一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构及施工方法技术

本发明专利技术提供了一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构及施工方法，包括柔性桩环、炉渣混合桩芯及桩顶强度提升装置，桩顶强度提升装位于所述的桩芯的顶部，所述的炉渣混合桩芯为垃圾焚烧炉渣、中骨料、细骨料、粘结材料混合而成，所述的炉渣混合桩芯填充在所述的柔性桩环内。本发明专利技术的结构形式及施工方法安全可靠、技术可行、经济合理，可将垃圾焚烧炉渣这一生活垃圾焚烧的副产物进行资源再利用，极大地拓展了炉渣的利用范围，并可以广泛应用到工程建设中，特别是软土地基的工程建设之中，避免了炉渣随意丢弃带来的生态环境破坏；同时相比于传统的混凝土桩基结构，焚烧炉渣的成本较低，价格优势明显；可以取得显著的经济效益、环境效益和社会效益。

A pile foundation structure with slag and its construction method used in deep soft soil

【技术实现步骤摘要】
一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构及施工方法
本专利技术涉及建筑工程领域，具体为用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构及施工方法。
技术介绍
随着我国经济社会的不断发展，各类大中型城市人口不断增加，城市规模不断扩大，广大居民的生活水平得到不到提高。在人们的日常生活中，不可避免的都会产生大量的垃圾，伴随着人们消费水平的不断提高，我国城市中生活垃圾的产量也随之迅猛增长。如果这些生活得不到有效的处理，将会极大地影响人们的生活环境，甚至对对人们的身体健康造成威胁。而垃圾焚烧作为生活垃圾处理的常用方法目前得到了越来越广泛的应用，在生活垃圾增长日益严峻的形势之下，焚烧是“减量化、无害化、资源化”处置生活垃圾的最佳方式。焚烧炉渣是生活垃圾焚烧的副产物，炉渣表面很粗糙，呈不规则角状，孔隙率较高，孔隙直径也比较大。炉渣若得到充分再利用的话不但可以解决其堆放占用大量耕地的问题，同时还能达到节能减排、资源循环利用的目的。由于炉渣主要物理组分质地坚硬，因而作为集料使用时能保证一定的强度。目前国内外对于垃圾焚烧炉渣的再利用途径传统的方法主要是用作建材，如制砖、作为水泥原料和路基等。例如国际上炉渣的资源化利用途径主要有石油沥青路面的替代骨料，水泥或混凝土的替代骨料，道路路堤或路基等的填充材料等。在美国休斯敦、费城及华盛顿等地，成功地完成了六项利用混合灰渣的沥青铺装的道路工程，包含道路的粘结层、耐磨层或者表层和基层。另外炉渣还常被用作混凝土中的部分替代骨料，例如将炉渣、水、水泥及其它骨料按一定比例制成混凝土砖，这在部分国家及地区以得到了商业化应用。欧洲有些国家因为缺乏天然沙石骨料，道路路基等可利用炉渣作为填料，这一举措成为炉渣资源化利用的主要途径之一。我国在垃圾焚烧炉渣材料的资源化利用方面相对较为局限，主要是制作墙砖和地砖以及吸附剂。例如上海等地以垃圾和焚烧炉渣中分离出的废玻璃并且用非烧结粘结砖工艺制备彩色道砖，对其抗折、抗压强度等指标及放射性与有害物质含量进行检测，发现产品符合国家建筑材料的相关标准；西安、贵阳等地利用垃圾灰混合其它原料，制出了符合国家标准的硅酸养垃圾砖。炉渣除了可以用来制作砖块以外，也可以应用到吸附剂中。这是由于焚烧炉渣经过高温烧结以后一般具有比较高的比表面积，且含有多种矿物质，比如三氧化二铝和二氧化硅等，因此它也常用来制备沸石材料来作为吸附剂，此举可以起到与活性炭类似的吸附过滤效果。可以看出，目前垃圾焚烧炉渣已经在国内外得到了一定程度的再利用，但是再利用的面不够广，主要集中在制砖、替代骨料和路基等方面，且真正应用于工程实践中的较少，多数仅停留在概念或试验阶段。因此焚烧炉渣的资源化利用方面需要进一步的开拓创新，并应用于工程实践中，尽可能的取得经济效益、环境效益和社会效益。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构及施工方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构，所述的桩基结构包括，柔性桩环、炉渣混合桩芯及桩顶强度提升装置，所述的桩顶强度提升装位于所述的桩芯的顶部，所述的炉渣混合桩芯为垃圾焚烧炉渣、中骨料、细骨料、粘结材料混合而成，所述的炉渣混合桩芯填充在所述的柔性桩环内。优选地，所述的炉渣、中骨料、细骨料混合搅拌后，形成级配散体混合料，所述的级配散体混合料通过所述的粘结材料粘结成整体。优选地，所述的桩顶强度提升装置包括箍筋、沿箍筋环形设置的多个纵向钢筋、沿上下方向排列设置的多个网片，所述的纵向钢筋穿过所述的网片，所述的纵向钢筋与所述的箍筋相焊接，所述的网片与所述的纵向钢筋相焊接。优选地，所述的网片为水平双向网片，由光圆钢筋双向绑扎而成。优选地，所述的纵向钢筋为8-12根，长度为0.2-0.5倍的桩芯长度，所述箍筋为直径8-12mm的光圆钢筋，箍筋的高度为0.5倍的纵向钢筋的长度。优选地，所述的桩基结构还包括一桩体压浆管，所述的桩体压浆管用于插入所述的级配散体混合料中，将所述的粘结材料注入所述的级配散体混合料中。优选地，所述的中骨料为卵石、碎石、砾石或石屑中的一种或多种，所述的细骨料为粉煤灰或砂土，砂土宜为细砂、中砂或粗砂中的一种或多种，所述粘结材料为水泥浆液，由水和水泥混合而成。本申请还提供一种桩基结构的施工方法，所述的施工方法包括，(一)将柔性桩环、桩顶强度提升装置及桩体压浆管插入软土层中；(二)在所述的桩环内挤入焚烧炉渣、中骨料、细骨料的混合物；(三)使用所述的桩体压浆管注入粘结材料将焚烧炉渣、中骨料、细骨料的混合物粘结成一体。优选地，在步骤(三)中，所述的桩体压浆管的下端位于桩芯的底部，并随着压浆过程逐步提升并抽离桩芯。优选地，在步骤(二)中，所述的柔性桩环施工完成后，通过钻孔法、振冲法或沉管法将焚烧炉渣、中骨料、细骨料的混合料填入柔性桩环的中部，在柔性桩环及周边软土层中形成水平的挤压力。本专利技术的用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构及施工方法，其结构形式及施工方法安全可靠、技术可行、经济合理，可将垃圾焚烧炉渣这一生活垃圾焚烧的副产物进行资源再利用，极大地拓展了炉渣的利用范围，并可以广泛应用到工程建设中，特别是软土地基的工程建设之中，避免了炉渣随意丢弃带来的生态环境破坏；同时相比于传统的混凝土桩基结构，焚烧炉渣的成本较低，价格优势明显；可以取得显著的经济效益、环境效益和社会效益。附图说明图1是本专利技术桩基结构的剖面示意图。图2是本专利技术桩基结构的平面结构示意图。图3是本专利技术中桩顶强度提升装置的剖面示意图。图4是本专利技术中桩顶强度提升装置及桩体压浆管的平面示意图。图中：1、柔性桩环，2、炉渣混合桩芯，3、纵向钢筋，4、箍筋，5、桩体压浆管，6、水平双向网片，7、炉渣，8、中骨料，9、细骨料，10、粘结材料。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图所示，本专利技术的一种用于软土层中含垃圾焚烧炉渣的桩基结构，包括柔性桩环1、炉渣混合桩芯2及桩顶强度提升装置。所述炉渣混合桩芯2包括垃圾焚烧炉渣7、中骨料8、细骨料9、粘结材料10，其中，炉渣7为粗骨料。炉渣7、中骨料8、细骨料9三者通过一定比例混合搅拌，形成级配散体混合料。所述桩顶强度提升装置包括纵向钢筋3、箍筋4和水平双向网片6。三者同桩体压浆管5通过焊接连接成体，并放置于炉渣混合桩芯2上部。所述柔性桩环1主要为适用于软土地基，用于提高软土地基承载强度的水泥搅拌桩或者高压旋喷桩施工而成，桩径不宜过小，宜为600mmm-1000mm。柔性桩环1的作用主要是增加桩基结构的侧面积，增加侧摩阻力，提高桩基的整体承载能力。炉渣混合桩芯2的直径为柔性桩环1的直径的0.5-0.8倍。其中的级配散体混合料需在施工之前进行搅拌。在柔性桩环1施工完成后通过钻孔法、振冲法或沉管法将级配散体混合料填入柔性桩环1的中部。此施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构，其特征在于，所述的桩基结构包括，柔性桩环、炉渣混合桩芯及桩顶强度提升装置，/n所述的桩顶强度提升装位于所述的桩芯的顶部，/n所述的炉渣混合桩芯为垃圾焚烧炉渣、中骨料、细骨料、粘结材料混合而成，所述的炉渣混合桩芯填充在所述的柔性桩环内。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构，其特征在于，所述的桩基结构包括，柔性桩环、炉渣混合桩芯及桩顶强度提升装置，
所述的桩顶强度提升装位于所述的桩芯的顶部，
所述的炉渣混合桩芯为垃圾焚烧炉渣、中骨料、细骨料、粘结材料混合而成，所述的炉渣混合桩芯填充在所述的柔性桩环内。


2.如权利要求1所述的桩基结构，其特征在于，所述的炉渣、中骨料、细骨料混合搅拌后，形成级配散体混合料，所述的级配散体混合料通过所述的粘结材料粘结成整体。


3.如权利要求1所述的桩基结构，其特征在于，所述的桩顶强度提升装置包括箍筋、沿箍筋环形设置的多个纵向钢筋、沿上下方向排列设置的多个网片，所述的纵向钢筋穿过所述的网片，所述的纵向钢筋与所述的箍筋相焊接，所述的网片与所述的纵向钢筋相焊接。


4.如权利要求3所述的桩基结构，其特征在于，所述的网片为水平双向网片，由光圆钢筋双向绑扎而成。


5.如权利要求3所述的桩基结构，其特征在于，所述的纵向钢筋为8-12根，长度为0.2-0.5倍的桩芯长度，所述箍筋为直径8-12mm的光圆钢筋，箍筋的高度为0.5倍的纵向钢筋的长度。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪楠，史培新，杨阳，唐强，钟邦耀，居俊，虞重庆，屈伟，刘聚富，王攀峰，
申请(专利权)人：苏州大学，中铁十局集团第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32