玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩及其施工方法技术

本发明专利技术涉及玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩及其施工方法。该水泥土搅拌桩的混合浆液材料按照质量份计的组份为：玄武岩纤维0.4、水泥15、水7.5、淤泥质土0.02。加筋搅拌成桩施工工艺为：先将玄武岩纤维与现场淤泥质土按照20：1质量比，采用滚筒搅拌机进行干拌混合；待拌合均匀后，加入水灰比0.5的水泥浆采用滚筒搅拌机进行混合拌合，形成玄武岩纤维水泥混合浆液；最后将混合浆液倒入深层搅拌机集料斗中，然后按照正常深层搅拌桩施工工艺进行搅拌桩施工。加筋后水泥土材料的抗拉、抗剪强度大幅提高，从而提高水泥土搅拌桩的水平刚度与水平承载能力，使得新型搅拌桩既能抗渗止水，又能水平承载抗变形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩及其施工方法。属于岩土工程基坑支护
适用于地下水位埋藏浅的基坑工程围护结构，尤其在含水量高的淤泥质土层等地质条件下更显优势。
技术介绍
水泥土搅拌桩加固形式灵活、施工扰动小且造价低，被广泛地应用于工程建设，主要的应用形式是软基加固和止水帷幕。相对于水泥土搅拌桩的竖向承载能力，水泥土抗拉、抗剪强度低，其水平承载能力较弱。在作为基坑工程的支挡结构时，以作止水帷幕为主，水平承载能力不足。假如采用可行办法使得其水平承载性能提高，抑制其桩身位移，就可增强桩后土体的抗变形能力，降低基坑的隆起量和沉降量，提高工程的整体稳定性；同时也可适当削减重力式挡墙厚度和基坑刚性支护桩的数量，在一定程度上降低了工程造价。在加筋搅拌成桩施工工艺中，按常规条件下直接将玄武岩纤维与水泥浆进行搅拌混合效果并不理想，玄武岩纤维团聚呈片状分布，极易沉淀，且纤维束不宜充分分散，这样形成的玄武岩纤维和水泥浆的混合浆液直接泵送至深层搅拌机进行成桩施工，沉淀的片状玄武岩纤维易集中于水泥土搅拌桩体的部分桩节，搅拌机的搅拌作用无法使玄武岩纤维充分分散均匀于搅拌桩中；且沉淀且集中的玄武岩纤维极易堵塞搅拌机的出浆口，造成施工作业无法正常进行。只有保证玄武岩纤维均匀地分散于水泥土搅拌桩体内，才能充分发挥其抗拉特性，提高搅拌桩的水平刚度与水平承载性能。所以加筋搅拌成桩施工工艺是否能够达到理想效果是玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩的工程可行性的关键。
技术实现思路
技术问题：本专利技术提出了玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩及其施工方法，以玄武岩纤维为固化加筋材料，通过特殊的加筋搅拌成桩施工工艺，实现水泥土与玄武岩纤维的加筋混合，形成玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩，加筋后水泥土材料的抗拉、抗剪强度大幅提高，从而提高水泥土搅拌桩的水平刚度与水平承载能力，使得新型搅拌桩既能抗渗止水，又能水平承载抗变形。达到这一目标的关键技术环节在于①、玄武岩纤
维与水泥混合浆液的材料配合比；②、加筋搅拌成桩施工工艺的实现。技术方案：在玄武岩纤维与水泥混合浆液的材料配合比中，若加筋量过低，显然对水泥土的抗拉与抗剪强度的提高幅度有限；若加筋量过大，加筋对强度的增长是通过筋体与水泥土之间的接触摩擦握裹力与筋体抗拉强度来实现的，加筋过密，使得筋体之间形成干扰，接触摩擦不充分，握裹力发挥不出来，从而使得筋体抗拉强度无从发挥。所以混合浆液的材料最优配合比是玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩的关键参数之一。本专利技术的一种玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩的混合浆液材料按照质量份计的组份为：玄武岩纤维0.4、水泥15、水7.5、淤泥质土0.02；所述玄武岩纤维选用纤维长度为6mm-24mm的束状单丝；最佳长度为12mm。本专利技术的玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩的施工方法包括以下步骤：第一步：将玄武岩纤维与现场淤泥质土按照20：1质量份比，采用滚筒搅拌机进行干拌混合；第二步：待拌合均匀后，加入水灰比0.5的水泥浆采用滚筒搅拌机进行混合拌合，形成纤维分散均匀的玄武岩纤维与水泥混合浆液；第三步：桩机定位、对中、调平，放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中，调平；第四步：调整导向架垂直度，采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度，按设计及规范要求，垂直度小于1.0％桩长；第五步：深层搅拌机预搅下沉，同时将玄武岩纤维与水泥混合浆液放入集料斗中；第六步：搅拌下沉，启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度通过档位调控；第七步：喷浆搅拌提升，下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的0.50～0.8m/min提升速度边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和；第八步：重复搅拌下沉，搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行；第九步：喷浆重复搅拌提升，下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面；第十步：桩机移位，施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行
下一根桩的施工。有益效果：本专利技术旨在提高传统水泥土搅拌桩的水平承载性能。通过开发玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩的成桩施工工艺，实现水泥土与玄武岩纤维的加筋混合，加筋后的水泥土其抗拉与抗剪强度明显增强，从而使得玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩相对于传统水泥土搅拌桩的水平承载能力大幅提高，可以起到止水和支挡的双重效果。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案进行详细说明：1、玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩的施工方法，包括以下步骤：第一步：将玄武岩纤维与现场淤泥质土按照20：1质量比，采用滚筒搅拌机进行干拌混合；第二步：待拌合均匀后，加入水灰比0.5的水泥浆采用滚筒搅拌机进行混合拌合，形成纤维分散均匀的玄武岩纤维与水泥混合浆液；第三步：桩机定位、对中、调平，放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中，调平(用水准仪调平)。第四步：调整导向架垂直度，采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0％桩长。第五步：深层搅拌机预搅下沉，同时将玄武岩纤维与水泥混合浆液放入集料斗中。第六步：搅拌下沉，启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。第七步：喷浆搅拌提升，下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度(0.50～0.8m/min)边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。第八步：重复搅拌下沉，搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。第九步：喷浆重复搅拌提升，下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。第十步：桩机移位，施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩，其特征在于该水泥土搅拌桩的混合浆液材料按照质量份计的组份为：玄武岩纤维0.4、水泥15、水7.5、淤泥质土0.02。

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩，其特征在于该水泥土搅拌桩的混合浆液材料按照质量份计的组份为：玄武岩纤维0.4、水泥15、水7.5、淤泥质土0.02。2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩，其特征在于所述玄武岩纤维选用纤维长度为6mm-24mm的束状单丝。3.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩，其特征在于所述玄武岩纤维选用纤维长度为12mm。4.一种如权利要求1所述的玄武岩纤维加筋水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于该施工方法包括以下步骤：第一步：将玄武岩纤维与现场淤泥质土按照20：1质量份比，采用滚筒搅拌机进行干拌混合；第二步：待拌合均匀后，加入水灰比0.5的水泥浆采用滚筒搅拌机进行混合拌合，形成纤维分散均匀的玄武岩纤维与水泥混合浆液；第三步：桩机定位、对中、调平，放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中，调平；第四步：调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，杨恒卫，李俊才，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32