[发明专利]一种非取土引孔预应力管桩或预制方桩沉桩工艺的浆液配方

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于拟建场地内浅部有较厚密实砂层，尤其是桩基设计选用持力层在砂层以下并且对预应力管桩或预制桩施工沉桩时所涉及的一种非取土引孔预应力管桩或预制方桩沉桩工艺的浆液配方。

背景技术

随着城市建设的迅猛发展，可用于建设的土地资源越来越少，因此房屋建筑向高层发展，各种高层及超高层建筑成为当前建设的主导。对于高层及超高层建筑的基础工程，基础承载力的要求越来越高，建筑物沉降变形要求也越来越高。为满足承载力及变形要求，设计往往采用深长桩基础。

预制桩及高强预应力混凝土管桩因其工厂化批量生产供应，具有单桩承载力高，桩身质量易控制保证，施工质量易控制，施工周期短，尤其静力压桩工艺具有施工噪声小的特点，得到广泛应用。基础设计时为满足单桩承载力的要求及建筑物变形要求，桩身往往需穿越较厚的密实砂层后至设计的桩端持力层，但由于密实砂层的存在，设计时往往考虑砂层内的沉桩困难，桩基选型时采用造价昂贵、施工质量控制相对复杂的钻孔灌注桩(钻孔灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩)。

在拟建场地存在较厚密实砂层时，如采用预应力管桩及预制方桩，传统的施工方法有选择大吨位压桩机，采用预钻孔沉桩、内(外)射水法沉桩，同时预应力管桩及预制方桩施工时须考虑沉桩挤土效应和对邻近建筑物、地下管线等的影响而采取其它辅助措施。如苏州三香广场大楼工程，自上而下土层为填土(层厚1.00～2.90)、粘土(层厚0.50～1.80)、粉质粘土(层厚1.00～3.00)、粉土夹粉砂(层厚1.90～4.50)、粉砂(层厚7.00～9.40)、粉质粘土(层厚3.50～7.30)、粘土(层厚1.50～4.00)、粉质粘土(层厚1.50～4.00)。设计试桩采用PHC500(100)-AB型管桩，桩长25米，因场地④2层为中密～密实的粉砂厚7.00～9.40米，采用YZY720型静压桩机施工，因压桩力较大(6根试桩压桩力均大于4500KN，且有二根桩因砂层内压桩力达4950KN产生爆桩，试桩时采用桩内射水法沉桩)，工程桩设计考虑管桩沉桩穿砂层困难及管桩的挤土因素改为钻孔灌注桩，单桩工程造价由管桩3250元/根变灌注桩6360元/根，整个工程桩基316根桩造价提高约98万元。

采用大吨位的静力压桩机或重锤锤击桩机，由于工程地质的复杂性，特别是有密实的粉细砂地层中，沉桩过程中由于砂层本身的密实度较高，且施工过程中产生的挤土作用和超孔隙水压力作用，使压桩过程中产生较大的压桩反力，反力过大时易产生爆桩或断桩现象(如苏州财富中心采用YZY720静压桩机施工试桩时，有三根试桩未引孔，桩端进入砂层3米时压桩力大于4950KN，且沉桩困难，其中一根桩当压桩力达到5300KN时，超过桩身承载极限，出现爆桩现象停压)；同时采用大吨位的压桩机对拟建场地要求较高，施工压桩前需对场地进行加固处理，增加工程造价另外采用重锤打桩产生较大的噪声及振动影响，不适宜在房屋、人口稠密地区即城市中心施工.

采用传统的引孔工艺即预钻孔沉桩，孔径约比桩径(或方桩对角线)小50～100毫米，深度视桩距和土的密实度、渗透性而定，深度宜为桩长的1/3～1/2，一般要求桩机宜具备钻孔沉桩双重性能。传统的取土引孔主要解决施工过程中产生的挤土作用和超孔隙水压力作用，但在密实砂层取土后成孔困难，尤其是砂层固有的特性决定了取土后不成孔的事实，不能完全解决沉桩反力大的问题。

发明内容

针对上述存在的技术情况，本发明的目的是：提出了一种在穿越密实砂层中能提高工程质量、降低工程造价的非取土引孔预应力管桩或预制方桩沉桩工艺的浆液配方。

本发明的技术方案是这样实现的：一种非取土引孔预应力管桩或预制方桩沉桩工艺的浆液配方，其重量比为(按土重)：水泥10％～12％，水灰比0.6～0.8；膨润土12％～15％；减水剂0.2‰～0.24‰；缓凝剂0.2％。

所述减水剂为木质素磺酸钙。

所述缓凝剂为石膏。

本发明各成分的作用为：水泥，固结硬化后使桩周搅拌的土体强度超过原土体强度，桩周摩阻力达到甚至超过原状土的摩阻力；膨润土，在水介质中能分散呈有一定的粘滞性、触变性和润滑性胶体悬浮液，使沉桩时产生较小的压桩反力；木质素磺酸钙，为减水剂，能减少拌合用水量、提高水泥土强度；石膏，为缓凝剂，延缓水泥土凝结时间而对后期强度无明显影响。