专利名称：一种水泥土搅拌桩及其制作方法
技术领域：
本发明涉及工程中构筑物的抗浮抗拉方面的大型土建材料，具体地说是一种水泥土搅拌桩及其制作方法。
背景技术：
现有技术制作的水泥土搅拌桩是利用水泥、石灰等材料作固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂进行搅拌，使软土硬结而形成水泥搅拌桩，这种水泥土搅拌桩主要包括桩体，该桩体在抗压方面能承受较大的荷载，但因内部不含筋，在抗拉方面却是薄弱环节，所能承受的拉力比压力要小得多，在拉力的作用下桩体很容易遭到破坏，无法满足有上拔力的工程如构筑物的抗浮等方面的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的水泥土搅拌桩及其制作方法，它既可以起到地基土处理加固，提高地基土承载力的作用，又能满足需承受上拔力工程的需要。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种水泥土搅拌桩，它主要包括桩体，其特征在于在桩体中至少设置一根钢筋，在桩体的底部处设一锚固头，该锚固头与钢筋固定连接。
一种水泥土搅拌桩的制作方法，其特征在于a、定位，将深层搅拌机到达指定桩位并进行对中，安装导向架并使设备保持水平；b、制备水泥浆时水泥的掺入量与被加固湿土之间的重量比值为7-20％，其中被加固湿土的含水量为20-60％，水泥浆水灰比为0.45-0.55；c、将搅拌机沿导向架按速率搅拌切土下沉，并可同时喷入水泥浆；d、深层搅拌机下沉至设计深度后，将水泥浆压入地基中，再边喷浆边旋转向上提升，喷浆应均匀而连续；e、重复上述的上、下搅拌，在搅拌过程中对搅拌桩的顶端和底端可补喷水泥浆；f、将至少一根底部带锚固板的钢筋或其它抗压耐拉的材料，在搅拌桩成桩过程中或搅拌桩制作完成后尚未凝固的时间内，放入到设计的深度，放入时采用搅拌机所产生的压力，将锚固板及钢筋或其它抗压耐拉的材料一起压下。
本发明既加固了地基土，提高地基土承载力，又可以解决需要上拔力的实际工程如构筑物抗浮的问题，而且比采用预制桩、灌注桩、土层锚杆更加经济。
图1为本发明一实施例的结构示意2为本发明另一实施例的结构示意3为本发明又一实施例的结构示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。
本发明主要包括桩体1，它区别于现有技术在于在桩体1中至少设置一根钢筋2，在桩体1的底部处设一锚固头3，该锚固头与钢筋固定连接，一实施例在桩体中设置一根钢筋，又一实施例为在桩体中设置三根钢筋，具体实施中根据需要在桩体1内可设置锚固头3，设置在桩体中的锚固头一般靠近桩体的中间部位，本实施例钢筋有一端伸出桩体，锚固头与桩体固定连接，实施中的锚固头可以是平钢板、斜钢板、曲钢板，也可以是钢筋混凝土的预制件或其它具有高强度的膨胀头，具体实施中钢筋也可采用其它抗压耐拉材料。
水泥土搅拌桩制作前，需根据构筑物对荷载及沉降要求，确定单桩承载力、复合地基承载力、单桩的上拔力、复合地基的上拔力，然后进一步确定桩长、桩径和桩距，使用的参考计算公式请见第5页；在制作前要先进行水泥与施工场地的不同配合比的室内试验，制成试块，并作抗压强度试验，根据试验结果确定拌制水泥浆时的水泥含量，对酸性土，要选用抗酸水泥品种，以提高抗侵蚀的性能，对有机质含量较高的土，应提高置换率和增加水泥掺入量，并根据配比试验试块的抗压强度，计算锚固板的面积、数量，确定锚固板的埋置深度，并进行现场试桩，然后根据工程的实际情况对桩长、桩径及桩距进行调整，本水泥搅拌桩的具体制作方法是，一种水泥土搅拌桩的制作方法，其特征在于a、定位，将深层搅拌机到达指定桩位并进行对中，安装导向架并使设备保持水平；b、制备水泥浆时的水泥的掺入量与被加固湿土之间的重量比值为7-20％，一般常用为10-15％，其中被加固湿土的含水量为20-60％，水泥浆水灰比为0.45-0.55；c、将搅拌机沿导向架按速率搅拌切土下沉，并可同时喷入水泥浆；d、深层搅拌机下沉至设计深度后，将水泥浆压入地基中，再边喷浆边旋转向上提升，喷浆应均匀而连续；e、重复上述的上、下搅拌，在搅拌过程中对搅拌桩的顶端和底端可补喷水泥浆；f、将至少一根底部带锚固板的钢筋或其它抗压耐拉的材料，在搅拌桩成桩过程中或搅拌桩制作完成后尚未凝固的时间内，放入到设计的深度，放入时采用搅拌机所产生的压力，将锚固板及钢筋或其它抗压耐拉的材料一起压下。
钢筋的粗细可通过一水泥土搅拌桩(单桩)所承受的上拔力设计值进行推算上拔力设计值＝抗拉强度×钢筋截面积先确定钢筋截面积，再求出抗拉强度，然后进行优化，最后确定钢筋的具体型号规格。
锚固板面积可通过一水泥土搅拌桩(单桩)所承受的上拔力设计值进行估算上拔力设计值＝锚固板处水泥土的抗压强度×锚固板面积通过上述的室内配比试验及现场试桩先确定锚固板处水泥土的抗压强度，再求出锚固板面积，并进行优化，使用的锚固板要有相当的厚度，实施中8毫米以上为宜。
一根水泥搅拌桩制作完毕后，需清洗机械中的全部注浆管路中残存的水泥浆，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净，然后重复上述步骤，进行下一根搅拌桩的制作，其中的深层搅拌机目前国内常用的分为单、双头两种，一般由钻塔、动力装置、卷扬设备、注浆管道系统、电器控制组成，这些均为现有技术，在此不作具体描述。
经过现场试验测试，一水泥土搅拌桩的桩长6米左右，该搅拌桩的直径为500毫米，桩体内设置一根Φ18的钢筋，极限抗拔力超过10吨。
实施例1在浙江省进行的施工，水泥土搅拌桩的桩长6.0米左右，桩径500mm，钢筋Φ18，水泥的掺入量与被加固湿土重的比值为14％，水灰比为0.5，采用的是单头搅拌机，施工步骤如下深层搅拌机到达指定桩位，对中，调整使设备保持水平。制备水泥浆水泥的掺入量与被加固湿土重14％，水泥浆水灰比可选用0.5。使搅拌机沿导向架按0.6米/分钟的速率搅拌切土下沉，同时开始喷入水泥浆，边喷浆边旋转。深层搅拌机下沉至地面下6米后提升，边喷浆边旋转至回到地面，提升速度0.6米/分钟。重复上下搅拌，搅拌的过程中，对顶端与底端可再补喷水泥浆。将一根底部带锚固板的钢筋，放入到地面6米深度。放入时利用搅拌桩机械所产生的压力，将锚板及钢筋一齐压下，锚板为25*25cm厚1cm的钢板。然后是管路清洗、移位，进行下一根桩的施工。完工30天后测得的极限抗拔力超过10吨。
实施例2上海长桥新村附近进行的施工，第一次搅拌下沉时未喷浆，提升时及第二次搅拌下沉时喷浆，其余施工工艺同上例步骤。水泥土搅拌桩的桩长10米左右，桩径500mm，钢筋Φ20，水泥的掺入量与被加固湿土重的比值为13％，水灰比为0.5，锚板为25cm厚8mm的圆钢板，完工35天后测得的极限抗拔力超过11吨。估算水泥土桩——承载力的公式Pa＝η·fcu·ApPa＝Up·Σqsi·li+n·Ap·qpfsp＝m·Pa/Ap+β(1-m)fsfsp，d＝m·Pu/(γR·Ap)+β·(1-m)·fs，dPa——单桩容许承载力(kN)；Fcu——与桩身水泥土配方相同的室内水泥上试块(边长70.7mm的立方体)，在标准养护条件下，90天龄期抗压强度平均值(RPa)；Ap——桩的截面积(m2)；η——桩身强度折减系数，可取0.3～0.4Up——桩的周长(m)；qsi——桩周第i层士的容许摩阻力；li——桩周第i层二的厚度(m)；qp——桩端天然地基土的承载力(kPa)；α——楠端天然地基土的承载力折减系数。可取0。4～0.6；fs，p——复合地基容许承载力(kPa)；fs——桩间天然地基土容年承载力(kPa)m——桩土面积置换率β——桩间土承载力折减系数。当桩端为软土时。可取0.5～1.0；当桩端为硬土时，可取0.1～0.4。γR一承载力分项系数，取1.6Pu——单桩极限承载力标准值(kN)；fs，d——桩间天然地基土承载力设计值(kPa)。
权利要求
1.一种水泥土搅拌桩，它主要包括桩体，其特征在于在桩体中至少设置一根钢筋，在桩体的底部处设一锚固头，该锚固头与钢筋固定连接。
2.按权利要求1所述的一种水泥土搅拌桩，其特征在于在桩体内可设置锚固头。
3.按权利要求1或2所述的一种水泥土搅拌桩，其特征在于钢筋有一端伸出桩体，锚固头与桩体固定连接。
4.按权利要求1或2所述的一种水泥土搅拌桩，其特征在于锚固头可以是平钢板、斜钢板、曲钢板，也可以是钢筋混凝土的预制件或其它具有高强度的膨胀头。
5.一种水泥土搅拌桩的制作方法，其特征在于a、定位，将深层搅拌机到达指定桩位并进行对中，安装导向架并使设备保持水平；b、制备水泥浆时的水泥掺入量与被加固湿土之间的重量百分比分别为7-20％，其中被加固湿土的含水量为20-60％，水泥浆水灰比为0.45-0.55；c、将搅拌机沿导向架按速率搅拌切土下沉，并可同时喷入水泥浆；d、深层搅拌机下沉至设计深度后，将水泥浆压入地基中，再边喷浆边旋转向上提升，喷浆应均匀而连续；e、重复上述的上、下搅拌，在搅拌过程中对搅拌桩的顶端和底端可补喷水泥浆；f、将至少一根底部带锚固板的钢筋或其它抗压耐拉的材料，在搅拌桩成桩过程中或搅拌桩制作完成后尚未凝固的时间内，放入到设计的深度，放入时采用搅拌机所产生的压力，将锚固板及钢筋或其它抗压耐拉的材料一起压下。
全文摘要
本发明公开了一种水泥土搅拌桩，其特征为在桩体中至少设置一根钢筋，在桩体的底部处设一锚固头，该锚固头与钢筋固定连接。本发明既加固了地基土，提高地基土承载力，又可以解决需要上拔力的实际工程如构筑物抗浮的问题，而且比采用预制桩、灌注桩、土层锚杆更加经济。
文档编号E02D5/54GK1439777SQ0211086
公开日2003年9月3日 申请日期2002年2月19日 优先权日2002年2月19日
发明者赵连兵, 王德刚, 徐惠亮, 陈能礼, 陈振荣 申请人:上海世圳岩土工程有限公司