[发明专利]桩基衬材及应用该衬材预制带扩大端预应力管桩施工方法

说明书

技术领域：

本发明属于工业废渣利用及建筑地基基础领域技术领域，具体涉及一种桩基衬材及应用该衬材的预制带扩大端预应力管桩施工方法。

背景技术：

现有的预应力管桩施工工艺一般采用打入法或静压法两种方法。对于较坚硬的地层打入法或静压法两种方法都存在难以贯穿坚硬地层并使桩尖坐落于适合的桩端持力层的困难；而且由于在现有预应力管桩的施工中，为满足桩施工中贯入地层侵彻力的要求，桩身混凝土及桩的配筋都特别地进行了加强设计，一定程度上造成了材料的浪费。

采用螺旋钻孔工艺是基础桩的通用工艺，具有较广泛的应用环境，可适用粘性土、砂类土、碎石类土及强风化岩层等地层条件。目前，螺旋成孔灌注桩的施工基本采用现浇桩身混凝土、后插入钢筋笼的工艺。成桩混凝土质量易受地层挤压及浇筑混凝土过程影响造成离析、缩颈，严重时会造成断桩。

铁尾砂是伴随铁矿采掘及选矿形成的矿石废渣。一般采一吨铁矿会形成约3～5m³的尾矿，我国每年的采矿活动形成了大量的铁尾矿。尾矿的排放、堆积占用了大量的土地资源，同时形成的粉尘也对环境造成污染。尾矿的综合利用一直以来都受到国家政策重点鼓励和支持。目前在建筑方面较成熟的技术有诸如用于地面铺设的预制砌块、用于部分代替混凝土细集料等。将铁尾砂砂浆用作螺旋钻孔桩的桩基衬材尚属于空白。

桩基础按施工工艺分主要有预制桩及灌注桩两类，其中预制桩有锤击、静压、震动、螺旋四种工艺；灌注桩有机械成孔、人工成孔两种工艺。现有技术中并没有采用螺旋钻孔泵送复合铁尾砂砂浆后压入预制带扩大端的预应力管桩的设计和施工。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种桩基衬材及应用该衬材的预制带扩大端预应力管桩施工方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种桩基衬材，包括组分及其重量配比为，铁尾砂：水泥：粉煤灰：水＝(4～5)：(1～1.2)：(0.15)：(1.2～1.4)。

所述的桩基衬材，根据初凝时间，终凝时间以及低温天气防冻等工程需要，在相应水泥配比量的基础上添加掺加剂，所述掺加剂为缓凝剂，早强剂或防冻剂中的一种或几种。

应用所述桩基衬材的预制带扩大端预应力管桩施工方法，包括以下步骤：

步骤1，桩孔施工：

在相应位置钻桩孔，所述桩孔的直径与深度按设计要求而定；

所述的步骤1中，采用螺旋钻机进行钻桩孔。

所述的步骤1中，所述的桩孔直径为Dz，孔底深度达到设计桩端持力层。

步骤2，制备桩基衬材：

按配比，分别取，铁尾砂：水泥：粉煤灰：水＝(4～5)：(1～1.2)：(0.15)：(1.2～1.4)；混合后进行搅拌，形成复合铁尾砂砂浆，作为桩基衬材；

所述的步骤2中，所述的桩基衬材在制备过程中，根据初凝时间，终凝时间以及低温天气防冻等工程需要，在相应水泥配比量的基础上添加掺加剂，所述掺加剂为缓凝剂，早强剂或防冻剂中的一种或几种。

所述的步骤2中，铁尾砂为经过辐射检验合格的铁尾砂，所述的铁尾砂为尾粉细砂、尾中砂与尾粗砂用作砂浆细集料。

步骤3，灌注桩基衬材：

将制备的桩基衬材注入钻机钻杆中，边灌注桩基衬材边提升钻杆，将桩基衬材灌注至设计的灌注标高；

所述的步骤3中，桩基衬材的注入方式为：利用螺旋钻中空导管，采用泵送方式灌注桩基衬材至设计的灌注标高。

步骤4，压桩：

按设计位置，压入预制带扩大端预应力管桩至设计深度，同时挤密桩基衬材使其与管桩紧密结合并抬升其液面至桩顶0.5～1.0m，进行养护至设计强度，形成凝固体，完成应用所述桩基衬材的预制带扩大端预应力管桩施工过程。

所述的步骤4中，桩基衬材经养护后，抗压强度达到6～12MPa。

所述的步骤4中，预制带扩大端预应力管桩采用混凝土预制制作，其中，扩大端与预制带扩大端预应力管桩一次浇筑成型。

所述的步骤4中，预制带扩大端预应力管桩采用单节或多节，除桩端管桩桩节带扩大端，扩大端外直径为D，其余管桩桩节桩身外直径均为d，预制带扩大端预应力管桩整体尺寸以能够完整放入桩孔为准，其中，扩大端部分截面直径为D，Dz＞D＞d。

所述的步骤4中，预制带扩大端预应力管桩接桩部位设置桩套箍，所述的桩套箍与预制带扩大端预应力管桩桩节一次浇筑成型。

所述的步骤4中，预制带扩大端预应力管桩制作时，在各桩节侧表面均做出抗剪棱条，所述的抗剪棱条在制作时与管桩一次浇筑成型。