CN114108636A - 一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，包括如下步骤：步骤一、形成桩孔，钻机根据设计深度、孔径要求完成桩孔施工；步骤二、钢筋笼内外侧吸附磁性混合浆液，然后将钢筋笼放置在桩孔中；或者，先将钢筋笼放置在桩孔中，再进行磁性混合浆液吸附，磁性混合浆液包括水泥、纳米磁粉和水组成的混合浆液；步骤三、在桩孔中浇注混凝土砂浆。该方法可以隔绝海水对钢筋笼的锈蚀，增加钢筋与混凝土的紧密结合，能极大地提高成桩稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及桩基施工技术领域，特别涉及一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，桩基广泛应用于道路、港口、桥梁等工程施工中。桩基础通过桩侧摩阻力和桩端阻力来承担上部所传递的荷载，如何在水下保质保量浇筑出符合标准的水下灌注桩，是研究人员长期关注的重要课题之一。
界面滑脱的最主要原因就是带肋钢筋与混凝土结合的不够紧密，而且对钢筋锈蚀程度最大的就是带有腐蚀性的液体，所以如何使钢筋与混凝土紧密结合和隔绝海水及其他具有腐蚀性的液体是当前研究人员长期重视的课题之一。本发明针对使用的混凝土浆液材料与施工方式进行改动，从根本上解决了传统施工方式所不能解决的钢筋锈蚀与杜绝浮桩等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，隔绝海水对钢筋笼的锈蚀，增加钢筋与混凝土的紧密结合，能极大地提高成桩稳定性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，包括如下步骤：
步骤一、形成桩孔，钻机根据设计深度、孔径要求完成桩孔施工；
步骤二、钢筋笼内外侧吸附磁性混合浆液，然后将钢筋笼放置在桩孔中；或者，先将钢筋笼放置在桩孔中，再进行磁性混合浆液吸附，磁性混合浆液包括水泥、纳米磁粉和水组成的混合浆液；
步骤三、在桩孔中浇注混凝土砂浆。
优选的方案中，所述步骤二中，水泥和纳米磁粉的比例为5：2~3：2。
优选的方案中，所述步骤二中，将钢筋笼放置在磁性混合浆液池中进行浆液吸附。
优选的方案中，充磁机首先对钢筋笼进行充磁，然后将充磁后的钢筋笼放置在磁性混合浆液池中，再通过充磁机对钢筋笼进行磁场震动。
优选的方案中，将充磁后的钢筋笼放置在磁性混合浆液池中，通过振捣棒或气泵对磁性混合浆液池中的磁性混合浆液进行振捣。
优选的方案中，所述步骤二中，钢筋笼上套设浇注管，将钢筋笼放置在桩孔中，然后在浇注管中浇注磁性混合浆液完成磁性混合浆液吸附，待浇注浆液完成后三十分钟，将浇注管从桩孔中取出。
优选的方案中，所述浇注管包括内层管和外层管，钢筋笼设置在内层管和外层管之间，外层管或内层管的管壁上设有排气孔。
优选的方案中，完成浇注后，充磁机对钢筋笼进行充磁。
优选的方案中，充磁机和钢筋笼的连接端设有橡胶圈。
优选的方案中，所述步骤一中，完成桩孔施工后，在桩孔底部钉入若干铁钉，然后在桩孔底部浇注磁性混合浆液。
本发明提供的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，具有以下有益效果：
1、针对界面的滑脱进行改进，研究得到滑脱的原因就是结合的不够紧密，不紧密的原因就是传统的钢筋与混凝土之间气体与海水无法完全排出，且水膜与气膜会导致钢筋与混凝土之间有空隙，且由于混凝土的干缩会导致裂缝进一步扩大。本发明的优势是可以完全排出两者之间的气体与液体，使钢筋完全被浆液所包裹，从而防止钢筋锈蚀与老化。并且如需对桩体进行全面防护时会在陆地上进行吸附与震动后再放入桩孔，所以完全杜绝了钢筋与海水之间的接触，从根本上杜绝了海水的腐蚀。
2、本发明使用超细水泥与纳米磁粉的混合浆液，磁性混合浆液拥有自汇聚，在水中不易分散且受磁力吸引的特点，所以在施工中可以最大限度的挤（排）出海水与气体。
3、本发明相比于传统依靠混凝土砂浆自身重力浇筑的方法，创新性的使用纳米磁粉与水泥的混合浆液与铁钉相紧密结合，且混合浆液因其使用超细水泥与纳米磁粉，可以使浆液进入底部细小的孔隙之中，可以使浆液与底面结合的更加紧密，更简单且有效的防止浮桩。
4、铁钉与钢筋笼在磁性的作用下紧密贴合，给予了一个初始的向下的拉力，在一定程度上防止了浆液未凝固时的浮桩，使工程更加安全可靠。
5、本发明使用浇注管可以根据海平面的高度来调整混合浆液的灌注量的大小，只需使灌注的混合浆液的高度超过海平面的高度，即可达到保护钢筋笼，使钢筋笼隔绝海水和气体的效果。
附图说明
下面结合附图和实施实例对本发明作进一步说明：
图1为本发明钢筋笼的充磁示意图；
图2为浇注管的俯视图；
图3为浇注管与钢筋笼的配合图；
图4为铁钉在桩孔中的分布图；
图5为铁钉吸附磁性混合浆液的示意图；
图6为钢筋笼分别与混凝土砂浆和磁性混合浆液结合界面的对比图；
图中：铁钉1，磁性混合浆液2，钢筋笼3，混凝土砂浆4，橡胶圈5，浇筑管6，充磁机7，内层管601，外层管602。
具体实施方式
实施例1：当需要对钢筋笼全段进行防护时，包括如下步骤：
步骤一、形成桩孔，钻机根据设计深度、孔径要求完成桩孔施工，对桩孔底部平面进行初步的整平。
步骤二、钢筋笼内外侧吸附磁性混合浆液，然后将钢筋笼放置在桩孔中。磁性混合浆液包括水泥、纳米磁粉和水组成的混合浆液，水泥可以选用超细水泥，有利于与纳米磁粉的充分混合，水泥和纳米磁粉的比例可以选用5：2~3：2，可以根据地域与工况等条件的不同使用不同参量的配比，在本实施例中为5：2。
具体操作时，在磁性混合浆液池中进行浆液配制，如图1所示，充磁机首先对钢筋笼进行充磁，然后将充磁后的钢筋笼放置在磁性混合浆液池中，再通过充磁机对钢筋笼进行磁场震动。通过过快速变换充磁机的电流，可以产生快速变换的梯度场，则洛仑兹力也会快速切换，从而使得磁场震动。彻底排出磁性混合浆液与钢筋笼中间包含的气体。
优选的，充磁机和钢筋笼的连接端设有橡胶圈。橡胶圈作为绝缘材料，避免磁性混合浆液吸附上充磁机与钢筋笼连接处，保护充磁机。且如需进行全面防护时，使用吊机时可以吊在钢筋绑扎橡胶圈处。
在进行浆液包覆时，为提高磁性混合浆液的流动性，通过振捣棒或气泵对磁性混合浆液池中的磁性混合浆液进行振捣。
步骤三、在桩孔中浇注混凝土砂浆。浇注混凝土砂浆时，需要在磁性混合浆液未凝固时进行，防止与混凝土砂浆形成新老界面。所以钢筋笼与混凝土浆液之间的结合只会更加紧密，不会损失传统浇筑方法所产生的摩擦力，并且对钢筋笼有更好的保护，防止其锈蚀与脱落。
优选的，在步骤一中，完成桩孔施工后，在桩孔底部钉入若干铁钉，铁钉可以用磁钉代替，然后在桩孔底部浇注磁性混合浆液。
具体的，铁钉通过气动射钉枪打入桩孔中，可以降低安全隐患。
如图4所示，所述铁钉打入底面，排布按工况进行设计，在底面进行均匀排布。
如图5所示，铁钉与磁性混合浆液紧密结合，使其底部海水与气体完全排出，杜绝了浮桩的可能。
铁钉与钢筋笼在磁性的作用下紧密贴合，给予了一个初始的向下的拉力，在一定程度上防止了浆液未凝固时的浮桩。
实施例2：与实施例1不同的，当需要对钢筋笼进行部分防护时，包括如下步骤：
步骤一、形成桩孔，钻机根据设计深度、孔径要求完成桩孔施工，对桩孔底部平面进行初步的整平。完成桩孔施工后，在桩孔底部钉入若干铁钉，铁钉可以用磁钉代替，然后在桩孔底部浇注磁性混合浆液。
步骤二、如图2~3所示，钢筋笼上套设浇注管，将钢筋笼放置在桩孔中，然后在浇注管中浇注磁性混合浆液完成磁性混合浆液吸附，待浇注浆液完成后三十分钟，将浇注管从桩孔中取出。
所述浇注管包括内层管和外层管，钢筋笼设置在内层管和外层管之间，外层管或内层管的管壁上设有排气孔。排气孔大小应根据磁性混合浆液的配比来完成，本实施例中，排气孔的大小为直径2.5cm-10cm之间，通过设置排气孔可以在浇注时将水和气排出去。
具体使用时，只需使灌注的磁性混合浆液的高度超过海平面的高度，即可达到保护钢筋笼，使钢筋笼隔绝海水和气体的效果。
通过使用双层结构的浇注管，可以极大得减少浇筑时对磁性砂浆的需求量，节约成本的同时，减少了施工时间。
完成浇注后，充磁机对钢筋笼进行充磁，使磁性混合浆液与钢筋笼紧密结合。
步骤三、在桩孔中浇注混凝土砂浆。浇注混凝土砂浆时，需要在磁性混合浆液未凝固时进行，防止与混凝土砂浆形成新老界面。
如图6所示，通过磁性混合浆液的紧密吸附特性，对整个钢筋笼进行保护。彻底地排出桩体与底面、钢筋笼与混凝土砂浆之间的水气，从而有效防治钢筋的锈蚀与桩体浮桩的问题，极大的提高成桩稳定性，且施工工艺清晰，施工速度快，成桩效果好，大幅度增加了桩基础的耐久性与可靠性，具有广泛的工程实践意义及应用前景。
Claims (10)
1.一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、形成桩孔，钻机根据设计深度、孔径要求完成桩孔施工；
步骤二、钢筋笼内外侧吸附磁性混合浆液，然后将钢筋笼放置在桩孔中；或者，先将钢筋笼放置在桩孔中，再进行磁性混合浆液吸附，磁性混合浆液包括水泥、纳米磁粉和水组成的混合浆液；
步骤三、在桩孔中浇注混凝土砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，所述步骤二中，水泥和纳米磁粉的比例为5：2~3：2。
3.根据权利要求1所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，所述步骤二中，将钢筋笼放置在磁性混合浆液池中进行浆液吸附。
4.根据权利要求3所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，充磁机首先对钢筋笼进行充磁，然后将充磁后的钢筋笼放置在磁性混合浆液池中，再通过充磁机对钢筋笼进行磁场震动。
5.根据权利要求4所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，将充磁后的钢筋笼放置在磁性混合浆液池中，通过振捣棒或气泵对磁性混合浆液池中的磁性混合浆液进行振捣。
6.根据权利要求1所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，所述步骤二中，钢筋笼上套设浇注管，将钢筋笼放置在桩孔中，然后在浇注管中浇注磁性混合浆液完成磁性混合浆液吸附，待浇注浆液完成后三十分钟，将浇注管从桩孔中取出。
7.根据权利要求6所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，所述浇注管包括内层管和外层管，钢筋笼设置在内层管和外层管之间，外层管或内层管的管壁上设有排气孔。
8.根据权利要求6所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，完成浇注后，充磁机对钢筋笼进行充磁。
9.根据权利要求4或8所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，充磁机和钢筋笼的连接端设有橡胶圈。
10.根据权利要求1所述的一种利用磁性混合浆液进行水下浇桩的方法，其特征在于，所述步骤一中，完成桩孔施工后，在桩孔底部钉入若干铁钉，然后在桩孔底部浇注磁性混合浆液。
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