一种粉煤灰桩及其施工方法技术

一种粉煤灰桩及其施工方法，所述粉煤灰桩包括粉煤灰、活性剂和水，其中活性剂与粉煤灰的重量比为０．０５－０．３∶１，水与活性剂、粉煤灰总量的重量比为０．５－０．８５∶１，该桩施工方法包括成孔，配制由活性剂、粉煤灰、水组成的浆料，搅拌，通过压浆泵送料，灌注成桩，本发明专利技术提供的是一种刚一柔性桩，不需配筋，桩身强度在３－１２ＭＰａ范围内，能和桩间土共同作用组成复合地基，适合于各种软弱地基的加固，价格低廉，施工方便、文明。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是一种以粉煤灰为主要原料的复合地基桩型及其施工方法。用于软土地基加固的桩型有多种形式，如石灰桩、水泥土桩等是目前广泛采用的复合地基桩型。其特点各不相同，适合于各种不同地质条件的软土地基加固。如石灰桩是以生石灰与矿渣或粉煤灰干拌击实而成，但桩自身强度较低，提供的承载力有限，且成桩方法采用人工洛阳铲成孔，工艺比较落后。水泥土桩常用的工艺是深层搅拌，它通过钻机钻杆钻入土中，将水泥(浆或粉)喷出并与土搅拌成桩，其缺陷在于一方面施工质量离散性大，容易出现断桩，桩身强度受土质环境的影响较大，如土质中有机质含量高时桩身强度就很低，另一方面成本偏高。本专利技术的目的是提供一种新型的复合地基桩型及其施工方法，该桩系利用工业废料粉煤灰作为主要成桩材料，不但成本低廉，还能够在一定程度上缓解粉煤灰对环境的污染问题，本专利技术提供的施工方法可提高施工质量及速度。为实现上述目的，本专利技术采取以下设计方案这种粉煤灰桩包括粉煤灰、活性剂、水，其中活性剂与粉煤灰的重量比为0.05-0.3∶1，水与活性剂、粉煤灰总量的重量比为0.5-0.85∶1。一种专用于粉煤灰桩的施工方法，它包括以下几个工艺步骤(1)成孔；(2)配料、拌料，配料中含有活性剂、粉煤灰和水，它们经混合配成浆料，其中活性剂与粉煤灰的重量比为0.05-0.3∶1，水与活性剂、粉煤灰总量的重量比为0.5-0.85∶1；(3)压浆泵送料灌注成桩。上述的活性剂与粉煤灰的重量比小于0.05时，桩材料强度在1MPa以下，效果比较差，大于0.3时成本较高。活性剂可以是水泥；也可以是水泥和石膏粉，其中石膏粉用量为水泥重量的3-8％，也可以是水泥、石灰和石膏粉，其中水泥与石灰的重量比为0.3-1.5∶1，石膏粉的掺量按所用石灰重量的5-10％掺入。水泥指标号为325、425、525的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥等，石灰指石灰粉(CaO)或石灰浆，石灰重量均指石灰粉重量，干湿法收集的粉煤灰均可使用，粉煤灰重量指扣除所含水分后的干重量。水与活性剂、粉煤灰总量的重量比为0.5-0.85∶1；配制粉煤灰桩料时，应首先测定粉煤灰的含水量，按重量比将一定数量的粉煤灰、活性剂、外加剂混合，然后加入一定数量的水进行充分拌合，使各种成分混合均匀为止，水灰比过大将降低桩料的强度，可掺入减水剂降低水灰比，添加0.5％的FDN可减水15％左右，同时还能改善泵送性能。注浆完毕后加入砂石等填充骨料可降低桩料的成本和提高成桩强度。一般根据需要在浆料中补投砂石骨料，比例不超过粉煤灰与活性剂总重量的35％。活性材料的用量越大，其桩身强度也会越高，特别是水泥用量的增加对桩身的后期强度和早期强度都是有益的，但成本随之增加，意义不大；石灰作为活性材料使用时，其早期强度较低，因此掺入石膏粉对提高桩料的早期强度有显著作用，对后期强度几乎没有什么太大的作用。本专利技术采用掺入一定的活性剂成分，能与粉煤灰产生化学反应，生成胶凝物质而凝固结形成一定强度，凝固速度较混凝土慢，化学反应过程一般持续二至三年。本专利技术的优点本桩型不配筋，通常不必加入骨料，桩身强度在3-12Mpa范围内，作为刚-柔性桩，能和桩间土共同作用组成复合地基，承受荷载，与其他现有的各种复合地基桩型相比较，该桩型广泛地适合于各种软弱地基的加固，价格低廉，施工文明，无振动，无噪音，成桩质量容易得到保证，还能解决环境保护问题，本专利技术设计的施工工艺中，特意将粉煤灰复合材料配制成浆料，便于采用高压泵压力灌注，本工艺比已有钢筋混凝土成桩工艺简便，钢性桩都要考虑钢筋笼的准确放置以及骨料的均匀分布，同时要避免塌孔，还需要振捣或压浆管二次衬浆等复杂工序，钢性桩的桩身强度通常高于15MPa。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明附图说明图1本专利技术提供的粉煤灰桩的施工工艺框2本专利技术一种施工设备配套工艺1中，2为配料，根据桩身强度及工艺要求选定配比，承载力计算按水泥土桩的有关规定，3为拌料，可在制浆机中进行，搅拌程度以各种材料成分及稠度均匀为原则。1为成孔工序，采用钻孔、冲击或其它钻挖成孔方式成孔，孔深度根据地质条件及桩的设计承载力等因素决定。4送料，以压浆泵(砂浆泵、泥浆泵或混凝土泵)将桩料压入5桩孔内，6为提升钻杆，使浆料能够部分渗透到桩周土的缝隙中，灌料后可投入砂石等骨料成分填充7，8成桩。图2中，成孔工序采用长螺旋钻机钻孔，钻杆直径以不大于500mm较为经济合理。制浆机中浆料进入压浆泵的进料管，压浆泵的压浆管通过接头与长螺旋钻杆的顶端相连，压浆泵以6-20MPa的压强将浆料直接送入长螺旋钻机的中空钻杆内，当孔钻到预定深度时，开始压浆，同时反旋或逐渐提升钻杆，这时应使桩孔内仍保持一定压强(0.5-6MPa)，使浆料能够部分渗透到桩周土的缝隙中。也可以是冲击或钻挖成孔，成孔完毕，然后采用一根或多根与高压泵相连的注浆管，从桩孔底部压力注浆。实施例1利用工业废料粉煤灰，其含水量30％，松散容重7KN/m3。425号普通硅酸盐水泥，容重1.25KN/m3。高效减水剂FDN。本实施例中，水泥173Kg，粉煤灰1.38m3，即0.7×1.38×700＝676kg，其中活性剂与粉煤灰的重量比为173/676＝0.256；外加剂每立方浆料掺量为FDN＝0.2Kg；每立方加水量234Kg(注已扣除粉煤灰中含水量)，水灰比为(234+290)/(173+676)＝0.62。操作过程将粉煤灰、水泥投入制浆机中(卧式制浆机型号2SNS)，再加入外加剂及234Kg水，使水料混合均匀，再送入制浆机进行搅拌、制浆，搅拌至各种材料成分及稠度均匀，钻机采用15米长螺旋钻机(型号LM400X100B)，钻杆直径为400mm，则成桩直径为400mm，钻机钻进速度1m/分钟，当孔钻到预定深度时，开动压浆泵(型号YWJ-320/500)，开始压浆，压浆泵以6-12MPa左右的压强将本专利技术桩料通过长螺旋钻机的中空钻杆注入桩孔内，同时反旋或逐渐提升钻杆至地面，注浆过程中桩孔内的桩料仍保持一定的压强，使浆液能够部分渗透到桩周土的缝隙之中，最后浆料充满整个桩孔，移开钻杆，需投入砂石骨料时，投砂石骨料，成桩过程完成。权利要求1.一种粉煤灰桩，其特征在于它包括粉煤灰、活性剂、水，其中活性剂与粉煤灰的重量比为0.05-0.3∶1，水与活性剂、粉煤灰总量的重量比为0.5-0.85∶1。2.根据权利要求1所述的粉煤灰桩，其特征在于所述的活性剂为水泥。3.根据权利要求2所述的粉煤灰桩，其特征在于活性剂还包括石膏粉，其中石膏粉用量为水泥重量的3-8％。4.根据权利要求1所述的粉煤灰桩，其特征在于所述的活性剂为水泥、石灰、石膏粉，其中水泥与石灰的重量比为0.3-1.5∶1，石膏粉的掺量按所用石灰重量的5-10％掺入。5.一种专用于粉煤灰桩的施工方法，其特征在于它包括以下几个工艺步骤(1)成孔；(2)配料、拌料，配料中含有活性剂、粉煤灰和水，它们经混合配成浆料，其中活性剂与粉煤灰的重量比为0.05-0.3∶1，水与活性剂、粉煤灰总量的重量比为0.5-0.85∶1；(3)压浆泵送料灌注成桩。6.根据权利要求4所述的粉煤灰桩施工方法，其特征在于所述的成孔工艺为机械成孔，所用的成孔机械为长螺旋钻机，所述的压浆泵为砂浆泵、泥浆泵或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉煤灰桩，其特征在于它包括：粉煤灰、活性剂、水，其中活性剂与粉煤灰的重量比为０．０５－０．３∶１，水与活性剂、粉煤灰总量的重量比为０．５－０．８５∶１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁奕，贾燎，
申请(专利权)人：袁奕，贾燎，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]