CN106065608A - 一种预拌高强度水泥土地基基础 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，所述地基基础采用预先拌合的高强度水泥土进行处理，处理的基础形式包括复合地基、整体地基、联合桩基础三种；其中，复合地基由具备一定间距的多根预拌高强度水泥土桩组成，且水泥土桩采用一次取土压灌和二次挤密压灌的方法施工；整体地基由桩身之间相互接触或者咬合的多根预拌高强度水泥土桩组成，且水泥土桩采用取土压灌和挤密压灌相结合的方法施工，形成具有一定范围和深度的高强度水泥土整体地基；联合桩基础是在已经形成的上述的复合地基或者整体地基中，加设多根载体桩和上部承台，通过预拌高强度水泥土桩和载体桩的共同作用提高地基基础的抗剪、抗弯、抗压能力。

Description

一种预拌高强度水泥土地基基础

技术领域

本发明涉及一种地基基础，具体涉及一种预拌高强度水泥土地基基础。

背景技术

水泥土搅拌桩是在软土地基中目前经常采用的一种加固方法，它利用水泥作为固化剂，通过搅拌机械在地基土体的深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。其惯常的施工方法包括粉喷法、高压旋喷法和深层搅拌法，这些方法的适用均具有一定的局限性，比如深层搅拌法和粉喷法对土质要求较高，极易因搅拌不均匀造成桩身强度差异从而影响承载力，高压旋喷法工艺控制严格且易造成浆液浪费和环境污染，而且这三种方法共同的难题，一是因地基中土层硬度和深度的变化，极易造成桩的直径和强度的变化不一，同时深层土体的搅拌或固化的均匀性无法保证，因此所形成的复合地基的强度会受到很大影响；二是深层土体的搅拌过程仅提高了水泥桩的本身强度，而没有对周围地基土体产生积极作用；三是水泥土搅拌桩的本身承载能力有限，结构形式单一，很难满足日益发展的建筑设计需求；四是在搅拌过程中极易造成浆液浪费和环境污染。

发明内容

针对上述问题，本发明首先抛开在地基土体深处进行水泥土搅拌制作这一常规方法，设计了将地基土体取出后进行预先搅拌，即形成预拌高强度水泥土然后再使用的方案，同时针对这种预拌高强度水泥土的性质和特点，进一步提供在不同的地基基础形式中的设计方案和施工方法，期望通过双重压灌法、先置换后挤密、一次搅拌二次使用、刚柔性地基双重作用等多种方案工艺的创新结合，提高建筑地基基础的整体承载能力，并同时达到节约、环保的技术效果。

本发明提供一种预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，所述地基基础采用预先拌合的高强度水泥土进行处理，处理的基础形式包括复合地基、整体地基、联合桩基础三种；其中，所述的复合地基由具备一定间距的多根预拌高强度水泥土桩组成，且水泥土桩采用一次取土压灌和二次挤密压灌的方法施工；所述的整体地基由桩身之间相互接触或者咬合的多根预拌高强度水泥土桩组成，且水泥土桩采用取土压灌和挤密压灌相结合的方法施工，形成具有一定范围和深度的高强度水泥土整体地基；所述的联合桩基础是在已经形成的上述的复合地基或者整体地基中，加设多根载体桩和上部承台，通过预拌高强度水泥土桩和载体桩的共同作用提高地基基础的抗剪、抗弯、抗压能力。

上述地基基础中，预先拌合的高强度水泥土是利用在地基中取出的土体与水与水泥、粉煤灰、砂、石子、外加剂中的一种或多种加固材料按照一定比例拌合成水泥土，拌合后水泥土的塌落度为8～20cm，硬化后水泥土的强度为2～20MPa。

上述地基基础中，所述一次取土压灌方法的施工步骤为：1）在桩位处，通过长螺旋钻杆、取土器、旋挖钻等装置将地基中的土体取出，形成一定长度和直径的桩孔；2）将取出的土体与水与加固材料进行拌合形成预拌高强度水泥土；3）将预拌高强度水泥土压灌入桩孔中，形成一次取土压灌方法制作的水泥土桩；所述二次挤密压灌方法的施工步骤为：1）在上述一次取土压灌方法制作的水泥土桩硬化之前，在该水泥土桩的中心位置，通过锤击、振动、静压的方式之一或者组合，将底端封闭或带有桩尖的护筒沉入到该水泥土桩中；2）将上述一次取土压灌方法中的步骤2）中已经拌合好的预拌高强度水泥土压灌入桩孔中，形成二次挤密压灌方法制作的水泥土桩。

上述地基基础中，所述取土压灌方法的施工步骤为：1）在桩位处，通过长螺旋钻杆、取土器、旋挖钻等装置将地基中的土体取出，形成一定长度和直径的桩孔；2）将取出的土体与水与加固材料进行拌合形成预拌高强度水泥土；3）将预拌高强度水泥土压灌入桩孔中，形成取土压灌方法制作的水泥土桩；所述挤密压灌方法的施工步骤为：1）在上述取土压灌方法制作的水泥土桩硬化之前，在该水泥土桩的中心位置或者相邻的水泥土桩之间的地基土体位置，通过锤击、振动、静压的方式之一或者组合，将底端封闭或带有桩尖的护筒沉入到水泥土桩中或者地基土体中；2）将上述取土压灌方法中的步骤2）中已经拌合好的预拌高强度水泥土压灌入桩孔中，形成二次挤密压灌方法制作的水泥土桩。

上述地基基础中，先采用取土压灌方法施工，后采用挤密压灌方法施工，且挤密压灌方法所使用的预拌高强度水泥土，是取土压灌方法使用预拌高强度水泥土之后所多出的。

上述地基基础中，上述复合地基或者整体地基施工完成后，在桩顶之上铺设一定厚度的垫层。

上述地基基础中，所述联合桩基础中载体桩的施工方法的步骤为：1）在上述已经成型的复合地基或者整体地基的水泥土桩硬化之前，在该复合地基或者整体地基中，通过锤击、振动、静压的方式之一或者组合，沉入底端带有预制桩尖或者活瓣桩尖的护筒；2）向护筒底端填充加固料，加固料包括水泥、砂、碎石的一种或者几种材料的拌合物，加固料还包括砖或瓦；3）利用重锤在护筒内的升降运动对加固料进行夯击；4）经反复进行步骤2）～3）的填料夯击操作后，以三击贯入度或设计填料量为标准控制密实度，从而在桩端形成由挤密的加固料和影响土体组成的桩端载体；5）进行现浇钢筋混凝土或者预制桩身的施工，完成一根载体桩的施工；6）重复进行步骤1）～5）的操作，在该复合地基或者整体地基中制作多根载体桩。

上述地基基础中，载体桩数量少于水泥土桩的数量，且载体桩深度超出或等于上述的复合地基或者整体地基的深度。

上述地基基础中，根据设计要求和地质条件能够省略制作桩端载体的步骤，即直接在上述的复合地基或者整体地基中，施工现浇钢筋混凝土桩或者预制混凝土桩。

本发明提供一种预拌高强度水泥土地基基础，具备如下技术特点和优势：

①将地基土体取出后在地面加水加料进行搅拌，形成预拌高强度水泥土，与在深度土体中搅拌的常规方式相比，其均匀性和强度均大幅度提高，再将该预拌高强度水泥土全部回填到桩位中，即避免缩径、扩径、断桩等缺陷，又确保水泥土桩的整体质量，形成的地基强度较高。

②处理的基础形式包括复合地基、整体地基、联合桩基础三种，适用范围广泛，各类建筑结构形式和地质条件均能使用。

③在复合地基形式中，水泥土桩采用一次取土压灌和二次挤密压灌的方法施工形成，在二次挤密压灌过程中有效扩大了水泥土桩的直径并且对周围土体产生较强挤密加固作用，进一步提高地基的强度和承载力；在荷载要求更大时，采用取土压灌和挤密压灌相结合的方法形成高强度水泥土整体地基，相当于一定范围和深度的整板基础；在遇到如独立柱基对基础强度或变形要求更高的设计要求时，还能够在地基中加设多根载体桩形成刚柔性双重地基，桩端受力面积显著增大，并将上部荷载传递到深层土体，再通过上部的承台将水泥土基础和桩基联合起来，因此极大的提高地基基础的抗剪、抗弯、抗压的承载力。

④施工中，先采用取土压灌法，将取出土体进行预拌后，其体积和质量均有大幅提高，不仅满足当次压灌的所需水泥土量，还可提供给后续的挤密压灌方法使用，达到一次搅拌二次使用的效果，事半功倍。

⑤很好的利用地基土体直接作用建筑材料使用，取之于土用之于土，成本低廉；整个施工过程不产生弃土，不造成土体浪费和污染，经济环保。

附图说明

图1和图2是本发明的预拌高强度水泥土地基基础中复合地基形式的示意图，其中图1是俯视图，图2是正视图；图3和图4是本发明的预拌高强度水泥土地基基础中整体地基形式的示意图，其中图3是俯视图，图4是正视图；图5和图6是本发明的预拌高强度水泥土地基基础中联合桩基础形式的示意图，其中图5是俯视图，图6是正视图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

图1和图2是本发明的预拌高强度水泥土地基基础中复合地基形式的示意图，其中图1是俯视图，图2是正视图，如图1和图2所示，复合地基由多根预拌高强度水泥土桩1组成，水泥土桩的1的直径为0.6m、长度为8m，桩与桩之间的距离为0.6m，水泥土桩的1的顶端铺设砂石垫层2。

图3和图4是本发明的预拌高强度水泥土地基基础中整体地基形式的示意图，其中图3是俯视图，图4是正视图，如图3和图4所示，整体地基由多根预拌高强度水泥土桩1组成，水泥土桩的1的直径为0.6mm、长度为8m，桩与桩之间相互紧密接触，水泥土桩的1的顶端铺设砂石垫层2。

图5和图6是本发明的预拌高强度水泥土地基基础中联合桩基础形式的示意图，其中图5是俯视图，图6是正视图。如图5和图6所示，联合桩基础是在已经形成的如图3和图4所示的整体地基中，加设5根载体桩3，载体桩3的直径为0.5m，长度为12m，载体桩3的顶端设有钢筋混凝土承台4。

Claims (9)

1.一种预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，所述地基基础采用预先拌合的高强度水泥土进行处理，处理的基础形式包括复合地基、整体地基、联合桩基础三种；其中，所述的复合地基由具备一定间距的多根预拌高强度水泥土桩组成，且水泥土桩采用一次取土压灌和二次挤密压灌的方法施工；所述的整体地基由桩身之间相互接触或者咬合的多根预拌高强度水泥土桩组成，且水泥土桩采用取土压灌和挤密压灌相结合的方法施工，形成具有一定范围和深度的高强度水泥土整体地基；所述的联合桩基础是在已经形成的上述的复合地基或者整体地基中，加设多根载体桩和上部承台，通过预拌高强度水泥土桩和载体桩的共同作用提高地基基础的抗剪、抗弯、抗压能力。

2.如权利要求1所述的预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，预先拌合的高强度水泥土是利用在地基中取出的土体与水与水泥、粉煤灰、砂、石子、外加剂中的一种或多种加固材料按照一定比例拌合成水泥土，拌合后水泥土的塌落度为8～20cm，硬化后水泥土的强度为2～20MPa。

3.如权利要求1～2所述的预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，上述的水泥土桩采用一次取土压灌和二次挤密压灌的方法施工，其中，所述一次取土压灌方法的施工步骤为：1）在桩位处，通过长螺旋钻杆、取土器、旋挖钻等装置将地基中的土体取出，形成一定长度和直径的桩孔；2）将取出的土体与水与加固材料进行拌合形成预拌高强度水泥土；3）将预拌高强度水泥土压灌入桩孔中，形成一次取土压灌方法制作的水泥土桩；所述二次挤密压灌方法的施工步骤为：1）在上述一次取土压灌方法制作的水泥土桩硬化之前，在该水泥土桩的中心位置，通过锤击、振动、静压的方式之一或者组合，将底端封闭或带有桩尖的护筒沉入到该水泥土桩中；2）将上述一次取土压灌方法中的步骤2）中已经拌合好的预拌高强度水泥土压灌入桩孔中，形成二次挤密压灌方法制作的水泥土桩。

4.如权利要求1～2所述的预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，上述的水泥土桩采用取土压灌和挤密压灌相结合的方法施工，其中，所述取土压灌方法的施工步骤为：1）在桩位处，通过长螺旋钻杆、取土器、旋挖钻等装置将地基中的土体取出，形成一定长度和直径的桩孔；2）将取出的土体与水与加固材料进行拌合形成预拌高强度水泥土；3）将预拌高强度水泥土压灌入桩孔中，形成取土压灌方法制作的水泥土桩；所述挤密压灌方法的施工步骤为：1）在上述取土压灌方法制作的水泥土桩硬化之前，在该水泥土桩的中心位置或者相邻的水泥土桩之间的地基土体位置，通过锤击、振动、静压的方式之一或者组合，将底端封闭或带有桩尖的护筒沉入到水泥土桩中或者地基土体中；2）将上述取土压灌方法中的步骤2）中已经拌合好的预拌高强度水泥土压灌入桩孔中，形成二次挤密压灌方法制作的水泥土桩。

5.如权利要求1～4之一所述的预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，先采用取土压灌方法施工，后采用挤密压灌方法施工，且挤密压灌方法所使用的预拌高强度水泥土，是取土压灌方法使用预拌高强度水泥土之后所多出的。

6.如权利要求1～5之一所述的预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，上述复合地基或者整体地基施工完成后，在桩顶之上铺设一定厚度的垫层。

7.如权利要求1、3、4、5之一所述的预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，上述联合桩基础中载体桩的施工方法的步骤为：1）在上述已经成型的复合地基或者整体地基的水泥土桩硬化之前，在该复合地基或者整体地基中，通过锤击、振动、静压的方式之一或者组合，沉入底端带有预制桩尖或者活瓣桩尖的护筒；2）向护筒底端填充加固料，加固料包括水泥、砂、碎石的一种或者几种材料的拌合物，加固料还包括砖或瓦；3）利用重锤在护筒内的升降运动对加固料进行夯击；4）经反复进行步骤2）～3）的填料夯击操作后，以三击贯入度或设计填料量为标准控制密实度，从而在桩端形成由挤密的加固料和影响土体组成的桩端载体；5）进行现浇钢筋混凝土或者预制桩身的施工，完成一根载体桩的施工；6）重复进行步骤1）～5）的操作，在该复合地基或者整体地基中制作多根载体桩。

8.如权利要求1或7所述的预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，载体桩的数量少于水泥土桩的数量，且载体桩深度超出或等于上述的复合地基或者整体地基的深度。

9.如权利要求1或7所述的预拌高强度水泥土地基基础，其特征在于，根据设计要求和地质条件能够省略制作桩端载体的步骤，即直接在上述的复合地基或者整体地基中，施工现浇钢筋混凝土桩或者预制混凝土桩。