專利名稱：一種水泥粉煤灰鋼渣樁及其制作工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種地基處理的用材及其制作工藝，特別是一種水泥粉煤灰鋼渣樁及其制作工藝。其主要應用于土木工程學科的巖土工程專業(yè)的地基處理領域，處理對象一般為濕陷性黃土、素填土及淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱地基土。
中國專利CN1113985A公開的《一種壓漿成樁的填料配方及其成樁工藝》，其基本工藝是，在水泥漿中摻入7％-70％的粉煤灰或篩選、磨碎的鋼渣爐灰，在成樁工藝中采用長管式振搗器振搗，并提出不同種地層注漿、補漿的適宜壓力，由此可使原材料成本下降30％-50％，從而達到大幅度下降工程造價。粉煤灰、鋼渣爐灰的再利用，既可變廢為寶，又減少了環(huán)境污染?！兜刭|(zhì)災害與環(huán)境保護》雜志(1998年3月)公開發(fā)表的《CFG樁樁身材料強度試驗研究》的文章研究了有關水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)的樁身強度、復合地基承載力，提出大參量Ⅲa級粉煤灰素混凝土為樁身材料，在突破傳統(tǒng)限制粉煤灰取代水泥率的條件下，仍可以達到設計要求的抗壓強度的設想。此外，《建筑結構》雜志(1997年第4期)發(fā)表的《石灰樁-粉煤灰樁在深厚軟土地中的應用》文章對石灰、粉煤灰樁或鋼渣石灰樁處理地基土的情況作了介紹?，F(xiàn)有方法均沒有考慮將粉煤灰、鋼渣廢料同時使用且成本略為偏高。據(jù)申請人所知，現(xiàn)有工業(yè)廢料，如粉煤灰、鋼渣在一些電廠、鋼廠堆積如山，難以處理，既占用了大量的土地，污染環(huán)境，又給周圍的居民生產(chǎn)生活帶來諸多不便。而一些地基土如非自重濕陷性黃土由于自身的特性遠遠不能滿足大型工業(yè)建筑基礎對地基土的要求，如中國河南安鋼地區(qū)普遍分布有Q42a1及Q41a1的Ⅰ-Ⅱ級非自重濕陷性黃土，最大深度為地面以下9米內(nèi)，含水量w=18％-24％，孔隙比e=0．75-1．10，壓縮系數(shù)標準值(a100-200)大于0．5MPa-1，濕陷起始壓力標準值Psh，k在100kPa-145kPa之間，其強度及變型兩者均不能滿足大型工業(yè)建(構)筑物基礎對地基土的要求，需要對其進行處理。對地基土進行處理，目前通用的方法是打樁夯實，以增加被處理的地基土的承載力和壓縮模量。
本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有建筑工程需要對地基土進行處理的實際問題，以及高爐煉鋼產(chǎn)生的大量鋼渣、火力發(fā)電產(chǎn)生的大量粉煤灰需要處理所面臨的困難，提出一種水泥粉煤灰鋼渣樁及其制作工藝，在確保滿足規(guī)范及設計要求的前提下，就地取材，充分利用電廠、鋼廠現(xiàn)有的工業(yè)廢料粉煤灰及鋼渣，變廢為寶，既節(jié)省投資，降低工程造價，又保護環(huán)境。
本發(fā)明的技術解決方案是，以水泥、粉煤灰、鋼渣為原料，按比例拌合后加入水，其特征在于，1立方米拌合料中，水泥、粉煤灰、鋼渣的重量比為220公斤∶450公斤∶1800公斤，水的用量控制在拌合料的坍落度T=1-3厘米。
其特征在于，鋼渣由粗料和細料組成，鋼渣的粗料、細料的重量比為7∶3。
其特征在于，粗料的粒徑大于20毫米，小于100毫米。
其特征在于，拌合料的充填系數(shù)為1．6-1．8。
其特征在于，鋼渣系經(jīng)過露天陳化至少三個月或一年的鋼渣。
其特征在于，粉煤灰，按《用于水泥和混凝土中粉煤灰》GB1596-91規(guī)定為Ⅲ級。
本發(fā)明的制作工藝是，測量放線、放樁位并復核，樁機調(diào)平、對準樁位，沉管至設計標高，其特征在于，對制作原料-水泥、粉煤灰、鋼渣進行檢驗，按照設計拌合重量比例配制，注水攪拌，攪拌均勻，將配制合格的拌合料用于灌注樁身，分段拔管、分層填料、分層夯實，其成樁的步驟是，樁管垂直對中就位，同步錘擊內(nèi)、外管至樁底設計標高，同步起拔內(nèi)、外管至一定高度，停止起拔外管只拔內(nèi)管直到填料窗口露出，并從窗口填料，錘擊內(nèi)管直至內(nèi)外管頂端重合，重復以上成樁步驟，直至一根樁打完且灌料至設計樁頂標高以上0．5米。
本發(fā)明的優(yōu)點是，在確保滿足規(guī)范及設計要求的前提下，就地取材，充分利用電廠、鋼廠現(xiàn)有的工業(yè)廢料粉煤灰及鋼渣，變廢為寶，既節(jié)省投資，降低工程造價，又保護環(huán)境。經(jīng)過本發(fā)明處理的地基，其承載力可達300kPa以上，變形模量可達10Mpa以上，比天然地基承載力、變形模量提高一倍左右，樁長9米的單樁承載力標準值可達到200kN左右，同時消除了樁間土的濕陷性，地基處理節(jié)省投資30％左右。


圖1，本發(fā)明的工藝流程圖下面，根據(jù)附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明的制作材料種類，主要為水泥、粉煤灰、鋼渣，還有水。對制作材料的要求是水采用普通自來水或工業(yè)用水；水泥采用普通425號硅酸鹽水泥；粉煤灰按《用于水泥和混凝土中粉煤灰》GB1596-91規(guī)定為Ⅲ級；鋼渣采用煉鋼廠生產(chǎn)的自然級配的鋼渣，由粗料mg細料ms組成，粗料mg粒徑d＞20毫米，但不宜超過100毫米。細料ms粒徑d≤20毫米。鋼渣需經(jīng)過露天陳化一年或至少三個月以上，或者水洗悶化10小時以上，確保其中活性氧化鈣fCaO含量≯5％，或在3-5％之間。制作材料的配比是，1立方米的拌合料中，水泥、粉煤灰及鋼渣的重量比依次為220公斤∶450公斤∶1800公斤，其中，鋼渣由粗料mg和細料ms組成，粗料mg和細料ms的重量比為7∶3。水的用量控制在拌合料的坍落度T=1-3厘米為宜。施工控制指標，分層填料，拌合料的充填系數(shù)為1．6-1．8，確保其被擠密，且充分膠結。成樁制作設備采用DDJ-25型或DDJ-30型柴油錘擊沉管灌注樁機施工，由底端開口的外管(套管)和底端封口的內(nèi)管(芯管)二部分組成。外管管壁按一定間距(一般為1．5米)開口填料。如圖1所示，本發(fā)明的制作工藝是，測量放線、放樁位并復核，樁機調(diào)平、對準樁位，沉管至設計標高，對制作原料-水泥、粉煤灰、鋼渣進行檢驗，按照設計拌合重量比例配制，注水攪拌，攪拌均勻，將配制合格的拌合料用于灌注樁身，采用分段拔管、分層填料、分層夯實方式進行，同步起拔內(nèi)、外管一定高度，停止起拔外管只拔內(nèi)管直至填料窗口露出，并從窗口填料，錘擊內(nèi)管直至內(nèi)外管頂端重合。需要特別指出成樁的步驟1、樁管垂直對中就位。2、同步錘擊內(nèi)、外管至樁底設計標高。3、同步起拔內(nèi)、外管至一定高度(一般為1．0米)，停止起拔外管只拔內(nèi)管直到填料窗口露出，并從窗口填料。4、錘擊內(nèi)管直至內(nèi)外管頂端重合。5、重復1-4工序，直至一根樁打完且灌料至設計樁頂標高以上0．5米。本發(fā)明的適應范圍1)鋼廠、電廠或其周邊地區(qū)地基土的處理。2)工業(yè)建(構)筑物或民用建筑基礎下地基土的處理。3)濕陷性黃土、素填土及淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱地基土的處理。4)地下水位以上、以下地區(qū)地基土的處理，但其PH值略等于7，基本呈中性。
本發(fā)明在民用建筑基礎下地基土的處理的應用中，宜先做試驗工作，對單樁承載力、材料配比及應力測試資料進行收集。在淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱地基土的處理的應用中應加強試驗工作及試驗資料的收集，其中包括單樁承載力、材料配比及應力測試資料的收集整理。以便指導大面積的施工。確保工程的質(zhì)量。
權利要求
1.一種水泥粉煤灰鋼渣樁，以水泥、粉煤灰、鋼渣為原料，按比例拌合后加入水，其特征在于，1立方米拌合料中，水泥、粉煤灰、鋼渣的重量比為220公斤∶450公斤∶1800公斤，水的用量控制在抖合料的坍落度T=1-3厘米。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種水泥粉煤灰鋼渣樁，其特征在于，鋼渣由粗料和細料組成，鋼渣的粗料、細料的重量比為7∶3。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種水泥粉煤灰鋼渣樁，其特征在于，粗料的粒徑大于20毫米，小于100毫米。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種水泥粉煤灰鋼渣樁，其特征在于，拌合料的充填系數(shù)為1．6-1．8。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種水泥粉煤灰鋼渣樁，其特征在于，鋼渣系經(jīng)過露天陳化至少三個月或一年的鋼渣。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種水泥粉煤灰鋼渣樁，其特征在于，粉煤灰，按《用于水泥和混凝土中粉煤灰》GB1596-91規(guī)定為Ⅲ級。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種水泥粉煤灰鋼渣樁的制作工藝，測量放線、放樁位并復核，樁機調(diào)平、對準樁位，沉管至設計標高，其特征在于，對制作原料-水泥、粉煤灰、鋼渣進行檢驗，按照設計拌合重量比例配制，注水攪拌，攪拌均勻，將配制合格的拌合料用于灌注樁身，分段拔管、分層填料、分層夯實，其成樁的步驟是，樁管垂直對中就位，同步錘擊內(nèi)、外管至樁底設計標高，同步起拔內(nèi)、外管至一定高度，停止起拔外管只拔內(nèi)管直到填料窗口露出，并從窗口填料，錘擊內(nèi)管直至內(nèi)外管頂端重合，重復以上成樁步驟，直至一根樁打完且灌料至設計樁頂標高以上0．5米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水泥粉煤灰鋼渣樁及其制作工藝,以水泥、粉煤灰、鋼渣為原料,按比例拌合后加入水,水的用量控制在拌合料的坍落度T=1—3厘米。其制作工藝是,測量放線、放樁位并復核,樁機調(diào)平、對準樁位,沉管至設計標高,對制作原料進行檢驗,按重量配制合格的拌合料用于灌注樁身,分段拔管、分層填料、分層夯實,其成樁步驟是,樁管垂直對中就位,同步錘擊內(nèi)、外管至樁底設計高度,同步起拔內(nèi)、外管至一定高度,停止起拔外管只拔內(nèi)管直到填料窗口露出,填料,錘擊內(nèi)管直至內(nèi)外管頂端重0合,重復以上成樁步驟,直至一根樁打完且灌料至設計要求。
文檔編號C04B28/04GK1278520SQ0011593
公開日2001年1月3日 申請日期2000年8月2日 優(yōu)先權日2000年8月2日
發(fā)明者黃濤, 王小章, 劉敬先 申請人:冶金工業(yè)部武漢勘察研究院