專利名稱：深層攪拌樁的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用城市垃圾焚燒灰的地下深層攪拌樁，屬于土木工程施工的技術領域。
背景技術：
近年來，城市垃圾的產(chǎn)生量日益增加，已對環(huán)境造成越來越大的影響。為了保護我們的家園，可以將垃圾回收并合理利用，能變廢為寶。通過研究，這種無害化的垃圾焚燒渣能夠在建材、道路、橋梁工程等領域具有廣泛的應用價值。城市垃圾焚燒灰的化學分析表明底灰的主要成分為Si02、A1203、CaO、Fe2O3和未燃盡的炭，其中主要組成為 Si&=34. 32% 49. 53%, Ca0=15. 66% 35. 23%, Al2O3 =8. 59% 13. 54%, Fe2O3 = 5. 28% 10. 23% ；其次還含有Na2O，K2O，MgO等。在美國和荷蘭，底灰 (或混合灰渣)被用作混凝土中的部分替代骨料。最常見的是將底灰、水、水泥及其它骨料按一定比例制成混凝土磚，相關技術在美國已有商業(yè)化應用。從1985年起，美國Mony Brook大學海洋科學研究中心廢物管理所開始評估穩(wěn)定后垃圾灰渣的各種海洋和陸地利用的可行性。他們在Long IslandSound海底，用穩(wěn)定后焚燒灰渣制成的水泥磚建成了2座人工暗礁。在6年實驗時間里，研究表明并沒有有機或無機的有毒有害成分從焚燒灰渣水泥磚中滲出到環(huán)境中去。然后，他們進行了一系列的研究，評價垃圾灰渣作為建筑用水泥替代骨料的可行性。結果表明采用不同產(chǎn)地的焚燒灰渣制成了符合或超過美國材料試驗標準(ASTM)的水泥磚，證明了灰渣建材利用的技術可行性。此外，一個利用灰渣磚建造船庫的示范工程也已經(jīng)建立，在這個項目里，他們將350 t 灰渣(100 t混合灰渣，250 t底灰)與硅酸鹽水泥混合，用傳統(tǒng)制磚工藝將其制成標準空心磚，然后用此磚建成27m長、18m寬、7m高的船庫。在建成后的30個月中，研究者周期性地收集船庫里的空氣樣品進行測定(TSP、顆粒態(tài)和氣態(tài)PC2DDPP⑶F、揮發(fā)和半揮發(fā)有機物及揮發(fā)性Hg等)并與周圍大氣樣品做比較分析，與船庫圍墻接觸的雨水樣品及船庫建成前后的土壤樣品也被采集用以分析其中的微量元素，結果表明船庫內的空氣質量與周圍大氣相同；灰渣中的環(huán)境相關污染物能被有效地截留于水泥基質中；工程測試還表明該灰渣磚與標準混凝土磚的抗壓強度相當。這些研究表明，垃圾灰渣的環(huán)境協(xié)調性和材料的使用性能安全可靠。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是利用城市垃圾焚燒灰，提供一種新型深層攪拌樁(類似于水泥土擋墻)，既加固了地基土，提高了地基土的承載力，又可以解決目前社會難以解決的城市環(huán)境問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為
深層攪拌樁，樁體包括城市垃圾焚燒灰和水泥，其施工工藝流程為
1)定位攪拌機運行到指定的樁位處，對中并保證樁架垂直，當?shù)孛嫫鸱黄綍r，應調整基座保持水平；
2)預拌下沉起動攪拌機電動機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電動機的電流監(jiān)測表控制，如果下沉太慢，可從輸漿系統(tǒng)補給清水以利鉆進；
3)制備水泥和城市垃圾焚燒灰的漿體等攪拌機下沉到一定深度時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥和垃圾灰的漿體，并計算每Im3水泥土加固體中應注入的漿體體積量，以及漿液的密度，待壓漿前將漿體倒入集料斗中；
4)提升噴漿和攪拌攪拌機下沉到設計深度后，開啟灰漿泵將制備的水泥灰漿壓入地基中，邊噴漿邊旋轉，同時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機；
5)重復向上、向下攪拌攪拌機是提升至設計加固層的的頂面標高時，集料斗中的水泥灰漿應正好排空，為了使軟土和水泥灰漿攪拌均勻，可再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至設計加固深度后再將攪拌機提升出地面；
6)清洗各集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的水泥灰漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈；
7)移位重復上述廣6步驟，再進行下一根樁的施工。本發(fā)明的深層攪拌樁，在進行深層攪拌樁施工時，將其部分所用水泥用城市垃圾焚燒灰代替，具有以下優(yōu)點1)這種新型深層攪拌樁擋土結構具有優(yōu)良的抗?jié)B特征，在基坑開挖時可以不用井點降水，從而避免對周圍地下管線和建筑物造成危害；2)利用本方法施工無污染，基本上無振動和噪聲，造價超低，如果能采用該法作為圍護結構，無疑是一種最為經(jīng)濟的方案；3)此方法可以減少城市的垃圾，將垃圾變成寶貝，應用到建材、道路等領域， 可以說是減輕了我們國家的環(huán)境問題；4)通過將垃圾灰與水泥按一定比列混合適用，減少了水泥的用量，由于水泥的造價遠遠高出垃圾灰的造價，故大大降低了工程造價。


圖1是本發(fā)明攪拌樁的生產(chǎn)工藝流程示意圖。 具體實施例為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內容特點及功效茲舉例一下實施例，并配合附圖詳細說明如下。如圖1所示，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程如下
1)定位攪拌機運行到指定的樁位處，對中并保證樁架垂直，當?shù)孛嫫鸱黄綍r，應調整基座保持水平；
2)預拌下沉起動攪拌機電動機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電動機的電流監(jiān)測表控制，如果下沉太慢，可從輸漿系統(tǒng)補給清水以利鉆進；
3)制備水泥和垃圾灰漿體等攪拌機下沉到一定深度時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥和垃圾灰漿體，并計算每Im3水泥土加固體中應注入的漿體體積量m3，以及漿液的密度g/cm3，待壓漿前將漿體倒入集料斗中；
例如已知水灰比為0.45，水泥摻入比14%時，Im3水泥土中耗用的水泥和垃圾灰(簡稱水泥灰)的總量為14%X 19. 2kg=268. 8kg=0. 2688t。當水和水泥灰的密度分別取1. Og/ cm3 和 3. Og/cm3 時，則 Im3 水泥土中應注入漿液量 V 為 V=O. 2688X0. 45+ (0. 2688/3. 0) =0. 1210+0. 0896=0. 2106m3，而漿液的密度 P= (0. 1210+0. 2688) /0. 2106=1. 8510g/cm3 ；
4)提升噴漿和攪拌攪拌機下沉到設計深度后，開啟灰漿泵將水泥灰漿壓入地基中， 邊噴漿邊旋轉，同時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機，一般提升速度不超過0. Sm/ min ；
5)重復向上、向下攪拌攪拌機是提升至設計加固層的的頂面標高時，集料斗中的水泥灰漿應正好排空，為了使軟土和水泥灰漿攪拌均勻，可再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中， 至設計加固深度后再將攪拌機提升出地面；
6)清洗各集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的水泥灰漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈；
7)移位重復上述廣6步驟，再進行下一根樁的施工。 本發(fā)明的攪拌樁與傳統(tǒng)的水泥土攪拌樁相比，把所用的主要材料水泥改為水泥和垃圾灰混合物，大大降低了成本，又可以把城市垃圾用于工程中，既加固了地基土，提高地基土的承載力，適當?shù)氖┕し椒ㄓ挚梢赃_到止水的目的，更顯著的優(yōu)點是，比采用預制樁、 灌注樁、土層錨桿等更能節(jié)省了水泥，更加經(jīng)濟、適用，大大降低了成本、變廢為寶。
權利要求
1.深層攪拌樁，樁體包括城市垃圾焚燒灰和水泥，其施工工藝流程為1)定位攪拌機運行到指定的樁位處，對中并保證樁架垂直，當?shù)孛嫫鸱黄綍r，應調整基座保持水平；2)預拌下沉起動攪拌機電動機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電動機的電流監(jiān)測表控制，如果下沉太慢，可從輸漿系統(tǒng)補給清水以利鉆進；3)制備水泥和城市垃圾焚燒灰的漿體等攪拌機下沉到一定深度時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥和垃圾灰的漿體，并計算每Im3水泥土加固體中應注入的漿體體積量，以及漿液的密度，待壓漿前將漿體倒入集料斗中；4)提升噴漿和攪拌攪拌機下沉到設計深度后，開啟灰漿泵將制備的水泥灰漿壓入地基中，邊噴漿邊旋轉，同時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機；5)重復向上、向下攪拌攪拌機是提升至設計加固層的的頂面標高時，集料斗中的水泥灰漿應正好排空，為了使軟土和水泥灰漿攪拌均勻，可再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至設計加固深度后再將攪拌機提升出地面；6)清洗各集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的水泥灰漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈；7)移位重復上述廣6步驟，再進行下一根樁的施工。
2.根據(jù)權利要求1所述的深層攪拌樁，其特征在于所述流程步驟3)中，水泥和垃圾灰的比例< 0. 45。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的深層攪拌樁，其特征在于所述流程步驟4)中，攪拌機的提升速度彡0. 8m/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型深層攪拌樁，屬于土木工程施工的技術領域。與傳統(tǒng)的水泥土攪拌樁相比，本發(fā)明主要采用了一種新材料城市垃圾焚燒灰，利用攪拌機將城市垃圾焚燒灰(必要時與水泥按一定比例混合)和地基土相拌和，形成一種樁體。該新型攪拌樁的施工方法包含有下述步驟a.定位；b.預拌下沉；c.制備水泥和垃圾灰漿體；d.提升噴漿和攪拌；e.重復向上、向下攪拌；f.清洗；g.移位。本發(fā)明既加固了地基土，提高了地基土的承載力，適當?shù)氖┕し椒ㄓ挚梢赃_到止水的目的，更顯著的優(yōu)點是，比采用預制樁、灌注樁、土層錨桿等更能節(jié)省了水泥，更加經(jīng)濟、適用，大大降低了成本、變廢為寶，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號C04B18/08GK102261068SQ20111011596
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權日2011年5月6日
發(fā)明者高路恒 申請人:南京工程學院