CN109989397B - 一种方形组合式水泥土复合桩及其成型方法 - Google Patents

一种方形组合式水泥土复合桩及其成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种方形组合式水泥土复合桩，包括复合桩本体，所述复合桩本体的内部设有桩芯，所述桩芯的内部设有水泥土、细骨料和粗骨料，该水泥土复合桩需要成本低，通过向小连接孔内注入细骨料，而细骨料为砂子、保温材料和隔音材料的混合物，提高其保温性和隔音效果，加上向U型槽添加粗骨料，减少其水泥浆的量，从而降低成本，使用的水泥土既能满足强度要求，又能提高其渗透性能，提高水泥土复合桩的整体性能，而且可以对水泥土复合桩进行现场施工，无需使每个水泥土复合桩进行拼接，而是一体成型，每个复合桩之间的连接融为一体，并在桩芯的外侧浇灌混凝土，提高其整体的承载能力，提高复合桩的使用寿命，降低成本，提高成型效率。

Description

一种方形组合式水泥土复合桩及其成型方法
技术领域
本发明涉及水泥土复合桩领域，具体为一种方形组合式水泥土复合桩及其成型方法。
背景技术
在建筑领域中，地基的各种性能直接关系到上部建筑物整体的稳定性和安全性，以及在使用时的方便性，在一些地基土质不良的地区，尤其是软土地区，经常需要进行地基土的改良或置换等处理方式，或在进行基坑开挖时，需要对基坑周围土进行支护作用。现常用于地基处理及基坑支护中的技术有：深层水泥土搅拌桩，碎石桩，钢筋混凝土微型桩以及钻孔灌注桩等。
现有的水泥土复合桩稳定性能差，对钢材和水泥浆的需求过多，而且水泥土复合桩的承载能力弱，不能对水泥土复合桩进行现场施工，也不能对水泥土复合桩进行叠加成型，一般都是通过对每个单独的复合桩拼接加固的，稳定性能差，水泥的强度也弱，其隔音强度和保温效果差，影响其复合桩的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种方形组合式水泥土复合桩及其成型方法，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种方形组合式水泥土复合桩，包括复合桩本体，所述复合桩本体的内部设有桩芯，所述桩芯的内部设有水泥土、细骨料和粗骨料，所述桩芯的一侧设有第一大U型钢，所述第一大U型钢的两端均焊接有第一连接板，所述桩芯的另一侧设有第二大U型钢，所述第二大U型钢的两端均焊接有第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板上均设有填料孔，所述填料孔的一侧设有U型槽，所述U型槽上设有小U型钢，所述第一大U型钢和所述第二大U型钢之间通过连接钢板焊接相连，所述连接钢板的中部设有大连接孔，所述大连接孔的外侧均匀分布设置有四个小连接孔，所述连接钢板的中部设有大钢柱，所述大钢柱的四周均匀分布设置有小钢柱，所述第一大U型钢和所述第二大U型钢上均设有若干个所述大连接孔和所述小连接孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述小U型钢与所述第一连接板和所述第二连接板活动相连，所述小钢柱和所述大钢柱分别与所述连接钢板上的所述小连接孔和所述大连接孔活动相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述小U型钢、所述大钢柱和所述小钢柱的长度均比所述桩芯长80-90厘米。
作为本发明的一种优选技术方案，所述细骨料为砂子、保温材料和隔音材料的混合物，所述粗骨料为碎石或工业矿渣及炉渣。
作为本发明的一种优选技术方案，所述水泥土采用的水泥掺量即水泥质量与湿土质量之比在15％-20％之间；磷酸二氢钙和偏高岭土用作水泥土添加材料，其掺量即磷酸二氢钙和偏高岭土的质量与湿土质量之比，分别位于0.5％-1.5％和1％-5％之间。
一种方形组合式水泥土复合桩成型方法，包括以下步骤；
步骤一：制定桩基、混凝土和水泥土浆，通过混凝土和钢筋制定桩基；
步骤二：把所述桩芯固定于混凝土浇灌的桩基上，并通过模具板固定在桩基的四周，通过模具板把所述桩芯的四周围起；
步骤三：把所述小钢柱和所述小U型钢分别插入到所述小连接孔和所述U型槽内；
步骤四：向所述大连接孔内灌入水泥浆，灌入深度为所述桩芯长度的十分之九，等水泥浆半凝固后，把所述小钢柱从所述小连接孔中抽拉出来，等水泥浆完全凝固后，向所述小连接孔内注入所述细骨料，灌入深度为所述桩芯长度的十分之九，并通过液压杆夯实；
步骤五：通过取出所述第一大U型钢和所述第二大U型钢上的模具板，并让模具板固定在所述第一连接板和所述第二连接板的四周，然后将所述粗骨料与适量的保水剂混合搅拌，通过给所述填料孔灌入，灌入深度为所述桩芯长度的十分之九，并通过液压杆夯实；
步骤六：把所述小U型钢从所述U型槽内抽出，将混凝土中加入适量的膨胀剂、防水剂和防冻剂混合搅拌后，并向所述U型槽内灌入混合的混凝土，等混凝土凝固后取出模具板；
步骤七：将第二个所述桩芯底端的所述第一连接板和所述第二连接板与第一个所述桩芯顶端的所述第一连接板和所述第二连接板对齐，通过向所述小连接孔和所述U型槽内插入所述小钢柱和所述小U型钢，从而让第一个所述桩芯和第二个所述桩芯相连接；
步骤八：循环步骤四至步骤七，完成第二个所述桩芯的成型。
本发明的有益效果是：该水泥土复合桩需要成本低，通过向小连接孔内注入细骨料，而细骨料为砂子、保温材料和隔音材料的混合物，提高其保温性和隔音效果，加上向U型槽添加粗骨料，减少其水泥浆的量，从而降低成本，使用的水泥土既能满足强度要求，又能提高其渗透性能，提高水泥土复合桩的整体性能，而且可以对水泥土复合桩进行现场施工，无需使每个水泥土复合桩进行拼接，而是一体成型，每个复合桩之间的连接融为一体，并在桩芯的外侧浇灌混凝土，提高其整体的承载能力，提高复合桩的使用寿命，降低成本，提高成型效率，粗骨料里面加入保水剂，使其适用于砂土地层，灵活性强，在混凝土中加入膨胀剂，使其与粗骨料的咬合更加紧密，加入防水剂和防冻剂，便于在冬季施工条件下进行露天保存，防水剂的加入，可以防止不良水质对桩体的侵蚀破坏，提高桩的整个的质量，而且水泥土被封闭于型钢内，单向受弯状态改变成三向受压状态，提高了水泥土复合桩的抗侧刚度。
附图说明
图1为本发明的复合桩内部结构示意图；
图2为本发明复合桩展开结构示意图；
图中：1、复合桩本体，2、桩芯，3、小U型钢，4、大钢柱，5、小钢柱，6、混凝土，7、粗骨料，8、细骨料，9、第一大U型钢，10、第二大U型钢，11、连接钢板，12、第一连接板，13、第二连接板，14、U型槽，15、填料孔，16、小连接孔，17、大连接孔，18、水泥土。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种方形组合式水泥土复合桩，包括复合桩本体1，复合桩本体1的内部设有桩芯2，桩芯2的内部设有水泥土18、细骨料8和粗骨料7，桩芯2的一侧设有第一大U型钢9，第一大U型钢9的两端均焊接有第一连接板12，桩芯2的另一侧设有第二大U型钢10，第二大U型钢10的两端均焊接有第二连接板13，第一连接板12和第二连接板13上均设有填料孔15，填料孔15的一侧设有U型槽14，U型槽14上设有小U型钢3，第一大U型钢9和第二大U型钢10之间通过连接钢板11焊接相连，连接钢板11的中部设有大连接孔17，大连接孔17的外侧均匀分布设置有四个小连接孔16，连接钢板11的中部设有大钢柱4，大钢柱4的四周均匀分布设置有小钢柱5，第一大U型钢9和第二大U型钢10上均设有若干个大连接孔17和小连接孔16。
小U型钢3与第一连接板12和第二连接板13活动相连，小钢柱5和大钢柱4分别与连接钢板11上的小连接孔16和大连接孔17活动相连。
小U型钢3、大钢柱4和小钢柱5的长度均比桩芯2长80-90厘米。
细骨料8为砂子、保温材料和隔音材料的混合物，粗骨料7为碎石或工业矿渣及炉渣。
水泥土18采用的水泥掺量即水泥质量与湿土质量之比在15％-20％之间；磷酸二氢钙和偏高岭土用作水泥土添加材料，其掺量即磷酸二氢钙和偏高岭土的质量与湿土质量之比，分别位于0.5％-1.5％和1％-5％之间。
一种方形组合式水泥土复合桩成型方法，包括以下步骤；
步骤一：制定桩基、混凝土和水泥土浆，通过混凝土和钢筋制定桩基；
步骤二：把桩芯2固定于混凝土浇灌的桩基上，并通过模具板固定在桩基的四周，通过模具板把桩芯2的四周围起；
步骤三：把小钢柱5和小U型钢3分别插入到小连接孔16和U型槽14内；
步骤四：向大连接孔17内灌入水泥浆，灌入深度为桩芯2长度的十分之九，等水泥浆半凝固后，把小钢柱5从小连接孔16中抽拉出来，等水泥浆完全凝固后，向小连接孔16内注入细骨料8，灌入深度为桩芯2长度的十分之九，并通过液压杆夯实；
步骤五：通过取出第一大U型钢9和第二大U型钢10上的模具板，并让模具板固定在第一连接板12和第二连接板13的四周，然后将粗骨料7与适量的保水剂混合搅拌，通过给填料孔15灌入，灌入深度为桩芯2长度的十分之九，并通过液压杆夯实；
步骤六：把小U型钢3从U型槽14内抽出，将混凝土中加入适量的膨胀剂、防水剂和防冻剂混合搅拌后，并向U型槽14内灌入混合的混凝土，等混凝土凝固后取出模具板；
步骤七：将第二个桩芯2底端的第一连接板12和第二连接板13与第一个桩芯2顶端的第一连接板12和第二连接板13对齐，通过向小连接孔16和U型槽14内插入小钢柱5和小U型钢3，从而让第一个桩芯2和第二个桩芯2相连接；
步骤八：循环步骤四至步骤七，完成第二个桩芯2的成型。
该水泥土复合桩需要成本低，通过向小连接孔内注入细骨料，而细骨料为砂子、保温材料和隔音材料的混合物，提高其保温性和隔音效果，加上向U型槽添加粗骨料，减少其水泥浆的量，从而降低成本，使用的水泥土既能满足强度要求，又能提高其渗透性能，提高水泥土复合桩的整体性能，而且可以对水泥土复合桩进行现场施工，无需使每个水泥土复合桩进行拼接，而是一体成型，每个复合桩之间的连接融为一体，并在桩芯的外侧浇灌混凝土，提高其整体的承载能力，提高复合桩的使用寿命，降低成本，提高成型效率，粗骨料里面加入保水剂，使其适用于砂土地层，灵活性强，在混凝土中加入膨胀剂，使其与粗骨料的咬合更加紧密，加入防水剂和防冻剂，便于在冬季施工条件下进行露天保存，防水剂的加入，可以防止不良水质对桩体的侵蚀破坏，提高桩的整个的质量，而且水泥土被封闭于型钢内，单向受弯状态改变成三向受压状态，提高了水泥土复合桩的抗侧刚度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种方形组合式水泥土复合桩，包括复合桩本体(1)，其特征在于：所述复合桩本体(1)的内部设有桩芯(2)，所述桩芯(2)的内部设有水泥土(18)、细骨料(8)和粗骨料(7)，所述桩芯(2)的一侧设有第一大U型钢(9)，所述第一大U型钢(9)的两端均焊接有第一连接板(12)，所述桩芯(2)的另一侧设有第二大U型钢(10)，所述第二大U型钢(10)的两端均焊接有第二连接板(13)，所述第一连接板(12)和所述第二连接板(13)上均设有填料孔(15)，所述填料孔(15)的一侧设有U型槽(14)，所述U型槽(14)上设有小U型钢(3)，所述第一大U型钢(9)和所述第二大U型钢(10)之间通过连接钢板(11)焊接相连，所述连接钢板(11)的中部设有大连接孔(17)，所述大连接孔(17)的外侧均匀分布设置有四个小连接孔(16)，所述连接钢板(11)的中部设有大钢柱(4)，所述大钢柱(4)的四周均匀分布设置有小钢柱(5)，所述第一大U型钢(9)和所述第二大U型钢(10)上均设有若干个所述大连接孔(17)和所述小连接孔(16)； 方形组合式水泥土复合桩的成型方法包括以下步骤：
步骤一：制定桩基、混凝土和水泥土浆，通过混凝土和钢筋制定桩基；
步骤二：把所述桩芯(2)固定于混凝土浇灌的桩基上，并通过模具板固定在桩基的四周，通过模具板把所述桩芯(2)的四周围起；
步骤三：把所述小钢柱(5)和所述小U型钢(3)分别插入到所述小连接孔(16)和所述U型槽(14)内；
步骤四：向所述大连接孔(17)内灌入水泥土浆，灌入深度为所述桩芯(2)长度的十分之九，等水泥土浆半凝固后，把所述小钢柱(5)从所述小连接孔(16)中抽拉出来，等水泥土浆完全凝固后，向所述小连接孔(16)内注入所述细骨料(8)，灌入深度为所述桩芯(2)长度的十分之九，并通过液压杆夯实；
步骤五：通过取出所述第一大U型钢(9)和所述第二大U型钢(10)上的模具板，并让模具板固定在所述第一连接板(12)和所述第二连接板(13)的四周，然后将所述粗骨料(7)与适量的保水剂混合搅拌，通过给所述填料孔(15)灌入，灌入深度为所述桩芯(2)长度的十分之九，并通过液压杆夯实；
步骤六：把所述小U型钢(3)从所述U型槽(14)内抽出，将混凝土中加入适量的膨胀剂、防水剂和防冻剂混合搅拌后，并向所述U型槽(14)内灌入混合的混凝土，等混凝土凝固后取出模具板；
步骤七：将第二个所述桩芯(2)底端的所述第一连接板(12)和所述第二连接板(13)与第一个所述桩芯(2)顶端的所述第一连接板(12)和所述第二连接板(13)对齐，通过向所述小连接孔(16)和所述U型槽(14)内插入所述小钢柱(5)和所述小U型钢(3)，从而让第一个所述桩芯(2)和第二个所述桩芯(2)相连接；
步骤八：循环步骤四至步骤七，完成第二个所述桩芯(2)的成型。
2.根据权利要求1所述的一种方形组合式水泥土复合桩，其特征在于：所述小U型钢(3)与所述第一连接板(12)和所述第二连接板(13)活动相连，所述小钢柱(5)和所述大钢柱(4)分别与所述连接钢板(11)上的所述小连接孔(16)和所述大连接孔(17)活动相连。
3.根据权利要求1所述的一种方形组合式水泥土复合桩，其特征在于：所述小U型钢(3)、所述大钢柱(4)和所述小钢柱(5)的长度均比所述桩芯(2)长80-90厘米。
4.根据权利要求1所述的一种方形组合式水泥土复合桩，其特征在于：所述细骨料(8)为砂子、保温材料和隔音材料的混合物，所述粗骨料(7)为碎石或工业矿渣及炉渣。
5.根据权利要求1所述的一种方形组合式水泥土复合桩，其特征在于：所述水泥土(18)采用的水泥掺量即水泥质量与湿土质量之比在15％-20％之间；磷酸二氢钙和偏高岭土用作水泥土添加材料，其掺量即磷酸二氢钙和偏高岭土的质量与湿土质量之比，分别位于0.5％-1.5％和1％-5％之间。
6.一种权利要求1所述的方形组合式水泥土复合桩成型方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤一：制定桩基、混凝土和水泥土浆，通过混凝土和钢筋制定桩基；
步骤二：把所述桩芯(2)固定于混凝土浇灌的桩基上，并通过模具板固定在桩基的四周，通过模具板把所述桩芯(2)的四周围起；
步骤三：把所述小钢柱(5)和所述小U型钢(3)分别插入到所述小连接孔(16)和所述U型槽(14)内；
步骤四：向所述大连接孔(17)内灌入水泥土浆，灌入深度为所述桩芯(2)长度的十分之九，等水泥土浆半凝固后，把所述小钢柱(5)从所述小连接孔(16)中抽拉出来，等水泥土浆完全凝固后，向所述小连接孔(16)内注入所述细骨料(8)，灌入深度为所述桩芯(2)长度的十分之九，并通过液压杆夯实；
步骤五：通过取出所述第一大U型钢(9)和所述第二大U型钢(10)上的模具板，并让模具板固定在所述第一连接板(12)和所述第二连接板(13)的四周，然后将所述粗骨料(7)与适量的保水剂混合搅拌，通过给所述填料孔(15)灌入，灌入深度为所述桩芯(2)长度的十分之九，并通过液压杆夯实；
步骤六：把所述小U型钢(3)从所述U型槽(14)内抽出，将混凝土中加入适量的膨胀剂、防水剂和防冻剂混合搅拌后，并向所述U型槽(14)内灌入混合的混凝土，等混凝土凝固后取出模具板；
步骤七：将第二个所述桩芯(2)底端的所述第一连接板(12)和所述第二连接板(13)与第一个所述桩芯(2)顶端的所述第一连接板(12)和所述第二连接板(13)对齐，通过向所述小连接孔(16)和所述U型槽(14)内插入所述小钢柱(5)和所述小U型钢(3)，从而让第一个所述桩芯(2)和第二个所述桩芯(2)相连接；
步骤八：循环步骤四至步骤七，完成第二个所述桩芯(2)的成型。
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