[发明专利]一种基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩及其施工方法

权利要求书

1.一种基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩，其特征在于，包括中间芯桩和外围桩，所述外围桩包裹所述中间芯桩，所述中间芯桩为地聚合物材料浆固碎石桩，所述外围桩为可排水的砂桩，所述地聚合物材料浆固碎石桩与所述砂桩咬合接触，以组成排水劲芯复合桩。

2.根据权利要求1所述的基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩，其特征在于，所述地聚合物材料浆固碎石桩内设有钢筋笼。

3.一种基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01、清表回填，施工放样，根据预设的桩径和桩长采用螺旋钻机或旋挖钻机在软弱地层中钻设桩孔至预设的深度；

步骤S02、起吊双层钢套管，对准桩孔并调整垂直度，启动振动设备将所述双层钢套管压入桩孔至设计标高，并保证所述双层钢套管上端高出地面1.0 m以上；

步骤S03、移开振动设备，在所述双层钢套管的内套管的空腔内下放注浆钢管并填充碎石料，同时在所述双层钢套管的内、外钢套管之间形成的环形空腔内灌注砂料直至填满；

步骤S04、启动注浆系统，通过步骤S03中预埋的注浆钢管向碎石料中灌注地聚合物浆液，并与碎石料胶结形成聚合物材料浆固碎石桩，注浆时采用边注浆边拔所述注浆钢管；

步骤S05、注浆完成后，启动振动设备，边振动边拔出所述双层钢套管，在此过程中，每上拔3～5 m向所述双层钢套管内补填砂料、碎石料以及所述地聚合物浆液，以使部分地聚合物浆液渗透进入外围砂料中，并与所述聚合物材料浆固碎石桩之间形成咬合接触；

步骤S06、振动拔管完成后，清除桩顶及其附近多余的砂料、碎石料和浆液，即完成一根排水劲芯复合桩的施工。

4.根据权利要求3所述的基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩的施工方法，其特征在于，所述步骤S04中，所述地聚合物浆液由高活性复合微粉、碱激发剂、缓凝剂和水按照预设的比例混合制备而成；其中，地聚合物浆液的原料质量百分比为：高活性复合微粉为50%～60%、碱激发剂为10%～15%、缓凝剂为1.0%～2.0%、水为30%～40%，水与高活性复合微粉之比控制在0.6～0.8。

5.根据权利要求4所述的基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩的施工方法，其特征在于，所述高活性复合微粉的原料包括煤系偏高岭土微粉、高炉矿渣微粉以及稻壳灰，所述高活性复合微粉的细度控制在600～1000 m²/kg。

6.根据权利要求5所述的基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩的施工方法，其特征在于，所述高活性复合微粉的质量百分比为：所述煤系偏高岭土微粉为30%～50%、所述高炉矿渣微粉为30%～40%、所述稻壳灰为20%～30%。

7.根据权利要求4所述的基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩的施工方法，其特征在于，所述碱激发剂为NaOH或NaOH与水玻璃的混合溶液。

8.根据权利要求3所述的基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩的施工方法，其特征在于，所述步骤S04中，上拔所述注浆钢管的速度控制在0.8～1.5 m/min。

9.根据权利要求3所述的基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩的施工方法，其特征在于，所述步骤S02中的双层钢套管包括内套管、外套管和连接肋板，所述内套管和外套管之间通过连接肋板连接固定。

10.根据权利要求9所述的基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩的施工方法，其特征在于，所述内套管和外套管的上下端均敞口，所述外套管的直径为1000～1200 mm，所述内套管的直径为400～600 mm，所述外套管的直径略大于所述桩孔的直径。