超流态固化土灌注桩及其生产方法实用新型专利

专利名称：超流态固化土灌注桩及其生产方法

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202210331376.5

专利申请（专利权）人：上海悠远建筑工程有限公司
权利人地址：上海市金山区漕泾镇中一西路12-2号三层

专利发明（设计）人：范立登,刘松樵,梁冠军

专利摘要：本申请公开了一种超流态固化土灌注桩及其生产方法，超流态固化土灌注桩包括：护筒，护筒内限定有收容空间；钢筋笼，钢筋笼的中下部位于收容空间，钢筋笼包括多个纵筋和多个箍筋，每个纵筋沿第一方向延伸，多个纵筋组成具有通道的柱形结构件，每个箍筋环设在柱形结构件的外周或者内周，多个箍筋沿第一方向间隔开分布，每个箍筋沿第二方向延伸；桩体，桩体设于通道，桩体为柱形件，桩体包括沿第一方向延伸的混凝土层，混凝土层包括基料和通过无机水硬性胶凝材料与基料和/或水环境中的水分发生反应生成的水化物和石骨架。本申请的超流态固化土灌注桩能够保证强度和原料的流动性。

主权利要求：
1.一种超流态固化土灌注桩，其特征在于，包括：
护筒，所述护筒内限定有收容空间；
钢筋笼，所述钢筋笼的中下部位于所述收容空间，所述钢筋笼包括多个纵筋和多个箍筋，每个所述纵筋沿第一方向延伸，所述多个纵筋组成具有通道的柱形结构件，每个所述箍筋环设在所述柱形结构件的外周或者内周，多个所述箍筋沿所述第一方向间隔开分布，每个所述箍筋沿第二方向延伸，所述第一方向是竖直方向，所述第二方向为水平方向；
桩体，所述桩体设于所述通道，所述桩体为柱形件，所述桩体包括沿所述第一方向延伸的混凝土层，所述混凝土层包括基料和通过无机水硬性胶凝材料与所述基料和/或水环境中的水分发生反应生成的水化物和石骨架，所述桩体包括第一混凝土层和第二混凝土层，所述桩体从自身中心轴线沿着径向向外依次分布有所述第一混凝土层和所述第二混凝土层，所述第一混凝土层和所述第二混凝土层分别包括基料，所述第二混凝土层中至少包括陶粒，所述第二混凝土层中的陶粒的密度大于所述第一混凝土层中的陶粒的密度，所述第一混凝土层中的水化物和石骨架的密度大于所述第二混凝土层中的水化物和石骨架的密度。
2.根据权利要求1所述的超流态固化土灌注桩，其特征在于，所述护筒的内表面和外表面设有第一疏水层，所述纵筋的外侧涂覆有第二疏水层，在所述纵筋远离所述箍筋的一侧设有沿所述第一方向延伸的滑道，在所述滑道上设有沿所述第一方向可活动的压浆件。
3.根据权利要求1所述的超流态固化土灌注桩，其特征在于，所述桩体的横截面为圆形，与所述圆形为同心圆的范围内的所述水化物和石骨架的密度相同。
4.根据权利要求1所述的超流态固化土灌注桩，其特征在于，所述桩体的外周面沿周向分为第一侧面和第二侧面，所述桩体的横截面分为第一区域和第二区域，所述第一区域与所述第一侧面对应，所述第二区域与所述第二侧面对应，在所述第一侧面对应的环境的水含量大于所述第二侧面对应的环境的水含量时，或者在所述第一侧面对应的环境的水冲击力大于所述第二侧面对应的环境的水冲击力时，所述第一区域内的所述陶粒的密度大于所述第二区域内的所述陶粒的密度，所述第一区域内的所述水化物和石骨架的密度小于所述第二区域内的所述水化物和石骨架的密度。
5.根据权利要求1所述的超流态固化土灌注桩，其特征在于，靠近所述桩体的自身中心轴线的所述陶粒的孔径大于靠近所述桩体的外周面的所述陶粒的孔径。
6.根据权利要求1所述的超流态固化土灌注桩，其特征在于，靠近所述桩体的自身中心轴线的所述陶粒的孔径小于靠近所述桩体的外周面的所述陶粒的孔径，靠近所述桩体的外周面的所述陶粒的微孔结构内具有疏水基团。
7.根据权利要求1所述的超流态固化土灌注桩，其特征在于，所述桩体还包括：
第一基质，所述第一基质的密度小于所述基料的密度；
第二基质，所述第二基质的密度大于所述基料的密度，所述第二基质与所述石骨架之间具有粘附力。
8.一种超流态固化土灌注桩的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在桩孔位置埋设护筒；
S2、将钢筋笼吊放在护筒的收容空间内；
S3、对所述钢筋笼内的通道灌注泥浆，形成桩体，所述桩体为根据权利要求1‑7中任一所述的桩体；
其中，在步骤S3中，将基料和无机水硬性胶凝材料混合，所述无机水硬性胶凝材料能够与水分发生反应生成的水化物和石骨架。
9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，所述无机水硬性胶凝材料包括第一无机水硬性胶凝材料和第二无机水硬性胶凝材料，其中所述第一无机水硬性胶凝材料的外周未包覆有缓释层，所述第二无机水硬性胶凝材料的外周包覆有缓释层，所述缓释层能够与水反应。 说明书 : 超流态固化土灌注桩及其生产方法技术领域[0001] 本申请属于灌注桩技术领域，具体地，本申请涉及一种超流态固化土灌注桩及其生产方法。背景技术[0002] 桩基是一种古老的基础型式，桩基技术经历了几千年的发展过程，无论是桩基材料和桩的类型，或者是施工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系，大型建筑和高层建筑的桩基形式主要是管桩和混凝土灌注桩，也有一些复合桩型逐渐成熟，如劲性复合桩。由于深部土层中含有丰富的地下水，各种胶凝材料在地下水中无法形成高强度桩体，而只有混凝土灌注桩和管桩避开了地下水的影响，加上工艺简单，造价较低，所以得到了广泛应用。[0003] 在地基处理特别是软基处理过程中，使用较多的主要是搅拌桩和高压旋喷桩，目的都是让水泥浆与原位土体混合在一起固化，随着桩长的加大，土压力和水压力逐渐增大，成桩效率越来越低，深部成桩效果越来越差，最主要的原因是水泥在下部饱水土层中很难上强度，且最终强度较低，很多甚至没有强度。发明内容[0004] 本申请的一个目的是提供一种超流态固化土灌注桩及其生产方法，能够解决背景技术中的至少一个问题。[0005] 根据本申请的第一方面，提供了一种超流态固化土灌注桩包括：护筒，所述护筒内限定有收容空间；钢筋笼，所述钢筋笼的中下部位于所述收容空间，所述钢筋笼包括多个纵筋和多个箍筋，每个所述纵筋沿第一方向延伸，所述多个纵筋组成具有通道的柱形结构件，每个所述箍筋环设在所述柱形结构件的外周或者内周，多个所述箍筋沿所述第一方向间隔开分布，每个所述箍筋沿第二方向延伸；桩体，所述桩体设于所述通道，所述桩体为柱形件，所述桩体包括沿所述第一方向延伸的混凝土层，所述混凝土层包括基料和通过无机水硬性胶凝材料与所述基料和/或水环境中的水分发生反应生成的水化物和石骨架。[0006] 根据本申请一个实施例，所述护筒的内表面和外表面设有第一疏水层，所述纵筋的外侧涂覆有第二疏水层，在所述纵筋远离所述箍筋的一侧设有沿所述第一方向延伸的滑道，在所述滑道上设有沿所述第一方向可活动的压浆件。[0007] 根据本申请一个实施例，所述桩体包括第一混凝土层和第二混凝土层，所述桩体从自身中心轴线沿着径向向外依次分布有所述第一混凝土层和所述第二混凝土层，所述第一混凝土层和所述第二混凝土层分别包括基料，所述第二混凝土层中至少包括陶粒，所述第二混凝土层中的陶粒的密度大于所述第一混凝土层中的陶粒的密度，所述第一混凝土层中的水化物和石骨架的密度大于所述第二混凝土层中的水化物和石骨架的密度。[0008] 根据本申请一个实施例，所述桩体的横截面为圆形，与所述圆形为同心圆的范围内的所述水化物和石骨架的密度相同。[0009] 根据本申请一个实施例，所述桩体的外周面沿周向分为第一侧面和第二侧面，所述桩体的横截面分为第一区域和第二区域，所述第一区域与所述第一侧面对应，所述第二区域与所述第二侧面对应，在所述第一侧面对应的环境的水含量大于所述第二侧面对应的环境的水含量时，或者在所述第一侧面对应的环境的水冲击力大于所述第二侧面对应的环境的水冲击力时，所述第一区域内的所述陶粒的密度大于所述第二区域内的所述陶粒的密度，所述第一区域内的所述水化物和石骨架的密度小于所述第二区域内的所述水化物和石骨架的密度。[0010] 根据本申请一个实施例，靠近所述桩体的自身中心轴线的所述陶粒的孔径大于靠近所述桩体的外周面的所述陶粒的孔径。[0011] 根据本申请一个实施例，靠近所述桩体的自身中心轴线的所述陶粒的孔径小于靠近所述桩体的外周面的所述陶粒的孔径，靠近所述桩体的外周面的所述陶粒的微孔结构内具有疏水基团。[0012] 根据本申请一个实施例，所述桩体还包括：第一基质，所述第一基质的密度小于所述基料的密度；第二基质，所述第二基质的密度大于所述基料的密度，所述第二基质与所述石骨架之间具有粘附力。[0013] 根据本申请第二方面提供的一种超流态固化土灌注桩的生产方法，包括以下步骤：S1、在桩孔位置埋设护筒；S2、将钢筋笼吊放在护筒的收容空间内；S3、对所述钢筋笼内的通道灌注泥浆，形成桩体，所述桩体为根据权利要求1‑8中任一所述的桩体；其中，在步骤S3中，将基料和无机水硬性胶凝材料混合，所述无机水硬性胶凝材料能够与水分发生反应生成的水化物和石骨架。[0014] 根据本申请一个实施例，所述无机水硬性胶凝材料包括第一无机水硬性胶凝材料和第二无机水硬性胶凝材料，其中所述第一无机水硬性胶凝材料的外周未包覆有缓释层，所述第二无机水硬性胶凝材料的外周包覆有缓释层，所述缓释层能够与水反应。[0015] 根据本公开的一个实施例，通过采用护筒、钢筋笼和桩体相结合，得到超流态固化土灌注桩，该超流态固化土灌注桩的28天桩身强度为0.5MPa～10MPa，可根据泥浆性质和设计要求调整配合比，调整组分和含量，以保证其强度及流动性。超流态固化土灌注桩不但不会产生废渣废液，更为关键的是可利用废弃泥浆或渣土，兼顾了环保、新材料和新工艺，是地下水丰富区域建筑物基础形式的一种新选择，可用于地基加固，复合桩基，代替工程桩等。[0016] 通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明[0017] 被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。[0018] 图1是本申请提供的一个实施例的桩体的横截面示意图；[0019] 图2是本申请提供的又一个实施例的桩体的横截面示意图；[0020] 图3是本申请提供的一个实施例的超流态固化土灌注桩的生产方法的流程图。[0021] 附图标记[0022] 第一混凝土层11；第二混凝土层12；第一区域13；第二区域14。具体实施方式[0023] 现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。[0024] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。[0025] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。[0026] 在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。[0027] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。[0028] 下面结合附图描述根据本申请实施例的超流态固化土灌注桩。[0029] 根据本申请实施例的超流态固化土灌注桩包括护筒、钢筋笼和桩体。[0030] 具体而言，护筒内限定有收容空间，钢筋笼的中下部位于收容空间，钢筋笼包括多个纵筋和多个箍筋，每个纵筋沿第一方向延伸，多个纵筋组成具有通道的柱形结构件，每个箍筋环设在柱形结构件的外周或者内周，多个箍筋沿第一方向间隔开分布，每个箍筋沿第二方向延伸，桩体设于通道，桩体为柱形件，桩体包括沿第一方向延伸的混凝土层，混凝土层包括基料和通过无机水硬性胶凝材料与基料和/或水环境中的水分发生反应生成的水化物和石骨架。[0031] 换言之，根据本申请实施例的超流态固化土灌注桩主要由护筒、钢筋笼和桩体组成，护筒可以埋设在桩孔内。护筒内限定有敞开的收容空间，安装完护筒后，可以将钢筋笼的中下部安装在收容空间内。[0032] 钢筋笼包括多个纵筋和多个箍筋，每个纵筋沿第一方向延伸，第一方向可以为纵筋的长度方向，例如纵筋沿竖直方向延伸，此时第一方向为竖直方向。多个纵筋组成了中空的柱形结构件，在该柱形结构件内限定有通道。例如，多个纵筋沿一个圆的圆周方向间隔开分布，多个纵筋可以围合有中空柱形件，相邻两个纵筋可以沿圆周方向间隔开分布。每个箍筋环设在柱形结构件的外周或者环设在柱形结构件的内周。在箍筋环设在柱形结构件的外周时，箍筋的内侧面可以与柱形结构件的外周焊接。在箍筋环设在柱形结构件的内周时，箍筋的外侧面可以与柱形结构件的内周焊接。多个箍筋沿第一方向间隔开分布，例如，纵筋沿竖直方向延伸，多个箍筋沿竖直方向设于柱形结构件，相邻两个箍筋沿上下方向间隔开开分布。每个箍筋沿第二方向延伸，第二方向可以与第一方向之间具有夹角，例如，第二方向沿水平方向延伸，第一方向沿竖直方向延伸，此时第一方向与第二方向之间的夹角为90°。[0033] 在通道内的桩体为沿第一方向延伸的柱形件，桩体包括沿第一方向延伸的混凝土层，混凝土层包括基料和通过无机水硬性胶凝材料与基料和/或水环境中的水分发生反应生成的水化物和石骨架。也就是说，基料中的无机水硬性胶凝材料可以与基料中的水分以及外界地下水的水环境中的水分中的至少一个发生反应。在废弃泥浆或渣土拌和成的泥浆里加入矿物基胶凝材料，强力搅拌后形成流动性强(坍落度大于220mm)、自密实、水下上强度的浇注型桩身材料，与现有混凝土桩型的施工设备完全通用。矿物基胶凝材料属于无机水硬性胶凝材料，材料用于泥浆固化时，材料颗粒表面的矿物与土中的水分发生强烈的水解和水化反应，同时从溶液中分解出氢氧化钙并形成其他水化物，当材料的各种水化物生成后，有的继续硬化形成石骨架，有的则与土相互作用。[0034] 由此，根据本申请实施例的超流态固化土灌注桩，通过采用护筒、钢筋笼和桩体相结合，得到超流态固化土灌注桩，该超流态固化土灌注桩的28天桩身强度为0.5MPa～10MPa，可根据泥浆性质和设计要求调整配合比，调整组分和含量，以保证其强度及流动性。本申请采用无机水硬性胶凝材料不仅能够跟基料中的水反应，还能够和地下水反应。[0035] 根据本申请的一个实施例，护筒的内表面和外表面设有第一疏水层，纵筋的外侧涂覆有第二疏水层，在纵筋远离箍筋的一侧设有沿第一方向延伸的滑道，在滑道上设有沿第一方向可活动的压浆件。[0036] 换言之，在护筒的内表面和外表面均设置有第一疏水层，通过设置第一疏水层一定程度上避免地下水进入收容空间内。纵筋的外侧涂覆有第二疏水层，在纵筋远离箍筋的一侧设有沿第一方向延伸的滑道。[0037] 在纵筋远离箍筋的一侧设有沿第一方向延伸的滑道，在生产该灌注桩的过程中，可以采用压浆件与该滑道相配合，压浆件可以沿滑道的延伸方向可活动，通过压浆件能够对浆液进行下压，又由于压浆件可活动，因此不论灌注桩的高度如何，均能够通过压浆件对灌注桩的上端面进行下压，并随着灌注桩的高度的增长而调节位置，例如在灌注一个短期阶段后，将压浆件调节至该时期的灌注桩的上端面。其中，滑道能够起到导向的作用。[0038] 在本申请的一些具体实施方式中，桩体包括第一混凝土层11和第二混凝土层12，桩体从自身中心轴线沿着径向向外依次分布有第一混凝土层11和第二混凝土层12，第一混凝土层11和第二混凝土层11分别包括基料，第二混凝土层12中至少包括陶粒，第二混凝土层12中的陶粒的密度大于第一混凝土层11中的陶粒的密度，第一混凝土层11中的水化物和石骨架的密度大于第二混凝土层12中的水化物和石骨架的密度。[0039] 也就是说，桩体的横截面为类圆形件，在沿着从横截面的中心位置向横截面的外边缘的方向上，对于形成的混凝土可以分为第一混凝土层11和第二混凝土层12，也就是说，相比于第二混凝土层12，第一混凝土层11更加靠近桩体的中心位置。第一混凝土层11和第二混凝土层12可以分别包括基料，第一混凝土层11中还包括通过无机水硬性胶凝材料与基料中的水分发生反应生成的水化物和石骨架，也就是说，在得到第一混凝土层11的过程中，其中的无机水硬性胶凝材料能够与基料中的水分发生反应生成水化物和石骨架，例如发生水合反应。当第二混凝土层12的原料也包括无机水硬性胶凝材料时，同样也能通过反应生成水化物和石骨架，在此不作赘述。在生产时可以通过双螺杆结构实现桩体具有第一混凝土层11和第二混凝土层12。[0040] 第二混凝土层12中至少包括陶粒，第二混凝土层12中的陶粒的密度大于第一混凝土层11中的陶粒的密度，通过采用陶粒能够增大混凝土的强度和密实度。[0041] 通过限定第二混凝土层12中的陶粒的密度大于第一混凝土层11中的陶粒的密度，第一混凝土层11中的水化物和石骨架的密度大于第二混凝土层12中的水化物和石骨架的密度，能够控制灌注桩的中间位置不易受到地下水的影响，并且即使存在较多的地下水，也不会影响灌注桩的成型。[0042] 可见，通过限定第一混凝土层11和第二混凝土层12中的各个组分的含量和分布关系，能够控制无机水硬性胶凝材料中的大部分与基料中的水反应，少部分与地下水反应。即使地下水的含量较多，一方面通过陶粒以及疏水结构，又一方面通过采用无机水硬性胶凝材料，不会因地下水的存在影响本申请的灌注桩的强度。超流态固化土灌注桩不但不会产生废渣废液，更为关键的是可利用废弃泥浆或渣土，兼顾了环保、新材料和新工艺，是地下水丰富区域建筑物基础形式的一种新选择，可用于地基加固，复合桩基，代替工程桩等。[0043] 根据本申请的一个实施例，桩体的横截面为圆形，与圆形为同心圆的范围内的水化物和石骨架的密度相同，例如以桩体的横截面的圆心为起点画多个圆，多个圆为同心圆，为了便于说明，以具有两个同心圆为例，第一个同心圆的直径小于横截面的直径，第一同心圆包括横截面的圆心，第二个同心圆位于第一个同心圆的外周，将第一个同心圆的范围限定为内部区域，将第二个同心圆和第一同心圆之间限定出的中空环形范围限定为外部区域，在内部区域的多个位置的水化物和石骨架的密度相同，在外部区域的多个位置的水化物和石骨架的密度相同。在本实施例中，通过限定多个位置的水化物和石骨架的密度相同，不仅能够便于加工制造，而且还能够保证灌注桩的横截面上距离圆心相同尺寸的位置的组分大致相同。本实施例可以应用于灌注桩的四周环境中的地下水的分布较为均匀的场景。[0044] 在本申请的一些具体实施方式中，桩体的外周面沿周向分为第一侧面和第二侧面，桩体的横截面分为第一区域13和第二区域14，第一区域13与第一侧面对应，第二区域14与第二侧面对应，在第一侧面对应的环境的水含量大于第二侧面对应的环境的水含量时，或者在第一侧面对应的环境的水冲击力大于第二侧面对应的环境的水冲击力时，第一区域13内的陶粒的密度大于第二区域14内的陶粒的密度，第一区域13内的水化物和石骨架的密度小于第二区域14内的水化物和石骨架的密度。[0045] 本实施例可以对应于环境的地下水的分布不均的情况，第一侧面对应的地下水的量大于第二侧面对应的地下水的量。或者对应于第一侧面受到的地下水的冲击力大于第二侧面受到的地下水的冲击力，例如，在地下水的量集聚成第一程度时，结合地势，会形成水流，水流具有流向，相对于第二侧面而言，第一侧面靠近上游，第二侧面靠近下游。[0046] 通过将桩体上与第一侧面对应的第一区域13内的陶粒的密度设定为大于桩体上与第二侧面对应的第二区域14内的陶粒的密度，第一区域13内的水化物和石骨架的密度小于第二区域14内的水化物和石骨架的密度，能够避免无机水硬性胶凝材料受到地下水的冲击力的作用而难以大部分与基料内的水反应。[0047] 根据本申请的一个实施例，靠近桩体的自身中心轴线的陶粒的孔径大于靠近桩体的外周面的陶粒的孔径。也就是说，陶粒为多孔体，在桩体上的多个位置的陶粒的孔径可以不同，靠近桩体的中心位置的陶粒的孔径较大，能够增大陶粒和基料和石骨架等之间的粘结力，并且还能够通过增大陶粒的孔径的比表面积，增大其他粉体进入陶粒上的孔的几率，增大结合力。靠近桩体的外周面的陶粒的孔径较小，避免穿过护筒的地下水通过孔进入陶粒内部。[0048] 根据本申请的一个实施例，靠近桩体的自身中心轴线的陶粒的孔径小于靠近桩体的外周面的陶粒的孔径，靠近桩体的外周面的陶粒的微孔结构内具有疏水基团，在本实施例中，即使靠近桩体的外周面的陶粒的孔径较大，但是在孔内设有疏水基团，通过该疏水集团能够起到避免桩体外周面挂地下水的作用。在本实施例中，可以采用较为粗糙的陶粒，降低了生产成本。[0049] 根据本申请的一个实施例，桩体还包括第一基质和第二基质，第一基质的密度小于基料的密度，第二基质的密度大于基料的密度，第二基质与石骨架之间具有粘附力。第一基质和第二基质可以为粉料，第一基质的密度小于基料的密度，第二基质的密度大于基料的密度，在形成一截灌注桩时，由于第一基质的密度小于基料的密度，第一基质可以向上逐渐运动，部分第一基质会上浮到该截桩体的上表面，增大该截桩体的上表面的粗糙度，从而在继续向上灌注形成下一截桩体时，提高上下两截桩体之间的结合力。由于第二基质的密度大于基料的密度，因此在形成一截灌注时，一方面，该截桩体的第二基质会逐渐向下运动，增大该截桩体的下表面的粗糙度，从而使其与该截桩体下方的桩体之间的结合力增强；又一方面，第二基质与石骨架之间具有粘附力，例如具有键合力、范德华力等，在第二基质向下运动的过程能够带动一部分石骨架同样向下活动，使重心较为下沉，增大结构稳定性。[0050] 在本申请的一些具体实施方式中，无机水硬性胶凝材料为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙或铁铝酸四钙。例如其某些成分的反应过程如下：[0051] 由硅酸三钙(3CaO·SiO2)水化反应可生成水化硅酸钙和氢氧化钙，这是提高固化土强度的决定因素：[0052] 2(3CaO·SiO2)+6H2O——3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2[0053] 硅酸二钙(2CaO·SiO2)水化反应可以生成水化硅酸钙和氢氧化钙，主要形成固化土的后期强度：[0054] 2(2CaO·SiO2)+4H2O——3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2[0055] 铝酸三钙(3CaO·Al2O3)水化反应生成水化铝酸钙，其水化速度最快，能促进早凝：[0056] 3CaO·Al2O3+6H2O——3CaO·Al2O3·6H2O[0057] 铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)水化反应生成水化铝酸钙和水化铁酸钙，能促进加固土的早期强度：[0058] 4CaO·Al2O3·Fe2O3+2Ca(OH)2+10H2O——3CaO·Al2O3·6H2O+2CaO·Fe2O3·6H2O。[0059] 本申请还提供一种超流态固化土灌注桩的生产方法，可以用于上述任一实施例的灌注桩的生产。该方法包括以下步骤：S1、在桩孔位置埋设护筒；S2、将钢筋笼吊放在护筒的收容空间内；S3、对钢筋笼内的通道灌注泥浆，形成桩体，桩体为上述任一实施例所述的桩体。其中，在步骤S3中，将基料和无机水硬性胶凝材料混合，无机水硬性胶凝材料能够与水分发生反应生成的水化物和石骨架。此处的水分可以是基料中的水分或者地下水。[0060] 根据本申请的一个实施例，生产方法还包括以下步骤：通过沿第一方向可活动地设于滑道的压浆件在灌注泥浆的过程中向下施加压力，压浆件位于桩体的上方，压浆件远离桩体的中心轴线的一侧涂覆有第三疏水层。通过压浆件和滑道相配合，能够下压浆料。[0061] 根据本申请的一个实施例，压浆件包括滑动件、连接件和下压板，滑动件与滑道可活动地连接，连接件的下端与滑动件连接，连接件的外侧面涂覆有第三疏水层，下压板沿第二方向延伸，下压板与连接件的上端连接。其中需要说明的是，下压板可以通过采用相对于连接件可活动的方式实现在下压位置和避让位置之间切换，或者通过限定下压件和浆料导入管之间的位置关系实现下压和避让浆料。通过在连接件的外侧面涂覆有第三疏水层，即在连接件远离桩体的一侧设置有第三疏水层，能够对穿过护筒流入的地下水以及环境中的水分起到一定程度的疏水作用。[0062] 根据本申请的一个实施例，无机水硬性胶凝材料包括第一无机水硬性胶凝材料和第二无机水硬性胶凝材料，其中第一无机水硬性胶凝材料的外周未包覆有缓释层，第二无机水硬性胶凝材料的外周包覆有缓释层，缓释层能够与水反应，缓释层可以为现有的能够与水反应的缓释材料，在此不作赘述。也就是说，在基料中混合有足量的第二无机水硬性胶凝材料，第一无机水硬性胶凝材料和第二无机水硬性胶凝材料均能够和水分进行反应，相比于第一无机水硬性胶凝材料，第二无机水硬性胶凝材料的外表面包覆有缓释层。在浇筑时，首先，在基料与无机水硬性胶凝材料混合过程中，基料中的第一无机水硬性胶凝材料和第二无机水硬性胶凝材料均能够与基料中的水分反应。在混合物进入地下后，在地下存在地下水时，由于第二无机水硬性胶凝材料的外表面具有缓释层，因此，需要先去除缓释层，才能够进入内部反应，此时第一无机水硬性胶凝材料与第二无机水硬性胶凝材料存在反应速度差的区别，存在时间差。由此，在与地下水反应的过程中，会保留一部分的无机水硬性胶凝材料与基料反应，不会导致与基料反应的无机水硬性胶凝材料的数量少。在不存在地下水时，或者地下水消耗完毕后，以及基料中的水分消耗完毕后，会在基料中保留一部分的第二无机水硬性胶凝材料，从而能够在浇筑完毕后即使遇到水侵蚀，也能够通过第二无机水硬性胶凝材料与水反应而实现自修复。[0063] 总而言之，根据本申请实施例的超流态固化土灌注桩和生产方法，得到的超流态固化土灌注桩施工速度快，质量可控，成本低，桩身强度在水下有保证，是一种既处理了废弃泥浆或渣土，又解决了施工难题的新型桩基。[0064] 本申请的超流态固化土灌注桩至少具有以下优点：[0065] (1)超流态固化土灌注桩首先是对废弃泥浆或渣土的一种资源化利用，以废弃泥浆或渣土作为基料加工成桩身材料，可以解决部分泥浆和渣土的落地问题，环保意义重大。[0066] (2)灌注桩工艺成熟，设备简单，操作简便，质量易控。[0067] (3)超流态固化土灌注桩桩身材料为泥浆和添加物经过机械强力搅拌而成，特定区域内的桩身材料的均匀性完全一致，又由于矿物基胶凝材料的亲水性，桩身在水上和水下的强度能保持一致。[0068] (4)超流态固化土灌注桩桩身强度可调范围很大，28天桩身强度范围为0.5～10MPa，可适用于地基加固，复合地基，劲性复合桩的M桩，也可以作为工程桩使用。[0069] (5)超流态固化土灌注桩所用的矿物基胶凝材料，与泥浆拌合后的固化料具有早强、固化快、微膨胀、自密实、亲水等特点。微膨胀特性可以保证桩体与周围原状土体紧密结合，加大了桩身的侧向围压，增强了桩身的竖向承载力。[0070] (6)超流态固化土灌注桩具有经济、环保的特点，强度远远大于水泥土桩，强度高时与低标号混凝土相当，其造价不但远低于混凝土灌注桩，也低于水泥土桩。施工时可采用集中搅拌，现场浇筑，材料为流塑状态，不会产生扬尘污染，绿色环保。[0071] 虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

专利地区：上海

专利申请日期：2022-03-30

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114718056B