一种全组分钢渣混凝土桩及其处理软基施工工艺制造技术

本发明专利技术提供一种全组分钢渣混凝土桩及其处理软基施工工艺，属于建筑材料软基处理施工技术领域，以水泥、粗钢渣、细钢渣、钢渣粉为原料，按比例拌合后加入水，坍落度控制在50～80mm；施工时铺设工作垫层，测量放样，桩基就位，振动沉管至设计设计深度，成孔检查，管内投料，振动拔管，封顶，基槽开挖，清土和截桩，铺设褥垫层。本发明专利技术提供了一种全组分钢渣混凝土桩及其处理软基施工工艺，用钢渣混凝土桩处理软基可提高软土地基承载力，改变其变形性质，且本发明专利技术采用的冶金工业固体废弃物钢渣代替碎石、砂、粉煤灰，在一定程度上缓解了优质道路材料的开采和消耗，利用固体废弃物，提高固体废弃物的整体利用率，保护环境，降低工程造价。

A full component steel slag concrete pile and its construction technology for soft foundation treatment

The invention provides a full-component steel slag concrete pile and a construction technology for treating soft foundation, which belongs to the construction technology field of soft foundation treatment of building materials. The pile is made of cement, coarse steel slag, fine steel slag and steel slag powder as raw materials, mixed in proportion and added with water, and the slump is controlled in the range of 50-80 mm. Foundation in place, vibration sinking pipe to design depth, hole inspection, pipe feeding, vibration pulling out pipe, top sealing, foundation trench excavation, soil cleaning and pile cutting, laying cushion. The invention provides a full-component steel slag concrete pile and a construction technology for treating soft foundation. The steel slag concrete pile can improve the bearing capacity of soft foundation and change its deformation property. The steel slag of metallurgical industry is used to replace crushed stone, sand and fly ash, thus alleviating the high-quality road to a certain extent. The exploitation and consumption of road materials, the use of solid waste, improve the overall utilization rate of solid waste, protect the environment, reduce engineering cost.

【技术实现步骤摘要】
一种全组分钢渣混凝土桩及其处理软基施工工艺
本专利技术涉及软土地基的用材及其施工工艺，尤其是一种全组分钢渣混凝土桩及其软基处理施工工艺。【技术背景】中国专利CN00115934公开的《一种水泥粉煤灰钢渣桩及其制作工艺》，其是在已有资料的基础上，以水泥、粉煤灰和钢渣等固体废弃物为原料，按比例拌合后，加入水，在成桩工艺中采用锤击沉管灌注法成桩，地基处理节省了30％的工程造价。《红水河》杂志(2017年6月)公开发表的《钢渣桩在滨海公路软基处治中的应用研究》的文章利用水泥、中砂、钢渣、水等原材料研究了钢渣混凝土桩在广西滨海公路软基处理应用，结果表明，钢渣具备良好的材料特性，制成钢渣桩适合用于软土路基处理，并且相对于其他复合地基具有较大的价格优势。现有方法均没有将钢渣全组分利用，且随着在粉煤灰综合利用技术和产业化方面取得一定的突破，粉煤灰价格越来越高，同时使用水泥、粉煤灰、砂和钢渣的费用偏高。从2018年到2022年，科技部将针对“固废资源化”设立近40个重点专项，国拨经费概算约9.5亿元；《中华人民共和国环境保护税法》正式实施。可以看出，国家对固废处置和资源化利用的重视程度日益提高。因此，合理地利用钢渣混凝土桩的软基处理施工工艺的研究是发展的方向。
技术实现思路
鉴于以上提出的问题，本专利技术提供了一种全组分钢渣混凝土桩及其处理软基施工工艺，用钢渣混凝土桩处理软基可提高软土地基承载力，改变其变形性质，且本专利技术采用的冶金工业固体废弃物钢渣代替碎石、砂、粉煤灰，在一定程度上缓解了优质道路材料的开采和消耗，利用固体废弃物，提高固体废弃物的整体利用率，保护环境，降低工程造价。本专利技术的技术方案如下：一种全组分钢渣混凝土桩，钢渣混凝土桩以水泥、粗钢渣、细钢渣、钢渣粉和水为原料进行拌合得到拌合料，其中，每立方米拌合料中，水泥、钢渣粉、粗钢渣、细钢渣的重量比为270～280：65～75：1170～1190：670～682。进一步地，每立方米拌合料中，水泥、钢渣粉、粗钢渣、细钢渣的重量比为278：70：1185：67。进一步地，所述拌合料按比例拌合后加入水，使所得混凝土的坍落度为50～80mm；其中，所述用水符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的要求。进一步地，所述水泥标号为42.5R的普通硅酸盐水泥。进一步地，所述粗钢渣是将钢渣破碎处理至粒径范围是5～20mm。进一步地，所述细钢渣是将钢渣破碎处理至粒径小于5mm。进一步地，所用钢渣经过六个月或一年的露天陈化处理。进一步地，所述钢渣粉的比表面积460m2/kg以上，并符合《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T20491)的技术要求。本专利技术提供所述全组分钢渣混凝土桩的施工工艺，包括以下步骤，S1：首先对原材料按照相关规范抽样检验；S2：铺设工作垫层：施工前在原有地面上，清除淤泥、植被，整平场地，需铺设一定厚度的工作垫层，以满足施工机械行走、施工安全，保证加强桩间土强度使清土和截桩比较容易，保护已成桩的质量；所述工作垫层分为两层：底层采用与褥垫层相同的材料，顶层采用相对经济的中砂，垫层厚度应满足一定的承载力要求；S3：测量放样：工程测量人员按照设计图纸和布桩形式布置桩位，用石灰做好明显标记，便于施工；S4：桩机就位：桩机进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装，桩机就位必须平整、稳定；待桩机就位后，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1％；并在钻机塔身上自上而下用喷漆0.5米一格标出刻度，以便现场控制钻进深度；S5：振动沉管：桩机就位后，开始沉管至设计深度，启动打桩机，开始沉管过程中注意调整桩机的稳定，严禁倾斜和错位；根据钻机塔身上的进尺标记，沉管到预定标高，停机。在沉管过程中做好记录，并对土层变化予以记录和说明，直到沉管至设计标高，记录桩机有无抬架；S6：成孔检查：检查孔深、垂直偏差，计算扩径系数；S7：管内投料：向管内投料，每根桩投料量应不小于设计用料量。混合料应按试验确定的配合比配料，经搅拌机加水拌合，拌合时间不得小于90s，加水量按坍落度50～80mm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。在施工过程中，抽样做混合料试块，每台机械每天应做一组(3块)试块，试块尺寸为15cm×15cm×15cm，标准养护并测定28d抗压强度；S8：振动拔管：启动打桩机，留振5～10s，开始拔管，拔管速率一般为1.2～1.5m/min(拔管速度为线速度，不是平均速度)，如果遇到淤泥或淤泥质土，拔管速度还可以放慢(0.8～1.0m/min)；其中，所述拔管过程中不允许反插；因为，反插难以保证桩管垂直度，也容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷；如上料不足，则需在拔管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求；每根桩加料时，要比设计桩长实际所需混合料量多加0.5m桩长的混合料；将沉管拔出后，用插入式振动棒对桩顶混凝土加振3～5分钟，以提高桩顶混凝土的密实度；S9：封顶：沉管拔出后，确认沉桩符合设计要求后，用粒状材料或湿黏土封顶，然后移机进行下一根桩的施工；S10：清土和截桩：钢渣混凝土桩施工完成，桩体强度达到超过70％设计强度后，可进行基槽开挖；所述基槽开挖顺序宜先深后浅，基槽开挖可根据桩顶土层厚度选择人工或机械开挖，采用机械开挖必须留置足够厚度的保护层，基槽开挖到设计标高后，多余的桩头必须凿除；S11：铺设褥垫层：褥垫层厚度宜取0.3～0.5m，当桩径大或桩距大时，褥垫层厚度宜取高值；所述褥垫层材料采用中砂、粗砂、级配砂砾或碎石，最大粒径不宜超过30mm；当桩间土为中、高灵敏度土或饱和土时，褥垫层宜采用静力压实法；当桩间土含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯填度(行填后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值)不得大于0.9。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：在确保满足规范和设计要求的前提下，就地取材，全组分利用钢厂现有的工业固体废弃物钢渣，变废为宝，资源化利用。使用钢渣代替部分水泥、粉煤灰、碎石、砂，在一定程度上缓解了优质道路材料的消耗，对数量巨大的工业废渣进行处置和利用，既节约投资，又降低工程造价，保护环境，提高了地基承载力，改变其变形性质。【具体实施方式】下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面的理解本专利技术，但不可以以任何方式限制本专利技术。实施例1一种全组分钢渣混凝土桩及其处理软基施工工艺，包括以下步骤：S1：所述钢渣混凝土以水泥、粗钢渣、细钢渣、钢渣粉和水为原料，按比例拌合后加入水；每立方米拌合料中，水泥、钢渣粉、粗钢渣、细钢渣的重量比为278Kg：70Kg：1185Kg：677Kg；其中，水的用量控制在混凝土坍落度50～80mm；对材料的要求是：水泥标号为42.5R的普通硅酸盐水泥；钢渣系经过露天陈化六个月或一年的钢渣，钢渣浸水膨胀率小于等于2％；所述粗钢渣粒径5～20mm；所述细钢渣粒径小于5mm；所述钢渣粉比表面积460m2/Kg以上，并符合《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T20491)的技术要求，即沸煮法安定性合格，且当钢渣中MgO含量大于13％时压蒸法安定性合格；所述用水符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)要求；S2：成桩设备采用D290振动沉管打桩机；S3：其施工工艺：清除施工地点的淤泥、植被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全组分钢渣混凝土桩，其特征在于，以水泥、粗钢渣、细钢渣、钢渣粉和水为原料进行拌合得到拌合料；其中，每立方米拌合料中，水泥、钢渣粉、粗钢渣、细钢渣的重量比为270～280：65～75：1170～1190：670～682。

【技术特征摘要】
1.一种全组分钢渣混凝土桩，其特征在于，以水泥、粗钢渣、细钢渣、钢渣粉和水为原料进行拌合得到拌合料；其中，每立方米拌合料中，水泥、钢渣粉、粗钢渣、细钢渣的重量比为270～280：65～75：1170～1190：670～682。2.根据权利要求1所述一种全组分钢渣混凝土桩，其特征在于，每立方米拌合料中，水泥、钢渣粉、粗钢渣、细钢渣的重量比为278：70：1185：677。3.根据权利要求1所述一种全组分钢渣混凝土桩，其特征在于，所述拌合料按比例拌合后加入水，使所得混凝土的坍落度为50～80mm；其中，所述用水符合《混凝土用水标准》的要求。4.根据权利要求1所述一种全组分钢渣混凝土桩，其特征在于，所述水泥标号为42.5R的普通硅酸盐水泥。5.根据权利要求1所述一种全组分钢渣混凝土桩，其特征在于，所述粗钢渣是将钢渣破碎处理至粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢忠玉，陈勇华，潘峰，曹杨，宋再励，
申请(专利权)人：广西路桥工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45