專利名稱：一種復合材料樁及其制作方法
技術領域：
本發明涉及土建技術領域，尤其涉及一種復合材料樁及其制作方法。
背景技術：
水泥土攪拌法最早在美國研制成功,稱為Mixed-1n-PiIe(簡稱MIP法)。1953年日本引進該方法，60年代末開始致力于此項研究，1974年研制成水泥攪拌固化法，國內1977年由冶金部建筑研究總院和交通部水運規劃設計院進行了室內試驗和機械研制工作，1981年在天津造紙廠蒸煮鍋改擴建中獲得成功。日本在上世紀70年代形成了一套以相互搭接的水泥土攪拌樁墻內插入芯材的基坑圍護體系，即SMW (Soil Mixing Wall)工法，如今日本在深基坑工程及土體加固和防滲截水等工程中廣泛應用SMW工法地下連續墻。我國對SMW工法的研究和應用始于20世紀80年代后期，其所用的加勁材料，除國外常用的H型鋼外還根據國情研制了鋼筋籠和輕型角鋼組合骨架。20世紀90年代，日本多家大公司和研究機構共同開發了一種叫做“肋型鋼管水泥土樁”的新樁型。這種樁首先用大型攪拌桿將水泥乳漿，從其噴口以高壓噴入地基并強行與原土攪拌，形成漿狀水泥土柱，然后將一表面有肋的鋼管插入水泥土，待水泥土結硬而成樁。經過大量室內外試驗，取得了預期效果。因此，這種鋼管可與水泥土形成整體而協同工作。根據測試，樁頂荷載可由鋼管的肋有效地傳遞給水泥土，水泥土又將荷載有效的傳遞給樁周和樁底土。這種新樁型把深層攪拌技術和鋼管樁二者融合，揚長避短。在1977年，日本混凝土工業也研究處一種組合樁，其方法是在水泥土攪拌樁內插入混凝土芯樁，并對薄弱土層或樁端部分進行擴徑和注漿攪拌。在國內一些科研、設計、施工部門陸續研究探討了各種組合攪拌樁，如加筋水泥土攪拌樁,竹筋水泥土攪拌樁等。1994年滄州機械施工公司將一根圓錐形空心鋼筋混凝土電線桿插入水泥土攪拌樁內作為勁性樁芯，大大提高了其承載力。1995年上海市隧道公司施工技術研究所和江陰建筑安裝總公司機械施工公司也共同成功開發了型鋼水泥土復合樁。水泥土樁由于本身強度較低，導致在荷載較大的情況下變形較大。因此就出現了上文提到的“肋型鋼管水泥土樁”和“砼芯水泥土樁”等帶有芯材(如鋼管和混凝土)的組合水泥土樁，而大多數復合材料水泥土攪拌樁其受力特點都是芯材與水泥土樁共同承受豎向荷載。因此就要求芯材要具有比較強的豎向承載力，而且要與水泥土有較好的粘結作用。芯材要具有以上兩種特性而且要價格合理，這就限制了材料的選擇，也限制了復合材料水泥土樁的發展。
發明內容
本發明的目的是提供一種復合材料樁的制作方法，克服現有產品中復合材料樁無法擺脫芯材與水泥土樁共同承受豎向荷載、芯材不具經濟性的不足。本發明的目的是通過以下技術方案來實現 一種復合材料樁，包括水泥土樁，所述水泥土樁內設有加勁管，所述加勁管設于水泥土樁的上部。所述水泥土樁的材質為水泥土，水泥土中水泥摻量為15%，含水量為40%，以上均
為質量含量。進一步的，所述加勁管為PE (聚乙烯)管材、HDPE (高密度聚乙烯)雙壁波紋管、聚
乙烯纏繞管。上述的復合材料樁的制作方法，包括以下步驟
1)采用長螺旋鉆機鉆孔，至設計深度；提鉆，同時由泵送水泥土，嚴格控制水泥土配比，保證坍落度；
2)用振動錘插入加勁管；以及
3)成樁養護。可選擇的，步驟I)可以采用攪拌樁機施工攪拌水泥土樁，濕法作業，至設計樁深，根據土質不同，水灰比取1:廣2:1，以滿足水泥土坍落度不小于140為準，四攪四噴。本發明的有益效果為本發明提供的一種復合材料樁及其制作方法，對水泥土樁起到圍箍的作用，能顯著提高水泥土樁承載力的同時，使其不受到豎向承載力作用；本發明經現場實施后發現，具有良好的經濟效果和推廣條件。
下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。圖1是本發明實施例所述的一種復合材料樁的結構示意 圖2是圖1中A-A處的剖視 圖3是本發明實施例所述的一種復合材料樁復合地基載荷試驗曲線圖。圖中1、水泥土樁；2、加勁管。
具體實施例方式如圖1和圖2所示，本發明實施例所述的一種復合材料樁，包括水泥土樁1，所述水泥土樁I內設有加勁管2，所述加勁管2設于水泥土樁2的上部。所述水泥土樁I的材質為水泥土，水泥土中水泥摻量為15%,含水量為40%。所述加勁管2為PE (聚乙烯)管材、HDPE (高密度聚乙烯)雙壁波紋管、聚乙烯纏繞管。其優點主要有
(O具有優良的耐腐蝕性和較長的使用壽命。PE管道可耐多種化學介質的腐蝕，土壤中存在的化學物質不會對管道造成任何降解作用，在20°C條件下，管材在50年后仍能保持IOMPa最小必須強度(環向)。聚乙烯是電的絕緣體，因此不會發生腐爛、生銹或電化學腐蝕現象。聚乙烯管材的使用壽命為50年以上。聚乙烯材料主要的處理方式是焚燒回收能源，而聚乙烯PE給水管僅含碳氫，焚燒后生成水和二氧化碳，不污染環境。(2)聚乙烯PE管具有獨特的柔韌性，具有低的缺口敏感性、高的剪切強度和優異的抗刮痕能力，耐環境應力開裂性能也非常突出。管道具有更長的使用壽命和更好的經濟性。(3)非常突出的耐低溫性能。聚乙烯的低溫脆化溫度極低，可在-60-60°C溫度范圍內安全使用。(4)聚乙烯質輕安裝，連接和搬運方便可靠。本發明實施例所述的一種復合材料樁的制作方法
1)采用長螺旋鉆機鉆孔，至設計深度；提鉆，同時由泵送水泥土，嚴格控制水泥土配比，保證坍落度，水泥土水泥摻量15%，含水量40%，達到坍落度180mnT200mm，滿足管材植入需要；
2)用振動錘插入加勁管2；以及
3)成樁養護。在本發明另一種實施方式中，步驟I)可以采用攪拌樁機施工攪拌水泥土樁，濕法作業，至設計樁深，根據土質不同，水灰比取1:廣2:1，以滿足水泥土坍落度不小于140mm為準，四攪四噴。材料抗壓強度比較表
權利要求
1.一種復合材料樁，包括水泥土樁(1)，其特征在于所述水泥土樁(I)內設有加勁管(2)，所述加勁管(2)設于水泥土樁(2)的上部。
2.根據權利要求1所述的一種復合材料樁，其特征在于所述水泥土樁(I)的材質為水泥土，所述水泥土中水泥摻量15%，含水量為40%，均為質量含量。
3.根據權利要求2所述的一種復合材料樁，其特征在于所述加勁管(2)為PE管材、HDPE雙壁波紋管或聚乙烯纏繞管。
4.權利要求1-3任一項所述的一種復合材料樁的制作方法，其特征在于，包括以下步驟 1)采用長螺旋鉆機鉆孔，至設計深度，提鉆，同時由泵送水泥土，嚴格控制水泥土配比，保證坍落度，達到坍落度180mm-220mm ； 2)用振動錘插入加勁管(2)，所述加勁管(2)設于水泥土樁(2)的上部；以及 3)成樁養護。
全文摘要
本發明涉及一種復合材料樁及其制作方法，所述復合材料樁包括水泥土樁，所述水泥土樁內設有加勁管，所述加勁管設于水泥土樁的上部。所述水泥土樁的材質為水泥土，水泥土中水泥摻量為15%，含水量為40%。本發明的有益效果為本發明提供的一種復合材料樁，對水泥土樁起到圍箍的作用，能顯著提高水泥土樁承載力的同時，使其不受到豎向承載力作用；本發明經現場實施后發現，具有良好的經濟效果和推廣條件。
文檔編號E02D5/46GK103015410SQ201210535938
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者王強, 翟玉新, 張欽喜 申請人:中鐵建設集團有限公司