[发明专利]一种粉体自应力桩及其成桩方法

说明书

本发明公开了一种粉体自应力桩，成桩材料由以下成分组成，原土、山皮土、水泥、自应力粉体剂。所述的粉体自应力桩的成桩方法是这样的，采用螺旋钻头，成孔，将成桩粉体材料灌入桩孔，落锤击实、夯击，夯击次数不少于5次。本发明的粉体自应力桩产生自应力体积粉体吸水后颗粒进一步细化膨胀，由氧化物转变为氢氧化物压缩挤密桩周土体，并与土粒产生固相、硬化作用，使其孔隙率减小，所含水分降低，内聚力增大，进而提高加固土桩与周边土的摩擦力，承载力提高，变形量减小，形成新型的粉体自应力加固土桩，使均质地基变为复合地基。

技术领域

本发明涉及一种建筑桩，特别涉及一种软土路基处理粉体自应力桩，属于土木工程技术领域。

背景技术

目前，对于公路软土地区路基地基加固措施，主要以加固土桩为主要技术手段，这种方法存在成本高、复合地基承载力较低，高填路基沉降破坏明显等问题。软土地基加固土桩处理方式包括灰土桩复合地基、水泥土桩复合地基、搅拌桩复合地基等。灰土桩和水泥土桩复合地基通过螺旋钻或洛阳铲成孔，填以一定量的灰土和水泥土，进行锤击夯实而成的复合地基，桩间距多为0.8m～1.5m，通过置换率来调整间距，达到设计需要的地基承载力。由于灰土桩和水泥土桩在地下水高的地基往往无法引孔，地下水位以下由于土含水量高，夯实效果不理想。水泥土搅拌桩处治效果明显，有效处治深度可达12m左右，施工工艺成熟，使用经验丰富，但是，水泥搅拌桩的施工技术要求较高，容易出现断桩等质量事故，隐蔽性较强，质量不容易控制，中密以上砂层施工困难。由于上述方法加固土桩承载力不高，故处理后的复合地基承载力往往也不高，一般多在120～200kPa左右，建筑工程中多应用于处理地下水位低的多层建筑的软土地基。为此，急需研发创新技术措施，对成桩方法进行改进，以降低投资成本、方便施工、缩短工期，提高复合地基的承载能力，全面提升公路地基加固水平。

发明内容

本发明的目的是针对软土地基特性，并结合公路路基特点，提供一种粉体自应力桩，使均质地基变为复合地基，承载力提高，变形量减小，从而达到加固的目的。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是这样的。

一种粉体自应力桩，成桩材料的组成按质量比表示为，原土：山皮土：水泥：自应力粉体剂=(0.35～0.4):(0.5～0.6): (0.04～0.07) : (0.01～0.015，其中，山皮土粒径小于25mm；自应力粉体剂的组成按质量比表示为，轻烧MgO:蘑细过火CaO:高炉矿粉:粉煤灰:水泥膨胀剂=（0.25～0.35）:（0.14～0.16）:（0.25～0.35）:（0.15～0.25）:（0.04～0.06）；将成桩材料混合后得到成桩粉体材料，用于成桩。

所述的粉体自应力桩的成桩方法是这样的，成桩钻孔时采用螺旋钻头，成孔直径一般为0.35～0.40m，将成桩粉体材料灌入桩孔，夯击，击实。成桩过程中依据击实报告确定最佳含水率，当土体含水量过低时可采用适量浸水方法。当土体含水量过高时，进行晾晒。成桩粉体材料逐渐吸收软基中的水分，自应力逐渐释放，软土路基中的水分逐渐转移消失，孔隙比逐渐减小，桩周边的土体被粉体自应力桩挤密，28天后，粉体自应力桩成桩直径可以达到0.5m以上，复合地基承载力显著提高。

本发明所使用的材料，除有特殊明确外，均可以在市场购买到，无特殊规格要求的材料，可以选用任意规格型号。

本发明取得以下有益效果：

采用本发明后软土地基复合承载力显著提高，粉体自应力桩复合地基可使用常规施工机械设备进行施工，在软泥路基段、池塘、海边、地下水位超高路段，将成桩粉体材料灌入桩孔，落锤击实，粉体材料逐渐吸收软基中的水分，自应力逐渐释放，软土路基中的水分逐渐转移消失，孔隙比逐渐减小，内聚力增大，桩周边的土体被粉体自应力桩挤密，进而提高加固土桩与周边土的摩擦力。形成新型的粉体自应力加固土桩，使均质地基变为复合地基，承载力提高，变形量减小，从而达到加固的目的。另外，由于桩体的三维粉体作用，桩底土也同时受到挤压而致密，底部的承载力也可相应提高。随着时间推移，自应力逐渐释放，复合地基承载力越来越高。