强度利用率、在节省建筑材料用量的同时提高桩基承载力，是研究人员长期关注的重要课题之一。同时，随着南海问题的日趋突出，如何在南海特有的松散的珊瑚砂上进行围海造陆等人工建筑活动，也逐渐成为人们关注的热点。
钙质砂，又名珊瑚砂，是一种海洋生物遗骸形成的特殊介质，具有有机成分高，强度较低，容易破碎等特点。大量的试验和工程实例表明，基于常规地基材料的桩基础经验在钙质砂土中是不适用的，由于钙质砂在很小的应力下就会发生颗粒破碎，因此不论是打入桩还是灌注桩，都会扰动钙质砂地基土，导致桩周钙质砂颗粒破碎、应力松弛，成桩后桩侧摩阻力和桩端阻力都会弱化，使桩基承载力降低。例如，静压桩和锤击桩会导致钙质砂的大量破碎，进一步降低地基承载力。振动沉管灌注桩仅适用于软土地基。钻孔灌注桩较为合适，但仍然存在钙质砂破碎导致强度较低的问题。因此，如何在钙质砂地基上形成强度较高的桩已经成为海洋岩土领域一个重大的课题。
目前碎石桩、砂桩等散体材料桩是工程中常用的一种桩基类型，但散体材料桩本身的强度较低，只能承担较小的荷载。有很多种方法可提高桩体强度，例如使用膨胀水泥砂浆可以在成桩后使得桩的体积增大，从而充分利用桩的挤土效应，使得桩周土体挤密，可以进一步地提高桩的承载能力。所以，在现有成桩技术的基础上，考虑使用膨胀水泥砂浆会取得更好的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩及其施工方法。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)钻机就位于珊瑚砂地基上方，向珊瑚砂地基内钻孔至设计深度，形成桩孔；所述桩孔的孔壁不稳定时，采取护筒来护壁；
2)在所述桩孔内放入钢筋笼；
3)在桩孔的中心位置安放注浆管，所述注浆管的侧壁具有若干孔洞；
4)向桩孔内投入散体材料；
5)由注浆泵向注浆管注入膨胀水泥砂浆浆液；
6)膨胀水泥砂浆从注浆管的底部管口和孔洞注入桩孔中；膨胀水泥砂浆和步骤4)投入的散体材料胶结凝固成整体；
7)膨胀水泥砂浆灌注桩成桩后，桩体膨胀，形成珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩。
通过上述施工方法，形成一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩，其特征在于：桩体中心为注浆管，注浆管所在的桩孔中具有钢筋笼；膨胀水泥砂浆通过注浆管进入外周散体材料，所述外周散体材料通过膨胀砂水泥浆胶结凝固成整体，形成桩体外周的浆固散体材料桩；同时，膨胀水泥砂浆在注浆压力作用下进入珊瑚砂地基，形成浆液扩散区。
进一步，所述的注浆管外径为20～100mm，壁厚为5～10mm。
进一步，所述散体材料选自碎石、建筑砖瓦垃圾。
本发明的优点和效果在于：
该膨胀水泥砂浆注浆桩的散体材料在膨胀水泥砂浆的作用下和钢筋笼胶结成整体，可显著地提高强度；桩周土体因为膨胀水泥砂浆的注入和膨胀水泥砂浆注浆桩成桩后膨胀的挤密作用而提高强度，可显著改善地基的承载力；注浆管可根据需要选择长度，从而形成长桩。本发明是一种采用注浆管道并引入注浆技术加固散体材料的地基处理方法，成桩直径为500～1000mm，桩长可达35m以上。
本发明施工工艺清晰，施工速度快，成桩效果好，承载力高，造价低，且充分利用钙质砂的地质资源、保护环境，节能环保。对南海大面积的珊瑚砂地基的围海造陆工作有积极作用，可较好解决钙质砂地基上成桩等问题，从而满足民用和军事等多种用途。
附图说明
图1本发明珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩示意图；
图2本发明图1中A-A位置俯视图；
图3本发明施工方法示意图，图中(a)为成孔；(b)为放入钢筋笼；(c)安放注浆管；(d)为投入散体材料；(e)为注浆；(f)成桩；
图中：1为注浆管，2为浆固散体材料，3为浆液扩散区，4为膨胀水泥浆液，5为钢筋笼。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩的施工方法，包括以下步骤:
1)成孔：钻机就位于珊瑚砂地基上方，向珊瑚砂地基内钻孔至设计深度，形成桩孔；所述桩孔的孔壁不稳定时，采取护筒来护壁；(图3的a部分)。值得说明的是，注浆桩的成孔与一般钻孔灌注桩的成孔过程基本一致。一般用钻机成孔，自然造浆护壁，在孔壁不易保持的情况下，采用人工造浆护壁。在工程应用中采用澎润土加碱进行人工造浆护壁，泥浆的比重控制在一定的范围内。
2)在所述桩孔内放入钢筋笼5(图3的b部分)；
3)在桩孔的中心位置安放注浆管，所述注浆管的侧壁具有若干孔洞；(图3的c部分)
4)向桩孔内投入散体材料(图3的d部分)；散体材料选自碎石或者砖块等建筑垃圾，可以将其直接投入钻好的桩孔中。在投放骨料的过程中进行边投放骨料边洗孔。在投放骨料的过程中，为防止骨料碰撞孔壁引起塌孔，可以设置投料导向器来引导骨料，其作用是防止其它杂物落入钻孔中并使骨料垂直落入孔底。
5)由注浆泵向注浆管注入膨胀水泥砂浆浆液(图3的e部分)；实施例中，开启注浆泵，将膨胀水泥砂浆浆液经软管进入注浆管(1)中间的腔体，并经过端部注浆孔进入到散体材料中，变注入边拔出。
6)膨胀水泥砂浆从注浆管的底部管口和孔洞注入桩孔中；膨胀水泥砂浆和步骤4)投入的散体材料胶结凝固成整体(图3的f部分)；注浆过程首先要使膨胀浆液充满于孔内骨料的空隙，使其和钢筋笼固结成桩。其次，一部分浆液向周围土体扩散，对桩周土体进行注浆加固，提高天然地基土的强度。可以以注浆量来控制注浆过程。
7)膨胀水泥砂浆灌注桩成桩后，桩体膨胀，完全拔出注浆管后，对桩的端头进行处理，形成珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩。
本实施例的珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩如图1和2所示，其桩体中心为注浆管1，所述的注浆管的外径为20～100mm，壁厚为5～10mm。注浆管1所在的桩孔中具有钢筋笼5；膨胀水泥砂浆4通过注浆管1进入外周散体材料，所述外周散体材料通过膨胀砂水泥浆胶结凝固成整体，形成桩体外周的浆固散体材料桩2；同时，膨胀水泥砂浆在注浆压力作用下进入珊瑚砂地基，形成浆液扩散区3；膨胀水泥砂浆灌注桩成桩后，桩体膨胀，使得桩周土体挤密，改善桩周土的性质，提高其强度。

Claims (4)

1.一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)钻机就位于珊瑚砂地基上方，向珊瑚砂地基内钻孔至设计深度，形成桩孔；所述桩孔的孔壁不稳定时，采取护筒来护壁；
2)在所述桩孔内放入钢筋笼；
3)在桩孔的中心位置安放注浆管，所述注浆管的侧壁具有若干孔洞；
4)向桩孔内投入散体材料；
5)由注浆泵向注浆管注入膨胀水泥砂浆浆液；
6)膨胀水泥砂浆从注浆管的底部管口和孔洞注入桩孔中；膨胀水泥砂浆和步骤4)投入的散体材料胶结凝固成整体；
7)膨胀水泥砂浆灌注桩成桩后，桩体膨胀，形成珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩。
2.根据权利要求1所述的一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩，其特征在于：桩体中心为注浆管(1)，注浆管(1)所在的桩孔中具有钢筋笼(5)；膨胀水泥砂浆(4)通过注浆管(1)进入外周散体材料，所述外周散体材料通过膨胀砂水泥浆胶结凝固成整体，形成桩体外周的浆固散体材料桩(2)；同时，膨胀水泥砂浆在注浆压力作用下进入珊瑚砂地基，形成浆液扩散区(3)。
3.根据权利要求1所述的一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩，其特征在于：所述的注浆管外径为20～100mm，壁厚为5～10mm。
4.根据权利要求1所述的一种珊瑚砂地基膨胀水泥砂浆注浆桩，其特征在于：所述散体材料选自碎石、建筑砖瓦垃圾。
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