[实用新型]一种聚氨酯砂石桩

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种聚氨酯砂石桩及其施工工艺和应用，属于地基处理的技术领域。

背景技术

目前，随着经济的发展，建设项目不断增加，对地基土的要求也越来越高，但可供选择的天然地基却十分有限。地基处理方案的选择和确定是否恰当合理，已成为控制和影响工程投资、质量、进度的主要因素。在多种项目工程设计过程中，经常会遇到地基土为软土，且软土层较厚，承载力较低的情况。特别是作为比较重要的建筑项目，对地基承载力和变形要求较高。对于这个情况，采用地基处理是比较可行的方法。地基处理可增加软土地基的承载力，减少沉降量。散体桩、水泥粉煤灰碎石桩和素混凝土桩是地基处理中经常采用的。

散体桩是指不含粘结剂的桩，如碎石桩或砂桩。散体桩的缺点是单桩承载力较低，工后沉降大，容易出现不均匀沉降。

水泥粉煤灰碎石桩，即CFG桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩，通过调整水泥掺量及配比，使其强度等级在C15～C25之间可变。素混凝土桩是由水泥、碎石、石屑或砂加水拌和，用各种成桩机械制成的高粘结强度桩。CFG桩或素混凝土桩与桩间土一起形成复合地基，以改善天然地基的承载力性能。

CFG桩或素混凝土桩也存在众多缺点：单桩承载力低，不能做抗拔桩或承受较大的弯矩，还可能产生缩径、断桩、局部夹土和混凝土离析等质量事故。同时由于CFG桩或素混凝土桩都是以水泥为胶结材料，通过水泥的水化反应使桩体中的骨料形成整体，CFG桩或素混凝土桩成桩后，需要至少28天的养护期，桩体强度增长慢，给一些工期要求严格的工程带来了不利的影响。

发明内容

本实用新型的一个目的是提供一种聚氨酯砂石桩，所述的桩有单桩承载力高、工后沉降小、抗弯能力强、施工快捷工期短、不会出现缩径、断桩质量事故等优点。

为实现上述目的，本实用新型采取以下的技术方案，简述如下。一种聚氨酯砂石桩，垂直布置于建筑场地的地基中，以改善地基的承载力性能，含砂石骨料和胶结剂，砂石骨料填筑构成所述的桩的桩体，胶结剂镶嵌在所述的桩体的孔隙中，其特征在于，所述的胶结剂是聚氨酯泡沫，所述的砂石骨料与所述的聚氨酯泡沫胶结成腰鼓状的所述的桩。

现结合附图详细说明上述的技术方案。一种聚氨酯砂石桩，垂直布置于建筑场地的地基70中，含砂石骨料10和胶结剂，砂石骨料10是级配碎石、块石、卵石、角砾、圆砾、中砂、粗砂、建筑垃圾或由它们组成的混合料之一，在地基70中所成的桩孔80中填筑砂石骨料10，构成桩体，所述的胶结剂镶嵌在所述的桩体的砂石骨料10的孔隙中，其特征在于，所述的胶结剂是聚氨酯泡沫20，聚氨酯泡沫20是主链上含有重复的—HNCO—O—基团的高聚物树脂，聚氨酯泡沫20的密度和抗压强度分别为100kg/m³～500kg/m³和0.1MPa～50MPa，聚氨酯泡沫20与所述的桩体中的砂石骨料10胶结形成腰鼓状的所述的桩，所述的桩的平均直径、长度、密度、抗压强度和弹性模量分别为20cm～200cm、2m～25m、500kg/m³～2500kg/m³、1.0MPa～100.0MPa和10MPa～1000MPa。

本实用新型的技术方案的进一步特征在于，所述的桩还含竖向增强体30，竖向增强体30是土工格栅、土工网格、土工条带、铁管、铜管、铁架、钢架、不锈钢架和钢筋中的一种，竖向增强体30匀混在砂石骨料10中。

在地基70中成垂直于地面的桩孔，填筑砂石骨料，形成桩体，自下而上浇注聚氨酯反应原料浆，由于液体的流动性和注射压力，聚氨酯反应原料浆迅速流入桩体的砂石骨料的孔隙中和桩孔周围的土体的孔隙中。加上聚氨酯反应原料浆反应，产生大量气泡和聚氨酯泡沫，形成高达400kPa的膨胀压力，迫使聚氨酯泡沫迅速充填砂石骨料的最细微的孔隙；聚氨酯泡沫快速固化时，使砂石骨料与聚氨酯胶结成腰鼓状的所述的桩；桩周土受到挤压，聚氨酯泡沫流入桩周土，聚氨酯泡沫固化时对土体产生挤密劈裂，使桩周土和桩体紧密嵌固。聚氨酯泡沫的胶结作用和对桩 周土的挤密劈裂作用，大大提高了所述的桩的承载力，且成桩质量高，即所述的桩的单桩承载力高和工后沉降小。此外，聚氨酯泡沫固化迅速，15min内所述的桩的强度就可达到额定强度的90％，甚至超过，可以大大缩短工程工期，即施工快捷工期短。在砂石骨料中可加入竖向增强体，大幅提高所述的桩的抗弯能力，且杜绝了缩径、断桩质量事故的发生，即抗弯能力强和不会出现缩径、断桩质量事故。