[发明专利]后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩及其成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路、公路、水利及民用建筑的地基加固技术领域，具体涉及一种后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩及其成桩方法。

技术背景

高速铁路路基工程对沉降尤其是不均匀沉降要求高，对于斜坡地基、半填半挖地基及淤泥、淤泥质土等软弱地基由于易产生较大的水平力而采用钻孔灌注桩、管桩等处理技术，处理成本高。水泥粉煤灰碎石桩作为一种常规的复合地基处理手段，因其施工简便、质量易控、成本较低而在铁路工程中广泛运用，但受多种因素的影响在处理淤泥、淤泥质土等软弱地基时经常发生质量问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩及其成桩方法，该方法在对斜坡地基、淤泥、淤泥质土等软弱地基进行加固处理时能保持其加固强度，且成本相对较低。

为实现此目的，本发明所设计的后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩，包括水泥粉煤灰碎石混合料填充层，其特征在于：它还包括主要由若干主筋和箍筋固定连接构成的笼形框架，所述水泥粉煤灰碎石混合料填充层密实填充在笼形框架内部并延伸覆盖在笼形框架外周。

所述笼形框架的长度≥6m，所述笼形框架的底部为锥形架，所述笼形框架内设有若干径向加强钢筋，所述若干径向加强钢筋在笼形框架内形成径向钢筋内部预留空间，所述径向钢筋内部预留空间位于笼形框架的中心。

所述笼形框架的长度≥12m，所述笼形框架的中部固定连接有定位器。

所述水泥粉煤灰碎石混合料填充层中碎石的最大粒径≤2cm。

上述后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩的成桩方法，它包括如下步骤：

步骤1)在高速铁路斜坡地基或软弱地基待加固位置钻出桩孔；

步骤2)在所述桩孔中灌入水泥粉煤灰碎石混合料，形成水泥粉煤灰碎石混合料填充层；

步骤3)在所述桩孔内的水泥粉煤灰碎石混合料填充层尚未凝固时插入笼形框架，整个笼形框架的插入时间不超过30分钟；

步骤4)待桩孔内的水泥粉煤灰碎石混合料强度达到龄期强度的80％后，凿除桩头至设计标高，即形成所需后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩。

所述步骤3中，当笼形框架的长度＜4m时，采用1300～1600KN的压力下压笼形框架，并保证笼形框架的垂直度，当笼形框架插入水泥粉煤灰碎石混合料填充层内超过3m后，来回将笼形框架提放30cm左右，再调整好垂直度下放笼形框架。

所述步骤3中，当笼形框架的长度为4～6m时，在笼形框架的顶部固定木板，采用4000～6000KN的压力下压木板，使笼形框架插入水泥粉煤灰碎石混合料填充层内，下压过程中控制好笼形框架的垂直度。

所述步骤3中，当笼形框架的长度大于6m时，通过平板振动插入器将笼形框架插入水泥粉煤灰碎石混合料填充层内，所述平板振动插入器包括平板振动器、顶板、卡梢和钢管，其中，顶板上固定连接平板振动器，所述钢管的一端与顶板固定连接；钢管置于笼形框架内，并通过卡梢与笼形框架固定连接，所述顶板置于笼形框架的顶部，所述钢管的另一端为锥形结构，钢管的另一端与笼形框架的底部固定连接。

所述水泥粉煤灰碎石混合料填充层中水泥∶粉煤灰∶砂∶碎石∶外加剂∶水的比例为190∶118∶823∶1091∶3.08∶178。

所述水泥粉煤灰碎石混合料填充层中水泥粉煤灰碎石混合料的坍落度为180mm～200mm。

本发明通过在水泥粉煤灰碎石混合料填充层中设置笼形框架，使得本发明可用于斜坡地基、半填半挖地基及淤泥、淤泥质土层等易产生较大的水平力而工后沉降又控制十分严格的高速铁路地基的加固处理，大大增强了水泥粉煤灰碎石桩复合地基水平抗剪强度，确保高速铁路路基的沉降及稳定满足要求。另外，本发明具有明显的社会效益和经济效益。相同条件下，后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩与小钻孔桩(直径60cm)相比，成本节约近1/3。

总体来说本发明相对普通水泥粉煤灰碎石桩具有如下优势：

(1)桩体上部整体强度增加。后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩相对普通水泥粉煤灰碎石桩而言，因上部插有钢筋笼，桩的强度大大改观，整体性更好。

(2)桩体水平抗剪能力增强

后插钢筋笼水泥粉煤灰碎石桩桩在插入钢筋笼以后，桩体上部水平抗剪能力增强，更适合于斜坡地基等水平剪力较大的地基处理中。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的I-I向剖视图；

图3为本发明中当笼形框架4的长度≥6m时的结构示意图；

图4为图3的A-A向剖视图；