本发明涉及软土地基施工，特别涉及一种砼芯水泥土搅拌桩加固地基施工工艺。
背景技术：
随着城市化建设规模的不断扩大，对外经济贸易的飞速增长，我国沿海港口城市进入了一个全面发展的新时期，大规模围海造地、海涂围垦等工程竞相发展，成为了沿海开放城市的一道亮丽风景线。沿海地区的造地工程均面临一个重要问题，该类地区多为高含水率、高压缩性的淤泥质粘土。特别是在软土地基上建造公路，许多公路开通运营后很快就会发生局部不均匀沉降，影响行车的安全性与舒适性。
目前，现有技术中申请公布号为cn103422497a的中国专利公开了一种采用水泥土搅拌桩加固软土地基的方法，包括布桩、定位、预搅下沉、制备水泥浆、提升喷浆搅拌、重复搅拌下沉、清洗和移位等，该方法节约了大量钢材、混凝土等材料；且水灰比适宜，容易搅拌均匀，成桩质量高、强度高，适用在较深的桩的施工。
现有技术中提及的加固软土地基的方法，是在软土地基上预制搅拌桩，在搅拌桩的成型过程中，向搅拌桩内放入砼芯，虽然对软土地基具有加固作用，但是砼芯与搅拌桩的结合牢固性不高，可能发生砼芯与搅拌桩的耦连现象。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种砼芯水泥土搅拌桩加固地基施工工艺，保证了该加固地基具有较高的结构强度，同时显著增强了砼芯与搅拌桩的结合牢固性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种砼芯水泥土搅拌桩加固地基施工工艺，包括如下步骤：
（1）布桩：在软土地基上布设桩位；
（2）定位：塔架悬吊搅拌机到达软土地基的桩位；
（3）预搅下沉：桩机就位对中后，启动搅拌机，待搅拌机的转速稳定后，搅拌头进行旋转切土，下沉至设计加固的深度；
（4）排土：提升搅拌头，然后将松土排出并收集；
（5）砼芯预处理：在砼芯的表面上喷涂压敏胶，压敏胶采用羧甲基淀粉醚类压敏胶；
（6）压预制砼芯：将涂覆有压敏胶的砼芯下沉至设计深度后，向桩位内倾倒松土，同时开动灰浆泵，将水泥浆压入松土中，松土与水泥浆的重量比为2：1，使水泥浆与松土充分拌合直至高于砼芯标高；
（7）复喷搅拌：重复步骤（3）至步骤（6），每根桩均要进行复搅复喷，每根桩的成桩时间不少于120min；
（8）清洗：开启灰浆泵，清洗全部管路中的残存浆液；
（9）移位：重复步骤（1）~步骤（8）进行下一根桩施工。
通过采用上述技术方案，首先建造桩位，将桩位内的松土排出后，将砼芯安装在桩位内，本发明的砼芯表面喷涂有压敏胶，待砼芯安放在预定的位置后，进行填土，同时利用灰浆泵将水泥浆压入松土中，在水泥浆固化过程中，水泥浆与松土的混合体系润湿压敏胶，使得压敏胶中的水溶性阴离子得到溶解，恢复了压敏胶的粘性，在水泥浆与松土混合体系的压力作用下，有助于增强砼芯与搅拌桩之间的结合牢固性。
本发明进一步设置为：砼芯的标高为水泥土搅拌桩桩深的1/4~1/3。
通过采用上述技术方案，限定砼芯的标高为水泥土搅拌桩桩深的1/4~1/3，表明水泥土搅拌桩内沿深度方向可以预制2~3个砼芯，相比于预制1个砼芯而言，具有易于搬运、方便施工的优点；在发生地震时，每个砼芯均可以吸收地震产生的部分能量，并且在砼芯与砼芯的连接处该部分能量可以不再继续传递，从而大幅度减小地震产生的振动能量。
本发明进一步设置为：步骤（6）中在水泥土搅拌桩中完成一次砼芯的下沉后，在砼芯芯顶的标高上方铺设钢筋砼层，铺设厚度为砼芯标高的1/12~1/6。
通过采用上述技术方案，在相邻的砼芯之间铺设钢筋砼层，相比于水泥浆与松土的混合体系而言，钢筋砼层具有良好的加固作用；同时，当发生地震时，钢筋砼层有助于吸收地震所产生的部分能量，进一步提高该加固体系的稳固性。
本发明进一步设置为：步骤（3）中在搅拌头旋转切土的过程中喷洒稀释液，喷洒速度为5~10l/min。
通过采用上述技术方案，搅拌头在旋转过程中会遇到硬土层，喷洒稀释液，有助于软化硬土层，从而显著提高松土效率。
本发明进一步设置为：所述水泥浆的水灰比为0.53~0.57，其中水泥掺入比为18~20%。
通过采用上述技术方案，限定水泥掺入比在18~20%之间，水泥掺量较小，对延缓水泥浆与松土混合体系的固化时间具有良好的效果，固化时间延长，相当于施工砼芯的时间延长，有助于提高工人施工的方便性。
本发明进一步设置为：步骤（6）中水泥浆与松土充分拌合后高于砼芯标高的1/12~1/6。
通过采用上述技术方案，水泥浆与松土的混合体系充分拌合后高于砼芯标高，相当于将砼芯包裹起来，有助于从砼芯表面的各个方向均对砼芯产生压力，从而增强砼芯与搅拌桩的结合牢固性。
本发明进一步设置为：所述压敏胶包括如下重量份的组分：丙烯酸丁酯20~25份、水泥砂浆15~20份、醋酸乙烯酯10~15份、羧甲基淀粉醚20~25份、气相二氧化硅10~15份、过氧化苯甲酰1~3份与乙酸乙酯5~10份。
通过采用上述技术方案，压敏胶采用上述配方制得，内含羧甲基淀粉醚，属于水溶性阴离子基团，当处于潮湿环境中，有助于恢复自身的粘性，特别是受到压力作用时，能够进一步提高压敏胶的粘性。
本发明进一步设置为，所述压敏胶的制备过程如下：
（1）将水泥砂浆、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯放入烘箱中进行干燥2~3h；
（2）然后将干燥后的水泥砂浆、丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯投入搅拌罐中，调节转速为400~500r/min，搅拌时间为1~1.5h；
（3）继续投入羧甲基淀粉醚、气相二氧化硅，调节转速至800~1000r/min，搅拌时间为4~6h，在搅拌2~2.5h后，投入过氧化苯甲酰、乙酸乙酯；
（4）取出搅拌后的混合体后，在-10℃~-5℃的冷冻箱中低温干燥；
（5）将步骤（4）中干燥后的混合体粉碎至平均粒径为50~100μm之间。
通过采用上述技术方案，制备前，需要将原料进行充分干燥，然后将水泥砂浆、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯充分混合，提高搅拌速度，将羧甲基淀粉醚、气相二氧化硅、过氧化苯甲酰、乙酸乙酯加入搅拌体系内，搅拌均匀后在低温下干燥，制备的压敏胶具有优异的耐磨性与高强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明公开了一种砼芯水泥搅拌桩加固地基的施工工艺，相比于现有技术中的复合搅拌桩，显著增强了砼芯与水泥土搅拌桩之间的结合牢固性，从而提高对软土地基的加固强度；
2、在砼芯的表面上喷涂压敏胶，压敏胶在潮湿的环境中，有助于恢复压敏胶自身的粘性，而且，水泥浆与松土的混合体系固化后，对砼芯表面产生一定的压力，有助于进一步增强砼芯与水泥土搅拌桩的结构牢固性；
3、在搅拌头松土过程中，喷洒稀释液，有助于软化硬土层，从而提高搅拌头的松土效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例：
压敏胶的制备过程如下所示：
（1）将15~20份水泥砂浆、20~25份丙烯酸丁酯、10~15份醋酸乙烯酯放入烘箱中进行干燥2h；
（2）然后将步骤（1）干燥后的水泥砂浆、丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯投入搅拌罐中，调节转速为450r/min，搅拌时间为1h；
（3）继续投入20~25份羧甲基淀粉醚、10~15份气相二氧化硅，调节转速至900r/min，搅拌时间为5h，在搅拌2h后，投入1~3份过氧化苯甲酰、5~10份乙酸乙酯；
（4）取出搅拌后的混合体后，在-5℃的冷冻箱中低温干燥；
（5）将步骤（4）中干燥后的混合体粉碎至平均粒径约为100μm。
一种砼芯水泥搅拌桩加固地基施工工艺，包括如下步骤：
（1）布桩：在软土地基上利用经纬仪、卷尺测放工程轴线及桩位，并经甲方及工程监理人员验收合格后，方可进行布桩；
（2）定位：塔架悬吊搅拌机到达软土地基的桩位，；
（3）预搅下沉：桩机就位对中后，启动搅拌机，待搅拌机的转速稳定后，搅拌头进行旋转切土，在搅拌头旋转切土的过程中喷洒稀释液，喷洒速度为5l/min，直至下沉至设计加固的深度；
（4）排土：提升搅拌头，然后将松土排出并收集；
（5）砼芯预处理：在砼芯的表面上喷洒压敏胶，压敏胶采用羧甲基淀粉醚类压敏胶；
（6）压预制砼芯：将涂覆有压敏胶的砼芯下沉至设计深度后，向桩位内倾倒松土，同时开动灰浆泵，将水泥浆压入松土中，松土与水泥浆的重量比为2：1，使水泥浆与松土充分拌合直至高于砼芯标高，其中砼芯的标高为水泥土搅拌桩桩深的1/4，且在水泥土搅拌桩内完成一次砼芯的下沉后，在砼芯芯顶的标高上方铺设钢筋砼层，铺设厚度为砼芯标高的1/8，且当水泥浆与松土充分拌合后高于砼芯标高的1/12；其中，水泥浆的水灰比为0.53，水泥掺入比为20%
（7）复喷搅拌：重复步骤（3）至步骤（6），每根桩均要进行复搅复喷，每根桩的成桩时间不少于120min；
（8）清洗：开启灰浆泵，清洗全部管路中的残存浆液；
（9）移位：重复步骤（1）~步骤（8）进行下一根桩施工。
工程实例：南京绕高速公路东北段砼芯水泥土搅拌桩复合地基工程位于小营蒋河中桥，处理桩号k9+250.2~k9+350.2，k9+380.4~k9+666.0，全长共385.6m，主要处理地基下部3层粉质粘土、淤泥质粘土，埋深4.7m，层厚16.8m，承载力=70~110kpa。最小重度14.9kn/m3，快剪粘聚力14kpa，内摩擦角0.9°，孔隙比1.350，含水量48.4%。砼芯水泥土搅拌桩的桩长为19~21m，砼芯长度为6m，通过静载试验、传感器长期观测等方法检测桩体质量良好。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。