專利名稱：一種新型豎向承載樁復合地基的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑等工程領域，具體涉及一種新型豎向承載樁復合地基。
背景技術：
豎向承載樁復合地基多用于在軟土地基上建設城際快(高)速鐵路、高速公路和市政等工程，增加地基的穩定性和減少工后沉降，尤其用于淤泥、淤泥質土、雜填土、素填土等處的地基。市場上現有的此類地基主要有柔性樁類和剛性樁類，柔性樁類如深層水泥土攪拌樁(漿噴或粉噴)和碎石樁等，剛性樁類如水泥粉煤灰碎石樁(簡稱CFG樁)、預應力管樁、振動沉管灌注樁和鉆孔灌注樁等。柔性樁類與剛性樁類相比，前者造價省，但是其施工質量不易控制，強度低，加固處理深度有限，地基強度和可靠性較弱；剛性樁類常采用混 凝土灌注而成，施工質量易控制，樁身強度高，加固處理深度大，地基強度和可靠性較高，但其造價相對較高。在上述問題存在的情況下，申請人發現，在石材加工如石材切割或機制砂生產過程中會產生大量石粉，石材切割過程中所形成的石粉廢渣與成品的比例約為3 7，而在機制砂生產過程中所產生的石粉也可以達到石材總重的10-15%。目前，對石粉的合理利用和處理手段不多。大量的石粉產出日益成為企業、社會的沉重負擔，為此，地方政府投入巨額資金建設大型石粉填埋場，而企業需繳納相應的處理費用。有些規模稍小的石材加工廠(作坊)則直接將加工過程中產生的溶有石粉的廢液隨意排放，對周圍環境影響很大。所以石粉一直作為不能有效利用的永久性垃圾，給人們帶來了諸多麻煩。鑒于此，本案發明人對上述問題進行深入研究，遂有本案產生。
發明內容
本發明的目的在于提供一種成本低、承載樁強度高且可合理利用石粉廢料的新型豎向承載樁復合地基。為了達到上述目的，本發明采用這樣的技術方案—種新型豎向承載樁復合地基，包括上層的褥墊層和下層的人工地基，在所述人工地基中具有多個豎向承載的承載樁；所述承載樁主要由水泥、石粉和水混合攪拌硬化而成。上述石粉為石材加工過程中產生的石粉廢料。上述水泥、石粉和水的重量比為20-25 100 20-40。上述承載樁在混合攪拌過程中還加入碎石和/或石屑。上述承載樁灌注而成。上述褥墊層由石粉壓實而成。上述褥墊層逐層虛鋪壓實而成。上述褥墊層中夾設一層或多層土工合成材料層。上述土工合成材料層為土工格柵層。采用上述技術方案后，本發明的新型豎向承載樁復合地基，其承載樁由水泥、石粉和水按照相應配比混合攪拌硬化而成，與現有技術相比，本發明的新型豎向承載樁復合地基，至少具有以下有益效果，首先，石粉可采用石材在切割加工過程中產生的石粉廢料，有足夠的石粉廢料供應源頭，材料成本低；其次，石粉可采用石粉廢料，可有效解決石粉廢料堆積，占用資源，影響環境的問題，變廢為寶，為消化石粉廢料提供一條新途徑；最后，在承載樁由水泥、石粉、水按照相應配比混合攪拌硬化后，其強度比柔性樁高，樁身質量易控制。
圖I為本實用新型的平面結構示意圖。圖中I-褥墊層11-土工格柵層2-人工地基21-承載樁22-樁間土
具體實施例方式為了進一步解釋本發明的技術方案，下面通過具體實施例進行詳細闡述。本發明的一種新型豎向承載樁復合地基，如圖I所示，包括處于上層的褥墊層I和處于下層的人工地基2，人工地基2中具有多個豎向支撐在褥墊層I下方的承載樁21，各承載樁21之間形成有樁間土 22，上部荷載通過褥墊層I傳遞給人工地基2中的承載樁21和樁間土 22。本發明相對于現有技術的改進之處在于，承載樁21主要由水泥、石粉和水按照相應重量比混合攪拌硬化而成，并且褥墊層所用材料為石粉。為實現節約成本和合理利用石粉廢料的目的，優選地，石粉為石材加工過程中產生的石粉廢料。為實現有效提高承載樁21強度的目的，優選地，水泥、石粉和水的重量比為20-25 100 20-40。為進一步提高承載樁21的強度和合理處理和利用石材在加工過程中產生的邊角料等廢料，優選地，承載樁21在混合攪拌過程中還加入碎石和石屑中的一種或兩種。在具體的實施例中，石粉取自福建省南安市水頭石材加工廠，主要為花崗巖切削余留的粉末，主要礦物組分為石英(SiO2)、正長石(KAlSi3O8)及少量黑云母(K(Mg，Fe) 2 [SiO4]),其粒徑分布見表2,石粉小于0. 075mm的顆粒占主要部分,石粉顆粒的具體粒徑尺寸可根據實際要求進行篩選。表2
孔徑(mm)21.180 60. 3 | 0. 15 | 0.075
小于該孔徑的
石粉質量百分 IUO 99 89890. 8 78 I 64.1
數(%)_______本發明中，各組份的配比具體選用如下按重量選取石粉100單位，可按重量選取水泥20單位，分別按重量選取水20單位、30單位和40單位；按重量選取石粉100單位，可按重量選取水泥25單位，分別按重量選取水20單位、30單位和40單位；其中水泥可選取32. 5或42. 5級普通硅酸鹽水泥，將以上各組組分混合攪拌，在攪拌過程中，可摻入適量的碎石和石屑，以便提高水泥石粉制成的承載樁21的強度。在承載樁21灌注過程中，采用塑料套管法，塑料管法為一種新型施工工藝，其所形成的承載樁為小直徑樁，樁徑在160-200mm之間。采用砂井打設機打設帶波紋的塑料套管，先套管成模，后集中灌注水泥、石粉和碎石等混合攪拌后制成。經28天硬化后其強度可達10. 78-13. 25MPa。塑料套管法所形成的承載樁的特點是在同樣荷載條件下，小直徑樁采用“細而密”的布樁方式，與大直徑樁的“粗而稀”方式相比，表面沉降(特別是樁間土沉降)更加均勻，對褥墊層I保護效果較好，地基的整體強度較高。在制作褥墊層I時，將石粉廢料分層虛鋪一定厚度后，鋪設土工格柵層11，在土工格柵層11上繼續分層虛鋪一定厚度的石粉廢料作為褥墊層I的上層，利用蛙式打夯機或壓路機等壓實機械分層夯實，形成加筋形式的石粉褥墊層結構，夯填度(夯實后的褥墊層I的 厚度與虛鋪厚度的比值)不超過0.9。本發明的新型豎向承載樁復合地基，在承載樁灌注前，一般需先通過室內實驗得到滿足強度在10_15MPa時的水泥、石粉、水的配比，實施例中給出其中幾組參考配比，在實際操作過程中，其配比可根據實際要求進行調整和選取；承載樁的灌注施工方法和工藝可根據實際情況和要求進行選取和調整，如也可采用長螺旋鉆孔灌注成樁，長螺旋鉆孔和管內泵壓混合料灌注成樁，振動沉管灌注成樁以及打設塑料套管后集中灌注成樁等方式；褥墊層宜采用靜力壓實法，當路基底面下樁間土的含水量較小時，也可采用動力夯實的方法；土工合成材料層也可根據實際要求進行選取，其數量可根據實際要求進行調整和設計；褥墊層的厚度可根據實際要求進行調整；承載樁的具體強度可根據實際要求進行設計；承載樁在混合攪拌過程中可加入碎石、石屑或二者的混合物，加入的量以滿足實際使用要求為準；石粉優選為石粉廢料，也可根據實際要求如組分或各組分的含量等選用特定石粉或進行專門調配。本發明的產品形式并非限于本案圖示和實施例，任何人對其進行類似思路的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明的專利范疇。
權利要求
1.一種新型豎向承載樁復合地基，包括上層的褥墊層和下層的人工地基，在所述人工地基中具有多個豎向承載的承載樁；其特征在于所述承載樁主要由水泥、石粉和水混合攪拌硬化而成。
2.根據權利要求I所述的一種新型豎向承載樁復合地基，其特征在于上述石粉為石材加工過程中產生的石粉廢料。
3.根據權利要求I或2所述的一種新型豎向承載樁復合地基，其特征在于上述水泥、石粉和水的重量比為20-25 100 20-40。
4.根據權利要求I或2所述的一種新型豎向承載樁復合地基，其特征在于上述承載樁在混合攪拌過程中還加入碎石和/或石屑。
5.根據權利要求I或2所述的一種新型豎向承載樁復合地基，其特征在于上述承載樁灌注而成。
6.根據權利要求I或2所述的一種新型豎向承載樁復合地基，其特征在于上述褥墊層由石粉壓實而成。
7.根據權利要求6所述的一種新型豎向承載樁復合地基，其特征在于上述褥墊層逐層虛鋪壓頭而成。
8.根據權利要求6所述的一種新型豎向承載樁復合地基，其特征在于上述褥墊層中夾設一層或多層土工合成材料層。
9.根據權利要求8所述的一種新型豎向承載樁復合地基，其特征在于上述土工合成材料層為土工格柵層。
全文摘要
本發明提出一種新型豎向承載樁復合地基，包括上層的褥墊層和下層的人工地基，在所述人工地基中具有多個豎向承載的承載樁；所述承載樁主要由水泥、石粉和水混合攪拌硬化而成。采用上述技術方案后，與現有技術相比，本發明的新型豎向承載樁復合地基，其承載樁由水泥、石粉和水按照相應配比混合攪拌硬化而成，首先，石粉可采用石材在切割加工過程中產生的石粉廢料，有足夠的石粉廢料供應源頭，材料成本低；其次，石粉可采用石粉廢料，可有效解決石粉廢料堆積，占用資源，影響環境的問題，變廢為寶，為消化石粉廢料提供一條新途徑。
文檔編號E02D5/46GK102966097SQ20121050562
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者肖朝昀 申請人:華僑大學