CN113863349A - 一种抗拔型可控刚度桩筏基础结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗拔型可控刚度桩筏基础结构及施工方法，其中抗拔型可控刚度桩筏基础结构，包括桩体、筏板、底座、侧护板、缸体以及刚度调节装置；缸体套设在桩体顶部的底座上，缸体内侧壁与所述侧护板外壁及桩体固定连接；所述缸体为上部封闭、下部开口的圆形结构；所述缸体顶部设有若干套筒及注浆孔；所述套筒下部与桩体内纵筋固定连接，所述套筒上部与所述筏板内钢筋连接；所述缸体顶部的注浆孔与筏板上的注浆通道连通。本发明有效利用套筒分别连接桩身纵筋与筏板内钢筋，大幅提升了可控刚度桩筏基础连接处抗拔性能。利用胶结材料将柔性侧护板、刚性一体化缸体与底座组合连接的方式，提高了可控刚度桩筏基础桩体顶部构造的防渗能力。
Description
技术领域
本发明属于地基基础技术领域，涉及一种抗拔型可控刚度桩筏基础结构及施工方，用于可控刚度桩筏基础的工程实践。
背景技术
可控刚度桩筏基础是一种在桩体顶部设置专门的刚度调节装置，能实现对桩基支承刚度有效干预与调节的新型桩筏基础。可控刚度桩筏基础通过优化桩与桩以及桩与土的变形协调，能有效解决大支承刚度桩如端承桩尤其是嵌岩桩的桩土共同作用、大底盘建筑或建筑群的变刚度调平、复杂地质条件如孤石、溶洞、基岩缺失、剧烈起伏以及土岩组合等建设高层或超高层建筑以及建筑物废旧桩基的再生利用等常规技术不能解决或代价较大的工程难题。近十余年来，可控刚度桩筏基础应用于近百个工程项目，经济效益和社会效益显著，但在使用过程中也发现了两点不足。
第一点不足之处在于可控刚度桩筏基础构造需进一步优化。可控刚度桩筏基础中刚度调节装置是直接设置于桩与筏板之间，起到调节基桩支承刚度的作用，但调节装置也仅仅是在建筑物建设期间发挥作用，等到建筑物全部荷载施加完毕后，调节装置要退出工作状态，同时恢复原有桩基的承载性能。为了满足可控刚度桩筏基础的工作性能，目前的可控刚度桩筏基础桩与筏板的连接形式与常规桩筏基础不同，有专门的要求，具体可见专利“一种支承刚度可调式桩筏基础及施工工艺”ZL200910028358.4。这种形式的构造随着可控刚度桩筏基础的推广与应用经历了实践的检验，取得了不错的效果，但也暴露了一些弊端，主要体现在以下几个方面：①现有桩体顶部构造中的侧护板为1-3mm厚的薄钢板，薄钢板与盖板的连接采用点焊的模式满焊容易将薄钢板烧穿且非常耗时耗力，具体施工中较难保证侧护板与盖板的紧密贴合，在浇筑筏板混凝土时混凝土的浆液容易从缝隙中渗漏至桩体顶部空腔中；②侧护板的薄钢板与桩体顶部混凝土是简单的接触连接，留有较大缝隙，在建筑物基坑停止降水后，地下水可以通过这个缝隙注满桩体顶部空腔，并进一步通过设置的注浆管进入地下室，不仅对地下室的使用环境造成影响，还给设置于桩体顶部空腔中的刚度调节器耐久性带来一定的不利影响；③目前的桩体顶部构造中在每个刚度调节器的下面均设置了调节器基座，基座通过直径8-10mm的竖向钢筋与桩身钢筋连接固定。这种构造形式要求调节器底座和底座下的竖向钢筋必须进行预埋，具体施工时要求桩体顶部少量的混凝土必须进行二次浇筑，增加了施工步骤，给施工带来一定的不利，也增加了造价。上述问题需要进一步的完善与解决。
第二点不足之处在于可控刚度桩筏基础的抗拔性能需进一步优化。随着刚度调节装置的发展，可控刚度桩筏基础在超高层建筑中也具有较好的应用前景，但受限于超高层建筑物常面临较大的风荷载等，需可控刚度桩筏基础具备较强的抗拔特性，以满足抗倾覆验算等。过往的可控刚度桩筏基础构造未设置抗拔钢筋的原因在于：若在可控刚度桩筏基础顶部构造中设置纵向抗拔钢筋，当上部荷载逐渐增大，刚度调节装置逐步产生压缩变形，造成连接的纵向钢筋随之压缩变形，进而失去抗拔性能，造成了现有的可控刚度桩筏基础连接处的抗拔性能有限，不利于可控刚度桩筏基础在超高层建筑中的进一步推广应用。
因此，需提出一种抗拔性能与防渗性能优越、制造成本较低、免二次浇筑、便于施工的可控刚度桩筏基础桩体顶部构造及施工方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗拔型可控刚度桩筏基础结构及施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种抗拔型可控刚度桩筏基础结构，包括桩体以及筏板，其特征在于，还包括：
底座，固定安装于桩体顶部；
侧护板，与所述底座相连；
缸体，所述缸体套设在桩体顶部的底座上，缸体内侧壁与所述侧护板外壁及桩体固定连接；所述缸体为上部封闭、下部开口的圆形结构；所述缸体顶部设有若干套筒及注浆孔；所述套筒下部与桩体内纵筋固定连接，所述套筒上部与所述筏板内钢筋连接；所述缸体顶部的注浆孔与筏板上的注浆通道连通；通过所述注浆孔向所述缸体内灌注满灌浆料；
刚度调节装置，设置在所述缸体顶部内壁与所述底座上端之间的空间。
本发明桩筏结构的抗拔原理：通过利用上部带有钢筋、下部圆柱体内壁设有锯齿的套筒结构，分别连接筏板内钢筋与桩体内纵筋，通过可熔合金热熔帮助刺入套筒内的桩体纵筋形成扩大头以及注浆时浆液入渗、挤密、冷凝等一系列过程填充圆柱体套筒空隙，固定了套筒下部圆柱体与桩体内纵筋连接处，大幅提升桩体顶部构造的抗拔强度，解决现有技术中可控刚度桩筏基础连接处抗拔性能欠佳的工程技术难题。利用胶结材料将侧护板、缸体与底座组合连接的方式，提高了可控刚度桩筏基础桩体顶部构造的防渗能力，避免了侧护板与盖板连接不严密容易漏浆、侧护板与桩体顶部混凝土简单接触连接容易渗水、刚度调节装置受地下水影响造成调节精度下降的问题。利用水泥基高强灌浆料修补桩头至圆形截面，直接安装底座于桩头上，用以安装刚度调节装置，解决了现有技术刚度调节装置安装前需二次浇筑桩体顶部混凝土导致施工费时费力的问题，消除了桩体顶部应力集中的现象。制备的桩头修复材料具有较好的防腐性、水稳性、耐疲劳性等，其早期强度非常高，可在修补结束数天内进行后续的施工步骤，进一步缩减了桩体顶部刚度调节装置安装的施工工期。制备的胶结材料制备工艺简单、绿色环保，具备较强的粘结能力，同时具有防腐、防水、抗老化的特性，解决了柔性侧护板与底座、一体化缸体的连接问题。所提出的可控刚度桩筏基础构造及其施工方法安全可行，步骤简单合理，节约了施工成本，提高了施工效率，提升了可控刚度桩筏基础的工作性能与施工质量。
抗拔型可控刚度桩筏结构的施工方法，包括：
第一步、制作底座、侧护板及缸体，配制水泥基高强灌浆料及胶结材料；
第二步、采用水泥基高强灌浆料修补桩头，采用水平仪校核桩头表面水平度；
第三步、将预制好的底座安装于桩头，桩体内纵筋穿过底座相应位置圆孔后依据设计标高截断至同一高度，并校核纵筋垂直度，随后在底座相应圆形凹槽内安装刚度调节装置；
第四步、刚度调节装置安装完毕后，在侧护板底部以及底座圆环形凹槽内壁均匀涂抹胶结材料，将两者固定连接，等待胶结材料凝结；
第五步、在侧护板外壁、侧护板顶部、桩头侧表面以及缸体内部侧壁均匀涂抹胶结材料，将缸体固定安装于侧护板以及桩头外部，并向下压入至指定高度，保持桩体内纵筋略微插入套筒下部圆柱体内，随后等待胶结材料凝结；
第六步、将套筒上部钢筋与筏板钢筋笼绑扎，缸体顶部注浆孔位置固定安装两个圆管，圆管与注浆孔采用满焊连接，并在圆管内放置橡胶塞，浇筑筏板即完成施工；
第七步、施工完成后，等待刚度调节装置沉降不在变化，开启加热装置融化低温可熔合金，到达指定加热时间后，关闭加热装置；
第八步、打开注浆孔，注入超细水泥浆，直至浆液漫出，即完毕。
针对灌注桩桩体顶部清除浮浆后存在的桩头不完整、桩截面形状与圆形相距较远等问题，利用高强度灌浆料对桩头进行修补或修正。
水泥基高强灌浆料由如下材料制备：
工艺流程：确定配比，原料称量备用--粉碎研磨，制得混合粉末物料A--混合溶液制备--骨料固化处理--烘干处理--粉碎研磨，制得混合粉末物料B--“二次搅拌静停工艺”，制得水泥基高强灌浆材料。
S1、取以下原料按重量份称量：水泥熟料78～110份、纳米氧化硅11-17份、钢纤维8-15份、陶瓷微粒15-20份、硅酸钠22-30份、矿渣12-18份、钢渣20-28份、铝氧熟料11-17份、亚硝酸钠16-22份、硬脂酸钠8-14份、磷石膏7-12份、二氧化钛3-5份、河砂18-25份、氢氧化钠55-68份、工业水玻璃35-52份；
S2、将干燥的水泥熟料、纳米氧化硅、钢纤维、硅酸钠、铝氧熟料、亚硝酸钠、硬脂酸钠、磷石膏和二氧化钛加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料A；
S3、将称量好的氢氧化钠、工业水玻璃加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为8-10min，搅拌速率为450-550r/min,制得混合溶液；
S4、将干燥的陶瓷微粒、矿渣和钢渣浸没于步骤S3中制得的混合溶液中，浸泡时间45-48h；
S5、将步骤S4中浸泡后的陶瓷微粒、矿渣和钢渣放入烘箱中进行低温烘干，烘箱温度为50-60℃，直至完全干燥；
S6、将步骤S5中烘干的陶瓷微粒、矿渣和钢渣加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1mm，制得混合粉末物料B；
S7、将步骤S2中制得的混合粉末物料A和步骤S6中制得的混合粉末物料B加入电加热双轴反应釜中进行“二次搅拌”，即第一次搅拌时间控制在5～10分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间控制在10-15min，搅拌速率均为250-350r/min，搅拌温度控制在30-38℃，以此制得水泥基高强灌浆材料。需要指出的是，采用步骤S4、S5、S6制得的混合粉末物料B可显著提高水泥基高强灌浆材料的早期强度、抗疲劳能力等，在进一步解决灌浆材料安定性问题的同时，消耗了大量的工业固废。
通过采用上述技术方案，可控刚度桩筏基础的实际桩体顶部标高按照建筑物地下室筏板底标高扣除可控刚度桩筏基础桩体顶部相应构造所占高度而得到的实际桩体顶部标高进行控制，修补完的桩头平整且近似等于圆形，便于底座安装，避免了现有技术刚度调节装置安装前需二次浇筑桩体顶部混凝土的施工过程，节约了施工成本，缩减了施工工期。制备的水泥基高强灌浆料具有较好的防腐性、水稳性、耐疲劳性等，抗压强度非常高，同时制备工艺简单、成本低、绿色环保，尤为重要的是其早期强度较高，可在修补结束数天内进行后续的施工步骤，进一步缩减了桩体顶部刚度调节装置安装的施工工期。
所述安装于桩体顶部的底座为圆形，在所述底座上端设置安装槽用以放置刚度调节装置，所述安装槽为凹槽，所述凹槽为圆形，所述安装槽的尺寸与刚度调节装置底部的尺寸一致，所述底座上端外侧留有圆环形凹槽，用以连接柔性侧护板。所述柔性侧护板为圆环形，所述侧护板为丁基橡胶材料，所述缸体套装于所述侧护板、所述桩体外侧，所述侧护板底部与所述底座圆环形凹槽之间、所述侧护板外壁与所述缸体内壁之间、所述缸体内壁与所述桩体之间均通过胶结材料固定连接。
所述胶结材料制备方法及使用方法如下：
工艺流程：确定配比，原料称量备用--混合溶液制备--粉碎研磨，制得混合粉末物料--“二次搅拌静停工艺”--“逐级分阶”降温拌制处理--拌和物反应釜共聚处理--冷分散法制得胶结材料--水冲清洗，外表面干燥处理--胶结材料喷涂。
S1、取以下原料按重量份称量：环氧树脂45-72份，醋酸乙烯树脂22-30份，聚乙烯丙纶纤维10-15份，增韧剂12-15份、丙烯酸乳液8-15份，丁基橡胶7-12份，EVA树脂22-30份，C9石油树脂2-5份、液体石蜡2-4份、轻质碳酸钙粉末3-6份、滑石粉5-8份，聚乙烯醇8-14份，聚丙酰胺8-15份、水200-260份。
S2、将称量好的环氧树脂、丙烯酸乳液和液体石蜡加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为25-40min，搅拌速率为400-600r/min,制得混合溶液；
S3、将干燥的醋酸乙烯树脂、聚乙烯丙纶纤维、增韧剂、丁基橡胶、EVA树脂、C9石油树脂、轻质碳酸钙粉末、滑石粉、聚乙烯醇和聚丙酰胺加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料；
S4、将步骤S2中制得的混合溶液、步骤S3中制得的混合粉末物料以及水加入电加热双轴反应釜中进行“二次搅拌静停处理”，即第一次搅拌时间控制在5～10分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间亦控制在5-10min，搅拌速率均为350-500r/min，搅拌温度控制在80-95℃；
S5、将反应釜的搅拌温度“逐级分阶”降至42-48℃，每级降温10～20℃，搅拌速率降至200-250r/min，继续搅拌5-10min，搅拌均匀后停机；
S6、将S5中搅拌完成的物料在反应釜中共聚，共聚时间50-65min；
S7、将步骤S6中制得的搅拌料出料至冷却筒中，采用冷分散法制得胶结材料；
S8、采用水枪冲洗底座圆环形凹槽内壁、柔性侧护板外壁、顶部以及一体化缸体内壁，洗净后采用吹风机干燥其表面；
S9、采用喷枪均匀将步骤S7制得的胶结材料均匀喷涂至经步骤S8干燥后装置表面。
需要指出的是，在所述胶结材料制备过程中添加一定的丁基橡胶材料，可以进一步增强胶结材料的抗老化、抗高低温、抗腐蚀等能力，同时具有绝缘等特性。
通过上述技术方案，利用胶结材料将柔性侧护板、刚性一体化缸体与底座组合连接的方式，提高了可控刚度桩筏基础桩体顶部构造的防渗能力。制备的胶结材料制备工艺简单、绿色环保，具备较强的粘结能力，同时具有防腐、防水、抗老化的特性。
进一步的，所述筏板设有两处圆孔，所述圆孔位置、尺寸与所述一体化缸体上端注浆孔保持一致，所述圆孔内均放置圆形铝合金管，所述注浆孔设置在同侧或两侧，所述注浆孔在注浆前采用长橡皮塞封堵，并通过防水胶带密封橡皮塞位置。
通过上述技术方案，注浆前，水分不会自注浆孔流入桩体顶部构造空腔内，保证了刚度调节装置的安全运行。
进一步的，所述一体化缸体内壁设有若干套管，所述套管下部为圆柱体、上部为钢筋，所述套筒下部圆柱体与桩体内纵筋固定连接，所述套筒上部钢筋固定连接所述筏板内钢筋。所述套筒下部圆柱体内壁设有锯齿，所述套管下部圆柱体开有若干孔，所述孔可为圆形或方形，用以注浆时浆液入渗至所述套筒下部圆柱体内部，所述套管下部圆柱体顶部内壁设有热熔装置，所述热熔装置包括加热装置和低温可熔合金，所述加热装置为内部设有电炉丝的加热板，所述加热板的电源线外部用橡胶管包裹，所述电源线经由所述注浆孔到达筏板上端，所述加热装置与低温可熔合金之间设有石棉网，使得所述可熔合金受热均匀。
通过上述技术方案，利用上部带有钢筋、下部圆柱体内壁设有锯齿的套筒结构，分别连接筏板内钢筋与桩体内纵筋，通过可熔合金热熔帮助刺入套筒内的桩体纵筋形成扩大头以及注浆时浆液入渗、挤密、冷凝等一系列过程填充圆柱体套筒空隙，固定了套筒下部圆柱体与桩体内纵筋连接处，使得可控刚度桩筏基础桩体顶部构造具备较强的抗拔性能。
进一步的，所述一体化缸体顶部内壁与底座上端之间的空间设有刚度调节装置，所述刚度调节装置的数量以及支承刚度依据实际工程情况确定，所述刚度调节装置由钢制外壳、支承材料、缓冲材料组成，所述支承材料为钢构件，所述钢构件由两种不同型号钢材组成，所述钢材俯视均为圆环形内径相同，侧视均为上窄下宽的矩形，工程应用时应依据实际工况进行室内试验与现场试验确定钢材的型号。所述缓冲材料设置于钢构件内、外侧空隙处，所述缓冲材料由不同粒径的硬质橡胶颗粒组成，所述硬质橡胶颗粒由废弃塑胶跑道等处理而得。
通过上述技术方案，利用不同型号的钢材作为支承材料，进而获得不同支承刚度的刚度调节装置，制造成本低、工艺简单，刚度调节装置竖向位移与上部荷载之间的线性度高，从而更好地服务于可控刚度桩筏基础的工程实践。将固废材料作为刚度调节装置缓冲材料，为固废资源化利用提供了一种新途径。
本发明的有益效果是：
1.本发明，有效利用上部带有钢筋、下部圆柱体内壁设有锯齿的套筒结构，分别连接筏板内钢筋与桩体内纵筋，通过可熔合金热熔帮助刺入套筒内的桩体纵筋形成扩大头以及注浆时浆液入渗、挤密、冷凝等一系列过程填充圆柱体套筒空隙，固定了套筒下部圆柱体与桩体内纵筋连接处，大幅提升桩体顶部构造的抗拔强度，解决现有技术中可控刚度桩筏基础连接处抗拔性能欠佳的工程技术难题。
2.本发明，利用胶结材料将侧护板、刚性缸体与底座组合连接的方式，提高了可控刚度桩筏基础桩体顶部构造的防渗能力，避免了侧护板与盖板连接不严密容易漏浆、侧护板与桩体顶部混凝土简单接触连接容易渗水、刚度调节装置受地下水影响造成调节精度下降的问题。制备的胶结材料制备工艺简单、绿色环保，具备较强的粘结能力，同时具有防腐、防水、抗老化的特性，解决了柔性侧护板与底座、一体化缸体的连接问题。
3.本发明，利用水泥基高强灌浆料修补桩头至圆形截面，直接安装底座于桩头上，用以安装刚度调节装置，解决了现有技术刚度调节装置安装前需二次浇筑桩体顶部混凝土导致施工费时费力的问题，消除了桩顶应力集中的现象。制备的桩头修复材料具有较好的防腐性、水稳性、耐疲劳性等，其早期强度非常高，可在修补结束数天内进行后续的施工步骤，进一步缩减了桩体顶部刚度调节装置安装的施工工期。制备的胶结材料制备工艺简单、绿色环保，具备较强的粘结能力，同时具有防腐、防水、抗老化的特性，解决了柔性侧护板与底座、一体化缸体的连接问题。
4.本发明，提出的可控刚度桩筏基础桩体顶部构造施工方法安全可行，步骤简单合理，节约了施工成本，提高了施工效率，提升了可控刚度桩筏基础的工作性能与施工质量，有利于可控刚度桩筏基础的进一步推广应用。
附图说明
图1是可控刚度桩筏基础桩体顶部构造竖直方向剖视结构示意图之一；
图2是可控刚度桩筏基础桩体顶部构造水平方向剖视结构示意图之一；
图3是可控刚度桩筏基础桩体顶部构造水平方向剖视结构示意图之二；
图4是套筒剖视结构示意图之一。
图5是刚度调节装置剖视结构示意图之一。
图6是可控刚度桩筏基础桩体顶部构造剖视结构示意图之二。
1-底座；3-柔性侧护板；4-一体化缸体；5-筏板；6-底座圆孔；7-套筒；8-注浆孔；9-桩体内纵筋；10-套筒上部钢筋；11-刚度调节装置；12-安装槽；13-圆环形凹槽；14-橡皮塞；15-空腔；16-锯齿；17-套筒下部圆柱体表面的孔；18-加热装置；19-可熔合金；20-钢制外壳；21-支承材料；22-缓冲材料。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
一种抗拔、防渗的可控刚度桩筏基础构造形式，如图1、图2、图3所示，包括固定安装于桩体1顶部的底座2、柔性侧护板3、一体化缸体4、筏板5，所述底座2固定安装于桩体1顶部，所述底座2开有12个圆孔6，所述柔性侧护板3底部与所述底座2相连，所述一体化缸体4为上部封闭、下部开口的圆形结构，所述一体化缸体4顶部内壁设有12个套筒7、注浆孔8，所述套筒7下部与桩体内纵筋9固定连接，所述套筒上部钢筋10固定连接所述筏板5内的钢筋。所述一体化缸体4内侧壁与所述柔性侧护板3外壁、桩体1固定连接，所述一体化缸体4顶部内壁与所述底座2上端之间的空间设有刚度调节装置11。
通过采用上述技术方案，可利用套筒7分别连接桩体内纵筋9与筏板5内钢筋，大幅提升了可控刚度桩筏基础连接处抗拔性能。利用胶结材料将柔性侧护板3、刚性一体化缸体4与底座2组合连接的方式，提高了可控刚度桩筏基础桩体顶部构造的防渗能力。
进一步的，针对灌注桩桩体顶部清除浮浆后存在的桩头不完整、桩截面形状与圆形相距较远等问题，利用高强度灌浆料对桩头进行修补或修正，所述水泥基高强灌浆料由如下材料制备：
工艺流程：确定配比，原料称量备用--粉碎研磨，制得混合粉末物料A--混合溶液制备--骨料固化处理--烘干处理--粉碎研磨，制得混合粉末物料B--“二次搅拌静停工艺”，制得水泥基高强灌浆材料。
S1、取以下原料按重量份称量：水泥熟料80份、纳米氧化硅12份、钢纤维10份、陶瓷微粒20份、硅酸钠26份、矿渣15份、钢渣21份、铝氧熟料11份、亚硝酸钠17份、硬脂酸钠9份、磷石膏8份、二氧化钛3份、河砂18份、氢氧化钠58份、工业水玻璃42份；
S2、将干燥的水泥熟料、纳米氧化硅、钢纤维、硅酸钠、铝氧熟料、亚硝酸钠、硬脂酸钠、磷石膏和二氧化钛加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料A；
S3、将称量好的氢氧化钠、工业水玻璃加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为8min，搅拌速率为450r/min,制得混合溶液；
S4、将干燥的陶瓷微粒、矿渣和钢渣浸没于步骤S3中制得的混合溶液中，浸泡时间45h；
S5、将步骤S4中浸泡后的陶瓷微粒、矿渣和钢渣放入烘箱中进行低温烘干，烘箱温度为50℃，直至完全干燥；
S6、将步骤S5中烘干的陶瓷微粒、矿渣和钢渣加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1mm，制得混合粉末物料B；
S7、将步骤S2中制得的混合粉末物料A和步骤S6中制得的混合粉末物料B加入电加热双轴反应釜中进行“二次搅拌”，即第一次搅拌时间控制在6分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间控制在15min，搅拌速率均为250r/min，搅拌温度控制在30℃，以此制得水泥基高强灌浆材料。
通过采用上述技术方案，可控刚度桩筏基础的实际桩体顶部标高按照建筑物地下室筏板5底标高扣除可控刚度桩筏基础桩体顶部相应构造所占高度而得到的实际桩体顶部标高进行控制，修补完的桩头平整且近似等于圆形，便于底座2安装，避免了现有技术刚度调节装置安装前需二次浇筑桩体顶部混凝土的施工过程，节约了施工成本，缩减了施工工期。制备的水泥基高强灌浆料具有较好的防腐性、水稳性、耐疲劳性等，抗压强度非常高，同时制备工艺简单、成本低、绿色环保，尤为重要的是其早期强度较高，可在修补结束数天内进行后续的施工步骤，进一步缩减了桩体顶部刚度调节装置11安装的施工工期。
安装于桩体顶部的底座2为圆形，在所述底座2上端设置4个安装槽12用以放置刚度调节装置11，所述安装槽12为凹槽，所述凹槽为圆形，所述安装槽的尺寸与刚度调节装置底部的尺寸一致，所述底座2上端外侧留有圆环形凹槽13，用以连接柔性侧护板3。所述柔性侧护板3为圆环形，所述柔性侧护板3为丁基橡胶材料，所述一体化缸体4套装于所述柔性侧护板3、所述桩体1外侧，所述柔性侧护板3底部与所述底座2圆环形凹槽13之间、所述柔性侧护板3外壁与所述一体化缸体4内壁之间、所述一体化缸体4内壁与所述桩体1之间均通过胶结材料固定连接。
胶结材料制备方法及使用方法如下：
S1、取以下原料按重量份称量：环氧树脂45份，醋酸乙烯树脂25份，聚乙烯丙纶纤维13份，增韧剂15份、丙烯酸乳液10份，丁基橡胶9份，EVA树脂23份，C9石油树脂4份、液体石蜡3份、轻质碳酸钙粉末3份、滑石粉6份，聚乙烯醇8份，聚丙酰胺11份、水220份。
S2、将称量好的环氧树脂、丙烯酸乳液和液体石蜡加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为30min，搅拌速率为450r/min,制得混合溶液；
S3、将干燥的醋酸乙烯树脂、聚乙烯丙纶纤维、增韧剂、丁基橡胶、EVA树脂、C9石油树脂、轻质碳酸钙粉末、滑石粉、聚乙烯醇和聚丙酰胺加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料；
S4、将步骤S2中制得的混合溶液、步骤S3中制得的混合粉末物料以及水加入电加热双轴反应釜中进行“二次搅拌静停处理”，即第一次搅拌时间控制在5分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间亦控制在10min，搅拌速率均为400r/min，搅拌温度控制在80℃；
S5、将反应釜的搅拌温度“逐级分阶”降至42℃，每级降温10℃，搅拌速率降至210r/min，继续搅拌5min，搅拌均匀后停机；
S6、将S5中搅拌完成的物料在反应釜中共聚，共聚时间52min；
S7、将步骤S6中制得的搅拌料出料至冷却筒中，采用冷分散法制得胶结材料；
S8、采用水枪冲洗底座圆环形凹槽内壁、柔性侧护板外壁、顶部以及一体化缸体内壁，洗净后采用吹风机干燥其表面；
S9、采用喷枪均匀将步骤S7制得的胶结材料均匀喷涂至经步骤S8干燥后装置表面。
通过上述技术方案，利用胶结材料将柔性侧护板3、刚性一体化缸体4与底座2组合连接的方式，提高了可控刚度桩筏基础桩体顶部构造的防渗能力。制备的胶结材料制备工艺简单、绿色环保，具备较强的粘结能力，同时具有防腐、防水、抗老化的特性。
进一步的，所述筏板5设有两处圆孔，所述圆孔位置、尺寸与所述一体化缸体4上端注浆孔8保持一致，所述圆孔内均放置圆形铝合金管，所述注浆孔8设置在两侧，所述注浆孔8在注浆前采用长橡皮塞14封堵，并通过防水胶带密封橡皮塞14位置。
通过上述技术方案，注浆前，水分不会自注浆孔8流入桩体顶部构造空腔15内，保证了刚度调节装置11的安全运行。
进一步的，所述一体化缸体4内壁设有12个套管7，所述套管7下部为圆柱体、上部为钢筋10，所述套筒7下部圆柱体与桩体内纵筋9固定连接，所述套筒上部钢筋10固定连接所述筏板5内钢筋。如图4、图5所示，所述套筒7下部圆柱体内壁设有锯齿16，所述套管下部圆柱体开有对称分布的六个圆形孔17，用以注浆时浆液入渗至所述套筒7下部圆柱体内部，所述套管下部圆柱体顶部内壁设有热熔装置，所述热熔装置包括加热装置18和低温可熔合金19，所述加热装置18为内部设有电炉丝的加热板，所述加热板的电源线外部用橡胶管包裹，所述电源线经由所述注浆孔8到达筏板5上端，所述加热装置18与低温可熔合金19之间设有石棉网，使得所述可溶合金受热均匀。
通过上述技术方案，利用套筒7上部钢筋10与筏板5内钢筋固定连接、内壁设有锯齿的套筒7下部圆柱体与桩体内纵筋9相连接，分别通过可熔合金19热熔帮助刺入套筒7内的桩体纵筋9形成扩大头以及注浆时浆液入渗、挤密、冷凝等一系列过程填充所述套筒7下部圆柱体内空隙，固定了套筒7下部圆柱体与桩体内纵筋9，使得可控刚度桩筏基础桩体顶部构造具备较强的抗拔性能。
进一步的，所述一体化缸体4顶部内壁与底座2上端之间的空间设有4个刚度调节装置11，所述刚度调节装置11的数量以及支承刚度依据实际工程情况确定，所述刚度调节装置11由钢制外壳20、支承材料21、缓冲材料22组成，所述支承材料21为钢构件，所述钢构件由两种不同型号钢材组成，所述钢材俯视均为圆环形内径相同，侧视均为上窄下宽的矩形，工程应用时应依据实际工况进行室内试验与现场试验确定钢材的型号。所述缓冲材料22设置于钢构件内、外侧空隙处，所述缓冲材料22由不同粒径的硬质橡胶颗粒组成，所述硬质橡胶颗粒由废弃塑胶跑道等处理而得。
通过上述技术方案，利用不同型号的钢材作为支承材料21，进而获得不同支承刚度的刚度调节装置11，制造成本低、工艺简单，刚度调节装置11竖向位移与上部荷载之间的线性度高，从而更好地服务于可控刚度桩筏基础的工程实践。安装4个刚度调节装置11于桩体顶部底座2上，可有效消除桩体顶部应力集中现象，保障了可控刚度桩筏基础的安全运行。将固废材料作为刚度调节装置的缓冲材料22，为固废资源化利用提供了一种新途径。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于所述注浆孔8设置在同侧，如图6所示。
实施例3：
与实施例1的不同之处在于所述水泥基高强灌浆料制备材料，所述水泥基高强灌浆料由如下材料制备：
S1、取以下原料按重量份称量：水泥熟料110份、纳米氧化硅11份、钢纤维10份、陶瓷微粒16份、硅酸钠22份、矿渣12份、钢渣20份、铝氧熟料15份、亚硝酸钠20份、硬脂酸钠10份、磷石膏7份、二氧化钛4份、河砂22份、氢氧化钠65份、工业水玻璃50份；
S2、将干燥的水泥熟料、纳米氧化硅、钢纤维、硅酸钠、铝氧熟料、亚硝酸钠、硬脂酸钠、磷石膏和二氧化钛加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料A；
S3、将称量好的氢氧化钠、工业水玻璃加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为9min，搅拌速率为500r/min,制得混合溶液；
S4、将干燥的陶瓷微粒、矿渣和钢渣浸没于步骤S3中制得的混合溶液中，浸泡时间46h；
S5、将步骤S4中浸泡后的陶瓷微粒、矿渣和钢渣放入烘箱中进行低温烘干，烘箱温度为55℃，直至完全干燥；
S6、将步骤S5中烘干的陶瓷微粒、矿渣和钢渣加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1mm，制得混合粉末物料B；
S7、将步骤S2中制得的混合粉末物料A和步骤S6中制得的混合粉末物料B加入电加热双轴反应釜中进行“二次搅拌”，即第一次搅拌时间控制在6分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间控制在18min，搅拌速率均为300r/min，搅拌温度控制在33℃，以此制得水泥基高强灌浆材料。
实施例4：
与实施例1的不同之处在于所述水泥基高强灌浆料制备材料，所述水泥基高强灌浆料由如下材料制备：
S1、取以下原料按重量份称量：水泥熟料100份、纳米氧化硅17份、钢纤维13份、陶瓷微粒18份、硅酸钠25份、矿渣18份、钢渣26份、铝氧熟料13份、亚硝酸钠21份、硬脂酸钠13份、磷石膏9份、二氧化钛5份、河砂25份、氢氧化钠62份、工业水玻璃40份；
S2、将干燥的水泥熟料、纳米氧化硅、钢纤维、硅酸钠、铝氧熟料、亚硝酸钠、硬脂酸钠、磷石膏和二氧化钛加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料A；
S3、将称量好的氢氧化钠、工业水玻璃加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为10min，搅拌速率为550r/min,制得混合溶液；
S4、将干燥的陶瓷微粒、矿渣和钢渣浸没于步骤S3中制得的混合溶液中，浸泡时间48h；
S5、将步骤S4中浸泡后的陶瓷微粒、矿渣和钢渣放入烘箱中进行低温烘干，烘箱温度为60℃，直至完全干燥；
S6、将步骤S5中烘干的陶瓷微粒、矿渣和钢渣加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1mm，制得混合粉末物料B；
S7、将步骤S2中制得的混合粉末物料A和步骤S6中制得的混合粉末物料B加入电加热双轴反应釜中进行“二次搅拌”，即第一次搅拌时间控制在6分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间控制在20min，搅拌速率均为350r/min，搅拌温度控制在38℃，以此制得水泥基高强灌浆材料。
实施例5：
与实施例1的不同之处在于所述胶结材料制备方法，所述胶结材料制备方法及使用方法如下：
S1、取以下原料按重量份称量：环氧树脂55份，醋酸乙烯树脂30份，聚乙烯丙纶纤维12份，增韧剂15份、丙烯酸乳液10份，丁基橡胶9份，EVA树脂25份，C9石油树脂3份、液体石蜡3份、轻质碳酸钙粉末5份、滑石粉6份，聚乙烯醇11份，聚丙酰胺15份、水200份。
S2、将称量好的环氧树脂、丙烯酸乳液和液体石蜡加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为32min，搅拌速率为550r/min,制得混合溶液；
S3、将干燥的醋酸乙烯树脂、聚乙烯丙纶纤维、增韧剂、丁基橡胶、EVA树脂、C9石油树脂、轻质碳酸钙粉末、滑石粉、聚乙烯醇和聚丙酰胺加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料；
S4、将步骤S2中制得的混合溶液、步骤S3中制得的混合粉末物料以及水加入电加热双轴反应釜中进行“二次搅拌静停处理”，即第一次搅拌时间控制在6分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间亦控制在8min，搅拌速率均为420r/min，搅拌温度控制在90℃；
S5、将反应釜的搅拌温度“逐级分阶”降至45℃，每级降温12℃，搅拌速率降至230r/min，继续搅拌8min，搅拌均匀后停机；
S6、将S5中搅拌完成的物料在反应釜中共聚，共聚时间55min；
S7、将步骤S6中制得的搅拌料出料至冷却筒中，采用冷分散法制得胶结材料；
S8、采用水枪冲洗底座圆环形凹槽内壁、柔性侧护板外壁、顶部以及一体化缸体内壁，洗净后采用吹风机干燥其表面；
S9、采用喷枪均匀将步骤S7制得的胶结材料均匀喷涂至经步骤S8干燥后装置表面。
实施例6：
与实施例1的不同之处在于所述胶结材料制备方法，所述胶结材料制备方法及使用方法如下：
S1、取以下原料按重量份称量：环氧树脂68份，醋酸乙烯树脂25份，聚乙烯丙纶纤维14份，增韧剂15份、丙烯酸乳液13份，丁基橡胶12份，EVA树脂28份，C9石油树脂5份、液体石蜡4份、轻质碳酸钙粉末6份、滑石粉7份，聚乙烯醇12份，聚丙酰胺13份、水250份。
S2、将称量好的环氧树脂、丙烯酸乳液和液体石蜡加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为35min，搅拌速率为600r/min,制得混合溶液；
S3、将干燥的醋酸乙烯树脂、聚乙烯丙纶纤维、增韧剂、丁基橡胶、EVA树脂、C9石油树脂、轻质碳酸钙粉末、滑石粉、聚乙烯醇和聚丙酰胺加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料；
S4、将步骤S2中制得的混合溶液、步骤S3中制得的混合粉末物料以及水加入电加热双轴反应釜中进行“二次搅拌静停处理”，即第一次搅拌时间控制在10分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间亦控制在10min，搅拌速率均为450r/min，搅拌温度控制在95℃；
S5、将反应釜的搅拌温度“逐级分阶”降至48℃，每级降温15℃，搅拌速率降至250r/min，继续搅拌10min，搅拌均匀后停机；
S6、将S5中搅拌完成的物料在反应釜中共聚，共聚时间60min；
S7、将步骤S6中制得的搅拌料出料至冷却筒中，采用冷分散法制得胶结材料；
S8、采用水枪冲洗底座圆环形凹槽内壁、柔性侧护板外壁、顶部以及一体化缸体内壁，洗净后采用吹风机干燥其表面；
S9、采用喷枪均匀将步骤S7制得的胶结材料均匀喷涂至经步骤S8干燥后装置表面。
测试结果
对实施例1与实施例2中的注浆孔8位置对注浆效果的影响进行测试，试验在南京工业大学高性能土木工程实验室中开展，切割缸体查看空腔15内的浆液密实度，在此基础上，取注浆体切割成10*10cm的正方体试样，以测试其无侧限抗压强度，测试结果如下表：
从上表测试结果对比分析可知，实施例1为较优实施例，采用上述技术方案设置注浆孔8，空腔15注浆效果较好，主要体现在注浆体密实程度高，无侧限抗压强度高。
对实施例1、实施例3与实施例4中的水泥基高强灌浆料的无侧限抗压强度、浸水后的无侧限抗压强度进行测试，试验在南京工业大学高性能土木工程实验室中开展，制备成10*10cm的正方体试样，以测试其无侧限抗压强度，测试结果如下表：
从上表测试结果对比分析可知，实施例4为最优实施例，采用上述技术方案制备的水泥基高强灌浆料的无侧限抗压强度较高，浸水过程对其无侧限抗压强度的影响最小，尤为重要的是可避免地下水渗流环境造成桩头强度下降等问题。
对实施例1、实施例5与实施例6中胶结材料的防水性、防腐性进行测试，试验在南京工业大学高性能土木工程实验室中开展，采用上述不同胶结材料固定安装底座2、柔性侧护板3与一体化缸体4，底座2与一体化缸体4均无开孔，以形成一个密闭空腔15结构，在相同的条件下，分别将密闭空腔15结构浸泡于弱酸性水、弱碱性水中，浸泡时间为一年，通过密闭空腔15结构内水分情况测试其防水性，通过胶结材料老化、腐蚀情况判断其防腐性，测试结果如下表：
从上表测试结果对比分析可知，实施例6为最优实施例，采用上述技术方案制备的胶结材料具有良好的防水性、防腐性、抗老化性等，尤为重要的是可避免工作状态下的刚度调节装置在地下水渗流环境中出现内部积水、腐蚀、老化的现象。同时，胶结材料的制备工艺及使用方法简单，成本较低且绿色环保。
Claims (10)
1.一种抗拔型可控刚度桩筏基础结构，包括桩体以及筏板，其特征在于，还包括：
底座，固定安装于桩体顶部；
侧护板，与所述底座相连；
缸体，所述缸体套设在桩体顶部的底座上，缸体内侧壁与所述侧护板外壁及桩体固定连接；所述缸体为上部封闭、下部开口的圆形结构；所述缸体顶部设有若干套筒及注浆孔；所述套筒下部与桩体内纵筋固定连接，所述套筒上部与所述筏板内钢筋连接；所述缸体顶部的注浆孔与筏板上的注浆通道连通；通过所述注浆孔向所述缸体内灌注满灌浆料；
刚度调节装置，设置在所述缸体顶部内壁与所述底座上端之间的空间。
2.根据权利要求1所述的抗拔型可控刚度桩筏基础结构，其特征在于，所述套筒下部圆柱体内壁设有锯齿，所述套管下部圆柱体开有对称分布的多个孔，用以注浆时浆液入渗至所述套筒下部圆柱体内部；所述套管下部圆柱体顶部内壁设有热熔装置；所述热熔装置包括加热装置和低温可熔合金，所述加热装置为内部设有加热板，所述加热板的电源线经由所述注浆孔到达筏板上端，所述加热装置与低温可熔合金之间设有石棉网，使得所述可溶合金受热均匀。
3.根据权利要求1所述的抗拔型可控刚度桩筏基础结构，其特征在于，在所述底座上端设置有安装槽，用以放置所述刚度调节装置。
4.根据权利要求1所述的抗拔型可控刚度桩筏基础结构，其特征在于，在所述底座上端外侧设置有圆环形凹槽，用以连接所述侧护板。
5.根据权利要求1所述的抗拔型可控刚度桩筏基础结构，其特征在于，所述侧护板与所述底座之间、侧护板外壁与缸体内壁之间及缸体内壁与桩体之间均通过胶结材料固定连接。
6.根据权利要求1所述的抗拔型可控刚度桩筏基础结构，其特征在于，所述灌浆料由以下原料按重量份制备而成：
水泥熟料78～110份、纳米氧化硅11-17份、钢纤维8-15份、陶瓷微粒15-20份、硅酸钠22-30份、矿渣12-18份、钢渣20-28份、铝氧熟料11-17份、亚硝酸钠16-22份、硬脂酸钠8-14份、磷石膏7-12份、二氧化钛3-5份、河砂18-25份、氢氧化钠55-68份、工业水玻璃35-52份。
7.根据权利要求6所述的抗拔型可控刚度桩筏基础结构，其特征在于，所述灌浆料的制备方法为：S1、取以下原料按重量份称量：水泥熟料78～110份、纳米氧化硅11-17份、钢纤维8-15份、陶瓷微粒15-20份、硅酸钠22-30份、矿渣12-18份、钢渣20-28份、铝氧熟料11-17份、亚硝酸钠16-22份、硬脂酸钠8-14份、磷石膏7-12份、二氧化钛3-5份、河砂18-25份、氢氧化钠55-68份、工业水玻璃35-52份；
S2、制得混合粉末物料A和混合粉末物料B：
混合粉末物料A的制备方法为：
将干燥的水泥熟料、纳米氧化硅、钢纤维、硅酸钠、铝氧熟料、亚硝酸钠、硬脂酸钠、磷石膏和二氧化钛加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料A；
混合粉末物料B的制备方法为：
B1、将称量好的氢氧化钠、工业水玻璃加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为8-10min，搅拌速率为450-550r/min,制得混合溶液；
B2、将干燥的陶瓷微粒、矿渣和钢渣浸没于步骤B1中制得的混合溶液中，浸泡时间45-48h；
B3、将步骤B2中浸泡后的陶瓷微粒、矿渣和钢渣放入烘箱中进行低温烘干，烘箱温度为50-60℃，直至完全干燥；
B4、将步骤B3中烘干的陶瓷微粒、矿渣和钢渣加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1mm，制得混合粉末物料B；
S3、将步骤S2中制得的混合粉末物料A和混合粉末物料B加入电加热双轴反应釜中进行两次搅拌，第一次搅拌时间控制在5-10分钟，第二次搅拌时间控制在10-15min，搅拌速率均为250-350 r/min，搅拌温度控制在30-38℃；第二次搅拌完成，制得水泥基高强灌浆材料。
8.根据权利要求5所述的抗拔型可控刚度桩筏基础结构，其特征在于，所述胶结材料由以下原料按重量份制备而成：
环氧树脂45-72份，醋酸乙烯树脂22-30份，聚乙烯丙纶纤维10-15份，增韧剂12-15份、丙烯酸乳液8-15份，丁基橡胶7-12份，EVA树脂22-30份，C9石油树脂2-5份、液体石蜡2-4份、轻质碳酸钙粉末3-6份、滑石粉5-8份，聚乙烯醇8-14份，聚丙酰胺8-15份、水200-260份。
9.根据权利要求8所述的抗拔型可控刚度桩筏基础结构，其特征在于，所述胶结材料的制备方法包括
S1、取以下原料按重量份称量：环氧树脂45-72份，醋酸乙烯树脂22-30份，聚乙烯丙纶纤维10-15份，增韧剂12-15份、丙烯酸乳液8-15份，丁基橡胶7-12份，EVA树脂22-30份，C9石油树脂2-5份、液体石蜡2-4份、轻质碳酸钙粉末3-6份、滑石粉5-8份，聚乙烯醇8-14份，聚丙酰胺8-15份、水200-260份；
S2、将称量好的环氧树脂、丙烯酸乳液和液体石蜡加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为25-40min，搅拌速率为400-600r/min,制得混合溶液；
S3、将干燥的醋酸乙烯树脂、聚乙烯丙纶纤维、增韧剂、丁基橡胶、EVA树脂、C9石油树脂、轻质碳酸钙粉末、滑石粉、聚乙烯醇和聚丙酰胺加入粉碎机中进行研磨，直至颗粒直径不大于0.1um，制得混合粉末物料；
S4、将步骤S2中制得的混合溶液、步骤S3中制得的混合粉末物料以及水加入电加热双轴反应釜中进行两次搅拌静停处理，即第一次搅拌时间控制在5-10分钟，然后静停1h，第二次搅拌时间亦控制在5-10min，搅拌速率均为350-500 r/min，搅拌温度控制在80-95℃；
S5、将反应釜的搅拌温度逐级分阶降至42-48℃，每级降温10-20℃，搅拌速率降至200-250 r/min，继续搅拌5-10 min，搅拌均匀后停机；
S6、将S5中搅拌完成的物料在反应釜中共聚，共聚时间50-65 min；
S7、将步骤S6中制得的搅拌料出料至冷却筒中，采用冷分散法制得胶结材料。
10.一种基于权利要求1-9任一所述抗拔型可控刚度桩筏基础结构的施工方法，其特征在于，包括：
第一步、制作底座、侧护板及缸体，配制水泥基高强灌浆料及胶结材料；
第二步、采用水泥基高强灌浆料修补桩头，采用水平仪校核桩头表面水平度；
第三步、将预制好的底座安装于桩头，桩体内纵筋穿过底座相应位置圆孔后依据设计标高截断至同一高度，并校核纵筋垂直度，随后在底座相应圆形凹槽内安装刚度调节装置；
第四步、刚度调节装置安装完毕后，在侧护板底部以及底座圆环形凹槽内壁均匀涂抹胶结材料，将两者固定连接，等待胶结材料凝结；
第五步、在侧护板外壁、侧护板顶部、桩头侧表面以及缸体内部侧壁均匀涂抹胶结材料，将缸体固定安装于侧护板以及桩头外部，并向下压入至指定高度，保持桩体内纵筋略微插入套筒下部圆柱体内，随后等待胶结材料凝结；
第六步、将套筒上部钢筋与筏板钢筋笼绑扎，缸体顶部注浆孔位置固定安装两个圆管，圆管与注浆孔采用满焊连接，并在圆管内放置橡胶塞，浇筑筏板即完成施工；
第七步、施工完成后，等待刚度调节装置沉降不在变化，开启加热装置融化低温可熔合金，到达指定加热时间后，关闭加热装置；
第八步、打开注浆孔，注入超细水泥浆，直至浆液漫出，即完毕。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101487267A (zh) * | 2009-01-14 | 2009-07-22 | 南京工业大学 | 一种支承刚度可调式桩筏基础及施工工艺 |
| JP2010077661A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sumitomo Forestry Co Ltd | 小規模建築物における杭頭部接合構造 |
| CN108017345A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-11 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种超高性能水泥基修补材料及其制备方法 |
| CN108795357A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-13 | 芜湖市棠华建材科技有限公司 | 金属制品用的耐高温密封胶 |
| CN109629591A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-16 | 南京工业大学 | 一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构及其施工方法 |
| CN110820816A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 重庆交通大学 | 具备桩身自反力平衡静载试验功能的工程桩及荷载箱 |
| CN111170693A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-19 | 重庆中科建设（集团）有限公司 | 一种装配式建筑用高性能灌浆料及其制备方法 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010077661A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sumitomo Forestry Co Ltd | 小規模建築物における杭頭部接合構造 |
| CN101487267A (zh) * | 2009-01-14 | 2009-07-22 | 南京工业大学 | 一种支承刚度可调式桩筏基础及施工工艺 |
| CN108017345A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-11 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种超高性能水泥基修补材料及其制备方法 |
| CN108795357A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-13 | 芜湖市棠华建材科技有限公司 | 金属制品用的耐高温密封胶 |
| CN109629591A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-16 | 南京工业大学 | 一种免二次浇筑的刚度可控式桩顶构造结构及其施工方法 |
| CN110820816A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 重庆交通大学 | 具备桩身自反力平衡静载试验功能的工程桩及荷载箱 |
| CN111170693A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-19 | 重庆中科建设（集团）有限公司 | 一种装配式建筑用高性能灌浆料及其制备方法 |
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