專利名稱：一種新型豎向承載樁復(fù)合地基的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑等工程領(lǐng)域，具體涉及一種新型豎向承載樁復(fù)合地基。
背景技術(shù)：
豎向承載樁復(fù)合地基多用于在軟土地基上建設(shè)城際快(高)速鐵路、高速公路和市政等工程，增加地基的穩(wěn)定性和減少工后沉降，尤其用于淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土、素填土等處的地基。市場上現(xiàn)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(yù)應(yīng)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(jià)省，但是其施工質(zhì)量不易控制，強(qiáng)度低，加固處理深度有限，地基強(qiáng)度和可靠性較弱；剛性樁類常采用混 凝土灌注而成，施工質(zhì)量易控制，樁身強(qiáng)度高，加固處理深度大，地基強(qiáng)度和可靠性較高，但其造價(jià)相對較高。在上述問題存在的情況下，申請人發(fā)現(xiàn)，在石材加工如石材切割或機(jī)制砂生產(chǎn)過程中會產(chǎn)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(jī)制砂生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的石粉也可以達(dá)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(chǎn)出日益成為企業(yè)、社會的沉重負(fù)擔(dān)，為此，地方政府投入巨額資金建設(shè)大型石粉填埋場，而企業(yè)需繳納相應(yīng)的處理費(fèi)用。有些規(guī)模稍小的石材加工廠(作坊)則直接將加工過程中產(chǎn)生的溶有石粉的廢液隨意排放，對周圍環(huán)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(fā)明人對上述問題進(jìn)行深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、承載樁強(qiáng)度高且可合理利用石粉廢料的新型豎向承載樁復(fù)合地基。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用這樣的技術(shù)方案—種新型豎向承載樁復(fù)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(gè)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(chǎn)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(shí)而成。上述褥墊層逐層虛鋪壓實(shí)而成。上述褥墊層中夾設(shè)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(shù)方案后，本發(fā)明的新型豎向承載樁復(fù)合地基，其承載樁由水泥、石粉和水按照相應(yīng)配比混合攪拌硬化而成，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的新型豎向承載樁復(fù)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(chǎn)生的石粉廢料，有足夠的石粉廢料供應(yīng)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(huán)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(yīng)配比混合攪拌硬化后，其強(qiáng)度比柔性樁高，樁身質(zhì)量易控制。


圖I為本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)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(shí)施例方式為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。本發(fā)明的一種新型豎向承載樁復(fù)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(gè)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(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)之處在于，承載樁21主要由水泥、石粉和水按照相應(yīng)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(shí)現(xiàn)節(jié)約成本和合理利用石粉廢料的目的，優(yōu)選地，石粉為石材加工過程中產(chǎn)生的石粉廢料。為實(shí)現(xiàn)有效提高承載樁21強(qiáng)度的目的，優(yōu)選地，水泥、石粉和水的重量比為20-25 100 20-40。為進(jìn)一步提高承載樁21的強(qiáng)度和合理處理和利用石材在加工過程中產(chǎn)生的邊角料等廢料，優(yōu)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(shí)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，F(xiàn)e) 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(jù)實(shí)際要求進(jìn)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(zhì)量百分 IUO 99 89890. 8 78 I 64.1
數(shù)(%)_______本發(fā)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(qiáng)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(shè)機(jī)打設(shè)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(jīng)28天硬化后其強(qiáng)度可達(dá)10. 78-13. 25MPa。塑料套管法所形成的承載樁的特點(diǎn)是在同樣荷載條件下，小直徑樁采用“細(xì)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(hù)效果較好，地基的整體強(qiáng)度較高。在制作褥墊層I時(shí)，將石粉廢料分層虛鋪一定厚度后，鋪設(shè)土工格柵層11，在土工格柵層11上繼續(xù)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(jī)或壓路機(jī)等壓實(shí)機(jī)械分層夯實(shí)，形成加筋形式的石粉褥墊層結(jié)構(gòu)，夯填度(夯實(shí)后的褥墊層I的 厚度與虛鋪厚度的比值)不超過0.9。本發(fā)明的新型豎向承載樁復(fù)合地基，在承載樁灌注前，一般需先通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到滿足強(qiáng)度在10_15MPa時(shí)的水泥、石粉、水的配比，實(shí)施例中給出其中幾組參考配比，在實(shí)際操作過程中，其配比可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和選取；承載樁的灌注施工方法和工藝可根據(jù)實(shí)際情況和要求進(jìn)行選取和調(diào)整，如也可采用長螺旋鉆孔灌注成樁，長螺旋鉆孔和管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，振動沉管灌注成樁以及打設(shè)塑料套管后集中灌注成樁等方式；褥墊層宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)路基底面下樁間土的含水量較小時(shí)，也可采用動力夯實(shí)的方法；土工合成材料層也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行選取，其數(shù)量可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；褥墊層的厚度可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整；承載樁的具體強(qiáng)度可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；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(shí)際使用要求為準(zhǔn)；石粉優(yōu)選為石粉廢料，也可根據(jù)實(shí)際要求如組分或各組分的含量等選用特定石粉或進(jìn)行專門調(diào)配。本發(fā)明的產(chǎn)品形式并非限于本案圖示和實(shí)施例，任何人對其進(jìn)行類似思路的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
權(quán)利要求
1.一種新型豎向承載樁復(fù)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(gè)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(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型豎向承載樁復(fù)合地基，其特征在于上述石粉為石材加工過程中產(chǎn)生的石粉廢料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種新型豎向承載樁復(fù)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(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種新型豎向承載樁復(fù)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(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種新型豎向承載樁復(fù)合地基，其特征在于上述承載樁灌注而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種新型豎向承載樁復(fù)合地基，其特征在于上述褥墊層由石粉壓實(shí)而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型豎向承載樁復(fù)合地基，其特征在于上述褥墊層逐層虛鋪壓頭而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型豎向承載樁復(fù)合地基，其特征在于上述褥墊層中夾設(shè)一層或多層土工合成材料層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型豎向承載樁復(fù)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(fā)明提出一種新型豎向承載樁復(fù)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(gè)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(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的新型豎向承載樁復(fù)合地基，其承載樁由水泥、石粉和水按照相應(yīng)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(chǎn)生的石粉廢料，有足夠的石粉廢料供應(yīng)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(huán)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(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者肖朝昀 申請人:華僑大學(xué)