[发明专利]石灰、粉煤灰预制桩和成桩工艺及形成复合地基的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在淤泥质粘性土的桩体和成桩工艺及用该桩形成复合地基的方法，尤其是涉及一种用于处理软弱地基(饱和粘性土、淤泥、淤泥质土)的石灰、粉煤灰双灰桩和成桩工艺及用该桩形成复合地基的方法。

背景技术

我国于20世纪50年代开始对石灰桩的基本性质、加固机理、设计和施工等方面进行了研究，由天津市建筑科学研究院、天津大学、北京铁路局勘察设计所和同济大学等单位进行了石灰桩与其它加固方法的对比试验研究，其研究表明：在地下水位较高的条件下，石灰桩处理沿海地区路基效果较好。1981年后，江苏省建筑设计院对东南沿海地区的软土地基采用生石灰与粉煤灰混合进行加固，20世纪80年代本专利申请人也进一步进行过石灰桩加固地基等相关方面的研究，该研究表明：石灰桩虽然适用于饱和粘性土、淤泥、淤泥质土地基的加固处理，但是石灰桩的施工质量不易控制以及由于环境条件和施工噪声问题的影响，使石灰桩在沿海地区的应用遇到一定的难题。

经济全球化和区域经济飞速发展，给各地区带来了发展机遇，也给基本建设领域开拓了广泛的空间。环渤海地区属于经济发展的主干地区，随着经济建设重点战略东移，其环渤海地区的基本建设规模将进一步扩大，而且具有很大的发展空间，但由于环渤海地区属于沿海滩涂，土质软弱，呈强盐碱性。该地区地基承载力低(20～50kPa)，给工程建设带来不利条件，因而对具有上述地基特点的软弱地基的加固处理成了至关重要的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中所存在的弊端，本发明提供一种用于处理软弱地基的石灰、粉煤灰预制桩和成桩工艺，本发明石灰、粉煤灰预制桩具有取材方便、造价低、质量易控制，施工工艺简单等特点。利用本发明用于处理软弱地基的石灰、粉煤灰预制桩和成桩工艺可以扩展石灰桩的使用范围，利用该预制桩形成复合地基的方法，可以保证沉桩质量，解决了现有技术中石灰桩施工时对环境造成的飞尘和噪声影响，与此同时，也解决了石灰桩在软基、超软基这种特殊的工程情况下出现的诸如施工质量不易控制以及环境条件和施工噪声的应用问题。利用本发明中的预制桩所形成的复合地基，其承载力可达50～100kPa，在较大程度上节省了工程建设投资。

为了解决上述技术问题，本发明石灰、粉煤灰预制桩予以实现的技术方案是，该预制桩包括设置在预制外围护中的密实状态的双灰料；所述双灰料由石灰和粉煤灰构成；所述石灰与粉煤灰之间的体积百分比为7∶3、6∶4或5∶5；所述预制外围护的上下端为封装扎口。

本发明的石灰、粉煤灰预制桩，其中，所述石灰采用等级为III级以上的石灰，所述粉煤灰为经过烘干处理的粉煤灰，所述粉煤灰的含水量为25～35％；所述预制外围护的材料为透水性强的无纺织物。

本发明石灰、粉煤灰预制桩的成桩工艺，包括以下步骤：将破碎后的石灰和干式粉煤灰按体积比7∶3、6∶4或5∶5进行混合搅拌；将上述混合后的双灰料装入预制外围护中，振动密实；封装外围护材料后形成由预制外围护和其中密实状态的双灰料构成的预制桩。

利用上述石灰、粉煤灰预制桩形成复合地基的方法包括布桩和沉桩，最终形成符合设计要求的复合地基，即：(1)清理平整场地，按照设计要求布置桩位；(2)选择沉桩顺序：采用在空间和时间上的间隔跳打；其时间间隔为24小时，其空间上的间隔跳打顺序有以下三种情形之一：先外排后内侧，先周边后中间；或单排桩布桩时，先两端后中间；或用于饱和粘性土、淤泥、淤泥质土环境时，采用的空间间隔至少是两孔口；(3)进行沉桩：施工机具就位，在桩位处放置好桩头；用击入式桩机施工机具，将导管静压入土中，静压导管过程中控制导管标高高于设计标高；静压导管压入土中之后，调整导管标高至设计标高处；将石灰、粉煤灰预制桩植入已达设计标高的导管中；用施工机械将导管迅速拔起，完成该预制桩的沉桩过程；(4)按照上述选择的沉桩顺序，完成整个场地上全部桩的沉桩过程，最终形成复合地基。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

(1)本发明中所形成的复合地基，与现有技术相比，其承载力特征值增加近2倍，可以应用在吹填土上的道路建设，可以有效地防止不均匀沉降的产生，同时还可以应用于堆场的地基处理。采用本发明的复合地基，其地基处理方式简便、快捷、经济、效果好，在实际施工中能够得到推广应用。