CN104805834A - 现浇预制一体桩(icp桩)及其制作方法 - Google Patents

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本发明提供一种现浇预制一体桩(ICP桩)及其制作方法，该制作方法，包括以下步骤：选择钻杆扩孔；注入泥浆进行护壁，扩底并注入水泥浆且充满整个扩底区域；吊放预制竹节桩，将所述竹节桩放置持力层至预设深度；吊放钢筋笼与预支竹节桩进行机械连接，灌注混凝土；在钢筋混凝土桩侧注入水泥浆。本发明现浇预制一体桩(ICP桩)及其制作方法降低了现浇混凝桩与水泥土的刚度比，提高粘结力，增加桩体的亲土性，增强土体软弱层的抗剪效果，提高桩身抵抗动荷载或者地震所带来的土体扰动，更进一步提高了桩侧摩阻力同时升级了桩端承载力，达到高承载、抗拔、抗震、减少工程桩数量，节约成本的目的。

Description

现浇预制一体桩(ICP桩)及其制作方法
技术领域
本发明涉及工程桩施工技术领域，特别涉及一种现浇预制一体桩(ICP桩)及其制作方法。
背景技术
在软土地区建筑建造多层或高层建筑时，常用钢筋混凝土预制桩和钻孔灌注桩等基础形式作为工程桩的应用，钢筋混凝土预制桩因为工厂化生产，打桩速度快，同时减少了现场占地面积，被广泛应用于工程中；而钻孔灌注桩具有高承载力，施工深度容易控制等特点，近年来也是常用的一种桩型。但是在软土地区作为摩擦型桩使用时，由于桩周土体提供的摩阻力低，经常出现桩身强度尚未充分发挥，而桩周土体已经达到极限强度，导致桩顶沉降过大；由于预制桩每一根桩对接都需要机械连接，对接过多直接影响桩的抗水平荷载能力，对于一般的预制桩的挤土效应需要控制，同时钻孔灌注桩在钻孔过程中还会产生大量的废泥浆，造成环境影响。
现行有一种根植工法桩，即预应力高性能混凝土扩径竹节桩(PHDC桩)及预应力高强度混凝土管桩(PHC桩)。静钻根植工法桩是一种新型组合桩基，它是用螺旋钻先喷浆搅拌形成水泥土达到设计深度，然后将竹节桩放入到充满水泥土的钻孔中而形成的一种组合桩。桩基下节、中节或中段(2～3节)由变截面的PHDC桩构成，由桩楼梯形螺纹构成的外表面与桩周土体挤密咬合，提高了桩身侧阻力，通过下端扩头，改善桩端阻力特性。桩身上部采用等截面的PHC桩，施工效率高，节省工期，有限资源得到充分利用。因此，静钻根植工法桩结合了预应力管桩桩身强度高和水泥土桩侧摩阻力大的优点，而且使用静钻根植工法进行施工能够大量减少泥浆排放量。
目前的根植工法竹节桩往往具有以下几方面的不足；1)预制管桩在软土 地基中桩侧的摩阻力很难发挥；2)在软土地基中预制管桩的抗压承载能力不足；3)根植工法桩的桩头做桩帽的短筋锚入承台，而灌注桩直接是桩身钢筋锚入承台，所以管桩的抗拔能力很弱，在一些体育场馆和高层或超高层建筑中不宜考虑。4)根植工法竹节桩上部采用PRHC桩，接头采用机械连接，关于接头的处理与现场控制是一个难题，接头点放至在土层的位置包括怎么样避免土层应力集中区难以准确定位；而且接头的特性限制了桩的抗水平荷载的能力，也就决定了它不适合用在高层建筑中，同时在接点焊接处容易在下压的过程中拉坏，大大降低了上中层桩的抗水平荷载的能力，降低了高层建筑抵挡风荷载和抗震的能力。5)对于高含水率的软弱土层，桩周的水泥土强度低，预制桩与水泥土的刚度比太大，极易发生剪切现象，对于一些极易发生动荷载、地震的区域不宜使用。
发明内容
为了克服已有背景技术中存在的至少一个问题，本发明提出一种提高了桩侧摩阻力同时升级了桩端承载力的现浇预制一体桩(ICP桩)及其制作方法。
为了实现上述目的，本发明提出一种现浇预制一体桩的制作方法，包括以下步骤：选择钻杆扩孔；注入泥浆进行护壁，扩底并注入水泥浆且充满整个扩底区域；吊放预制竹节桩，将所述竹节桩放置持力层至预设深度；吊放钢筋笼与预支竹节桩进行机械连接，灌注混凝土；在钢筋混凝土桩侧注入水泥浆
可选的，根据预设深度和土质条件选择钻杆进行扩孔的操作。
可选的，选择钻杆扩孔的同时对孔进行修整，提升所述钻杆对桩周喷入泥浆进行护壁。
可选的，扩底并注入水泥浆的同时还将沉渣挤压上升。
可选的，采用螺旋钻机钻孔，使得孔壁形状为螺叶形，在吊放预制所述竹节桩之后，正反旋转所述竹节桩尽量使得竹节与孔壁螺叶咬合。
可选的，正反旋转所述竹节桩之后，还通过导管向竹节桩端注入预定量的砼。
可选的，所述预定量的砼浇灌至预制竹节桩顶端。
可选的，第一节的所述钢筋笼与最上端的所述竹节桩的桩头采用机械接头连接。
可选的，所述钢筋笼采用现场焊接工艺制作。
为了实现上述目的，本发明还提出一种现浇预制一体桩，包括：机械连接的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第二部分之上，且所述第一部分采用现浇钢筋混凝土灌注桩，所述第二部分采用预制扩底竹节桩。
本发明现浇预制一体桩及其制作方法的有益效果主要表现在：1)钻孔灌注桩依靠桩侧壁的摩擦力来承受80％～85％的荷载，明显提高了侧摩阻力；2)通过下节桩身带有竹节，增大了桩身与周围土体的接触面积，增加了桩身与水泥土的握裹力，消弱了应力集中现象；3)由于桩端扩底，增加了桩的抗拔性能，增加了桩端部与土体的接触面积，降低了桩与土的刚度比，提高了桩的亲土性，大幅度提高了桩端承载力，在端阻力增加的前提下，对桩侧阻力的发挥也有所提高；4)根植工法(螺旋钻孔)可明显减少泥浆排放量，产生良好的社会效应。
附图说明
图1为本发明现浇预制一体桩(ICP桩)及其制作方法的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图1对本发明作进一步的描述。
本发明现浇预制一体桩(ICP桩)的制作方法包括以下步骤：步骤11：选择钻杆扩孔；步骤12：扩底并注入水泥浆，且充满整个扩底区域；步骤13：吊放预制竹节桩，将所述竹节桩放置持力层至预设深度；步骤14：吊放钢筋笼；步骤15：浇筑混凝土。
具体操作如下：根据设计深度和土质条件，选用一种钻杆扩孔，同时对钻孔进行修整，且提升钻杆对桩周喷入泥浆进行护壁，且为螺旋钻孔；扩底 并注入一定量的水泥浆，充满整个扩底区域，同时将沉渣挤压上升；吊放预制竹节桩(中间包括桩接头连接)，将竹节桩放置持力层至设计深度；采用螺旋钻机钻孔，使得孔壁形状为螺叶形，正反旋转竹节桩尽量使得竹节与孔壁螺叶咬合，通过导管向竹节桩端注入一定量的砼，浇灌至预制竹节桩顶端，加强预制桩的强度，提高承载力；第一节钢筋笼与最上端竹节桩桩头采用一种机械连接，钢筋笼采用现场焊接，这时再往导管里注砼至整个孔体；最后再往灌注桩桩侧浇筑一定比例的水泥浆提高侧阻力。
本发明的优点体现在如下几个方面：1)钻孔灌注桩依靠桩侧壁的摩擦力来承受80％～85％的荷载，端部仅起辅助作用，与预制管桩相比，明显提高了侧摩阻力；而且周围是水泥土，水泥土强度高于桩周原土使得桩周摩擦力大于传统的管桩摩擦力；2)对于桩承台与桩头的连接，原有的预制管桩是通过桩头(桩帽)的短筋锚入承台，导致管桩的抗拔能力弱，在一些体育场馆和高层或超高层建筑中不宜考虑；而灌注桩直接是整个桩身钢筋锚入承台，提高了桩身抗拔力。3)采用螺旋钻机钻孔，使得孔壁形状为螺叶形，通过桩周注浆增加了灌注桩与原土体的粘结力，提高了装侧摩阻力同时提高了单桩的垂直静压力(约40％)；4)通过下节桩身带有竹节，增大了桩身与周围土体的接触面积，增加了桩身与水泥土的握裹力，消弱了应力集中现象；5)另外由于桩端扩底，增加了桩的抗拔性能。根植桩通过扩底，扩底直径是钻孔直径的1.5倍，大大增加了桩端部与土体的接触面积，降低了桩与土的刚度比，提高了桩的亲土性，大幅度提高了桩端承载力，在端阻力增加的前提下，对桩侧阻力的发挥也有所提高；6)根植工法(螺旋钻孔)与传统的钻孔(如钻孔灌注桩)是完全不同的施工工艺，钻孔灌注桩是通过泥浆循环携带土体形成孔体，孔内土体全部变成泥浆排出，根植桩则是对原土进行松动，并排出部分原土，大部分土体仍留在孔内与水泥浆形成水泥土，同承载力泥浆排放量是钻孔灌注桩的30％,即减少泥浆排放量约为70％，产生良好的社会效应。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各 种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择钻杆扩孔；
注入泥浆进行护壁，扩底并注入水泥浆且充满整个扩底区域；
吊放预制竹节桩，将所述竹节桩放置持力层至预设深度；
吊放钢筋笼与预支竹节桩进行机械连接，灌注混凝土；
在钢筋混凝土桩侧注入水泥浆。
2.根据权利要求1所述的现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于：根据预设深度和土质条件选择钻杆进行扩孔的操作。
3.根据权利要求1所述的现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于：选择钻杆扩孔的同时对孔壁进行修整，提升所述钻杆对桩周喷入泥浆进行护壁。
4.根据权利要求1所述的现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于：扩底并注入水泥浆的同时还将沉渣挤压上升。
5.根据权利要求1所述的现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于：采用螺旋钻机钻孔，使得孔壁形状为螺叶形，在吊放预制所述竹节桩之后，正反旋转所述竹节桩尽量使得竹节与孔壁螺叶咬合。
6.根据权利要求5所述的现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于：正反旋转所述竹节桩之后，还通过导管向竹节桩端注入混凝土。
7.根据权利要求6所述的现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于：所述混凝土浇灌至预制竹节桩顶端。
8.根据权利要求1所述的现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于：第一节的所述钢筋笼与最上端的所述竹节桩的桩头采用机械接头连接。
9.根据权利要求8所述的现浇预制一体桩的制作方法，其特征在于：所述钢筋笼采用现场焊接工艺制作。
10.一种现浇预制一体桩，其特征在于，包括：机械连接的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第二部分之上，且所述第一部分采用现浇钢筋混凝土灌注桩，所述第二部分采用预制扩底竹节桩。
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