CN102392445B - 带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体为一种带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法，解决了现有预应力管桩施工时发生沉降、降低承载力以及污染施工现场的问题。a、将预应力管桩的外圆周面上均布开有排水凹槽，相邻两排水凹槽间开有与其相通的V型槽；b、在预应力管桩贯入处安装底部开孔的积水护筒，积水护筒的侧壁设有与其相通的导水管，导水管上设有控制阀；c、沿积水护筒的开孔处贯入预应力管桩，孔隙水受到压力进入排水凹槽，排水凹槽内的孔隙水上升，并经导水管排出；d、将积水护筒安装至下一个预应力管桩贯入处。本发明结构设计合理可靠，不但可降低贯入阻力从而提高施工进度，而且对抑制工后沉降有一定的良性作用，同时具有结构简单、且易于实现和掌握的优点。

Description

带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法

技术领域

本发明涉及预应力管桩的施工方法，具体为一种带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法。

背景技术

预应力管桩加固软土地基技术，是近年来发展起来并广泛推广应用的成熟技术。在预应力管桩技术的发展过程中，采用离心成型技术实现了大规模工厂化批量生产，已初步形成产业化；利用冲击或静压设备贯入施工，已形成成熟的工法；在高速铁路、高速公路、高层建筑等领域已被设计部门作为一种经济、实用的软基处理的重要技术的方案比较对象。

但是，该技术仍存在如下不足之处：1、采用钢模和离心成型工艺预制的管桩，外壁十分光滑，不利于管桩与土体的紧密联系，两者之间的摩擦力较小，不利于管桩制约软土的沉降；2、管桩在贯入软土过程中，由于软土中孔隙水压力突然升高，沿管壁周边会有大量的水和泥向上涌出，在压力的作用下，在管壁四周自然形成了排水通道，造成管壁与软土之间形成一定的间隙，降低了管桩对软土的挤密作用，也不利于软土和管桩共同作用提高软土地基的承载力，只能依靠软土在自重的作用下，逐渐愈合与管壁之间的排水通道，导致后期沉降量较大、沉降趋于稳定的过程延长；3、在贯入过程中，在压力的作用下，孔隙水沿管壁周边冒出地面，严重污染施工现场，给施工带来一定的影响。

发明内容

本发明为了解决现有预应力管桩施工时与软土摩擦力较小发生沉降、与软土形成间隙降低承载力以及污染施工现场的问题，提供了一种带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法，采用如下步骤：a、将预应力管桩的外圆周面上均布开有若干与其轴线平行的排水凹槽，相邻两排水凹槽间的预应力管桩外圆周面上开有与该排水凹槽相通的V型槽；b、在预应力管桩贯入处安装底部开孔的积水护筒，积水护筒的侧壁设有与其相通的导水管，导水管上设有控制阀；c、沿积水护筒的开孔处贯入预应力管桩，孔隙水受到压力同时进入V型槽和排水凹槽，V型槽内的水受到挤压进入排水凹槽，排水凹槽内的孔隙水上升至积水护筒，并经导水管排出；d、贯入完成后，将积水护筒安装至下一个预应力管桩桩位施工点。采用排水凹槽建立竖向排水通道，预应力管桩在贯入过程中受挤压作用向上排出的地下孔隙水，顺排水凹槽排至地面，减少对桩周土体的扰动；而且设置V型槽，进一步利于预应力管桩贯入过程的排水；同时提高桩体表面的糙率，桩体贯入到位后，当土体下沉时可将力量传递给管桩，有利于管桩与土体形成复合结构；减少土体工后沉降；增设积水护筒，将被挤压排至地面的泥、水收集，进行有组织地排放，防止污染施工现场；克服了现有预应力管桩施工时与软土摩擦力较小发生沉降、与软土形成间隙降低承载力、延长工后沉降过程以及污染施工现场的问题。

在步骤a之后步骤b之前将锥状桩靴密封固定在预应力管桩下端，且锥状桩靴是由外层靴板、内层靴板和位于两者之间的过滤层制成，外层靴板和内层靴板上均开有若干进水孔；然后在预应力管桩内部下端设置潜水泵，并在预应力管桩上端盖有传力块，传力块内穿有一端与潜水泵连接、另一端位于预应力管桩外侧的排水管，传力块上方罩有桩帽；贯入预应力管桩时，孔隙水进入预应力管桩一定高度后，启动潜水泵，将预应力管桩内的孔隙水经排水管排出；贯入完成后，将传力块、排水管及潜水泵取出后，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭桩底进水孔。通过对锥状桩靴结构改进，及时将软土中孔隙水排入预应力管桩内，减小部位局部压力，从而减小贯入阻力；同时利用潜水泵将大部分预应力管桩内孔隙水抽出，降低孔隙水进入预应力管桩内的阻力，改善了施工作业环境；利用预应力管桩桩身作为排水通道，减小管桩与其周围软土联系被弱化的负面影响，提高复合地基的综合承载力；利用钢质传力块将贯入荷载如实传递到管桩桩顶；利用传力块在中间设置的弯孔，使将潜水泵水管和电缆顺利通过，并不被贯入冲击荷载损坏。

本发明结构设计合理可靠，不但可降低贯入阻力从而提高施工进度；而且有效防止软土中的粗颗粒进入桩身内或随着孔隙水排出地面而导致管桩与桩周软土的联系减弱；还能利用管桩中空的特点，制造了通畅的快速排水通道，软土排水固结速度加快，使沉降提早完成；进一步提高了底部管桩的刚度和单桩承载力，有利于阻止地基的工后沉降；增设排水凹槽加快了排水速度，促进了软土排水固结，同时减小了上冲水对桩周与土体联系的破坏作用；而且V型槽增加了糙率，利于土体下沉力向桩体的传递，具有抵抗土体下沉的作用，对抑制工后沉降有一定的良性作用，同时具有结构合理、操作简单、设计巧妙、工程成本低且易于实现和掌握的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-排水管，2-锥状桩靴，3-外层靴板，4-内层靴板，5-过滤层，6-桩帽，7-潜水泵，8-传力块，9-排水凹槽，10-V型槽，11-积水护筒，12-控制阀。

具体实施方式

带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法，采用如下步骤：a、将预应力管桩的外圆周面上均布开有若干与其轴线平行的排水凹槽9，相邻两排水凹槽9间的预应力管桩外圆周面上开有与该排水凹槽9相通的V型槽10；b、在预应力管桩贯入处安装底部开孔的积水护筒11，积水护筒11的侧壁设有与其相通的导水管，导水管上设有控制阀12；c、沿积水护筒11的开孔处贯入预应力管桩，孔隙水受到压力同时进入V型槽10和排水凹槽9，V型槽10内的水受到挤压进入排水凹槽9，排水凹槽9内的孔隙水上升至积水护筒11，并经排水管1排出；d、贯入完成后，将积水护筒11安装至下一个预应力管桩桩位施工点。安装积水护筒前将锥状桩靴2密封固定在预应力管桩下端，且锥状桩靴2是由外层靴板3、内层靴板4和位于两者之间的过滤层5制成，外层靴板3和内层靴板4上均开有若干进水孔；然后在预应力管桩内部下端设置潜水泵7，并在预应力管桩上端盖有传力块8，传力块8内穿有一端与潜水泵7连接、另一端位于预应力管桩外侧的排水管1，传力块8上方罩有桩帽6；贯入预应力管桩时，孔隙水进入预应力管桩一定高度后，启动潜水泵，将预应力管桩内的孔隙水经排水管1排出；贯入完成后，将传力块8、排水管1及潜水泵7取出后，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭进水孔。具体实施过程中，传力块8与桩帽6之间设有减震垫，排水凹槽2的水平截面为直角状，便于预制管桩脱模。将锥状桩靴2安装在第一节预应力管桩的桩头上，并用电焊机电焊固定。作业时，将将积水护筒11固定在预应力管桩贯入处，当预应力管桩在贯入外力的作用下逐步进入软土层时，锥状桩靴2起到减小贯入阻力和防止软土进入预应力桩身内的作用。在贯入压力的作用下软土中的孔隙水压力迅速提高，通过钢质外层靴板3上的进水孔快速移动，当孔隙水向桩身内移动时，过滤层滤去了较细的固体颗粒，进入预应力管桩桩身内的是较为洁净的清水，防止了固体颗粒的损失；由于孔隙水压力最大的桩底，设有水的通道，当水能够顺利进入预应力管桩桩身时，桩尖处压力迅速减小，管桩四周压力也相应减小，孔隙水利用压力在预应力管桩周围开辟排水通道的能量和机会也迅速减小，从而起到了防止大量的孔隙水沿着预应力管桩周围竖直向上自行开辟通道，破坏管桩与桩周土的联系的现象发生，同时，预应力管桩贯入过程中，周围的软土在挤压作用下，其内排出的地下水顺排水凹槽排至地面，减少对管桩周围土体的扰动；同时增设V型槽利于贯入过程的排水，且提高管桩本体表面的糙率，进一步减少工后土体的沉降。

进入预应力管桩桩身内的孔隙水，在一定压力的作用下，可自行爬升至地下水位以上一定高度，在桩身内形成一定高度的静水压力水头，对孔隙水继续顺利进入桩身有一定的阻碍作用，甚至当压力较高时既有可能从桩顶缝隙中冒出，进而影响正常施工作业或污染施工现场，为此，在桩身内提前安放小型潜水泵7，及时排除桩身内的积水，降低静压水头对孔隙水进入的阻力，同时有效防止桩顶冒水，实现文明施工。

待预应力管桩贯入至设计标高后，继续利用潜水泵7抽排桩身内的孔隙水，快速降低孔隙水压力，为预应力管桩周围软土提供快速排水固结的条件，在软土自重的作用下，大量孔隙水快速排出，软土固结速度加快，促使下沉尽早完成，达到加快排水固结速度和提高复合地基综合承载力、减小工后沉降量的目的，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭孔隙水进入通道，阻止地基继续下沉，同时提高了管桩底部的刚度，延长了管桩的使用寿命。

Claims (2)

1.一种带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法，其特征在于：采用如下步骤：a、将预应力管桩的外圆周面上均布开有若干与其轴线平行的排水凹槽（9），相邻两排水凹槽（9）间的预应力管桩外圆周面上开有与该排水凹槽（9）相通的V型槽（10）；b、在预应力管桩贯入处安装底部开孔的积水护筒（11），积水护筒（11）的侧壁设有与其相通的导水管，导水管上设有控制阀（12）；c、沿积水护筒（11）的开孔处贯入预应力管桩，孔隙水受到压力同时进入V型槽（10）和排水凹槽（9），V型槽（10）内的水受到挤压进入排水凹槽（9），排水凹槽（9）内的孔隙水上升至积水护筒（11），并经导水管排出；d、贯入完成后，将积水护筒（11）安装至下一个预应力管桩桩位施工点。

2.根据权利要求1所述的带有竖向排水凹槽的预应力管桩的施工方法，其特征在于：在步骤a之后步骤b之前将锥状桩靴（2）密封固定在预应力管桩下端，且锥状桩靴（2）是由外层靴板（3）、内层靴板（4）和位于两者之间的过滤层（5）制成，外层靴板（3）和内层靴板（4）上均开有若干进水孔；然后在预应力管桩内部下端设置潜水泵（7），并在预应力管桩上端盖有传力块（8），传力块（8）内穿有一端与潜水泵（7）连接、另一端位于预应力管桩外侧的排水管（1），传力块（8）上方罩有桩帽（6）；贯入预应力管桩时，孔隙水进入预应力管桩一定高度后，启动潜水泵，将预应力管桩内的孔隙水经排水管（1）排出；贯入完成后，将传力块（8）、排水管（1）及潜水泵（7）取出后，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭进水孔。