CN104988913A - 一种大直径长桩的载体桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种大直径长桩的载体桩的施工方法，采用双套管交替的方法，并且针对不同土层选择多种手段，完成直径和深度较大的桩身成孔，然后在桩端进行载体施工，显著提高桩的承载力并实现工效的提高和成本的节约。其步骤为：1）采用双套筒的方式进行成孔施工，挤土成孔步骤是：将带有桩尖的A护筒沉入，然后在A护筒中沉入B护筒，将B护筒沉入至设定深度，取土成孔步骤是：将开口的A护筒沉入后将A护筒中的土体取出，在A护筒中沉入B护筒，再次将B护筒沉入至设定深度后将B护筒中的土体取出；2）根据土层性质和上部荷载要求，通过多种方法之一进行桩端的加固处理，使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实形成桩端载体，实现载体桩的等效计算面积Ae；3）通过多种方法之一进行现浇或者预制混凝土桩身施工。

Description

一种大直径长桩的载体桩的施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及桩的施工。

背景技术

随着我国经济建设的发展，桥梁、高架铁路、高层建筑等建设项目越来越多，对地基中桩的承载能力要求也越来越高，而目前承载力在2000kN以上的桩，一般采用增大桩径和增加桩长的方法，来以加大桩的摩擦力和端阻力达到提高桩的承载力的目的。但是这种大桩径和长桩的工程造价非常高，其原因一是建筑材料的消耗量很大，二是对施工设备的要求高，另外由于桩长和桩径的显著增加使成孔效率降低，特别是遇到较硬土层时成孔困难，由此造成工程造价居高不下，并且工效较低，施工工期较长。

在专利号ZL98101041.5专利文献中公开了一种新桩基技术，该桩型包括复合载体和混凝土桩身，该方法的特点是通过在护筒中填入建筑垃圾等填充料，采用重锤对填充料进行夯击，并通过三击贯入度控制标准在桩端形成复合载体，让上部荷载有效地通过桩和桩下面的复合载体，传递到较好持力层上，从而提高桩的承载力，具有单桩承载力高、造价经济等优点。但是这种桩型由于施工设备和施工手段所限，很难完成直径更大和更长的桩，因此难以在高承载力要求的工程中应用。

因此，人们希望提供一种满足高承载力需要的，工效较高且成本也较低的桩。

发明内容

本发明是为了解决上述的问题而提出的，目的在于提供一种大直径长桩的载体桩的施工方法，采用双套管交替的方法，并且针对不同土层选择多种手段，完成直径和深度较大的桩身成孔，然后在桩端进行载体的处理施工，在显著提高桩的承载力的同时，实现工效的提高和成本的节约。

为了实现上述目的，本发明的一种大直径长桩的载体桩的施工方法，包括下述步骤：

1）在地基中的桩位处，采用双套筒进行桩身成孔的施工，桩身成孔的方式包括挤土成孔和取土成孔：

①挤土成孔：通过动力将带有桩尖的A护筒沉入至设定深度，然后在A护筒的内腔中，沉入长度大于A护筒的B护筒，再次通过动力将B护筒向下沉入，直至设定深度；

②取土成孔：通过动力将底端开口的A护筒沉入至设定深度，然后通过长螺旋钻杆或者取土装置，将A护筒的内腔中的土体取出，然后在A护筒的内腔中，沉入长度大于A护筒且底端开口的B护筒，再次通过动力将B护筒向下沉入直至设定深度，然后再次通过长螺旋钻杆或者取土装置，将B护筒的内腔中的土体取出；

2）根据土层性质和上部荷载要求，通过下述方法之一进行桩端的加固处理，使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实形成桩端载体，实现载体桩的等效计算面积Ae：

①在B护筒内填入定量的填充料，利用重锤或者内管的锤击动能对填充料进行夯击，重复进填料夯击的操作，并通过测量重锤或者内管的数击的贯入度检测密实度；

②在B护筒内填入定量的填充料，利用重锤或者内管的锤击动能对填充料进行夯击，重复进填料夯击的操作，直至将全部设定量的填充料分次填入并夯 实完毕；

③不填料，直接利用重锤或者内管的锤击动能对桩端土体进行夯击；

3）通过下述方法之一进行混凝土桩身施工：

①现浇混凝土桩身：在B护筒中沉入钢筋笼，浇注混凝土后提出A、B护筒成桩；

②现浇混凝土桩身：在B护筒中浇注混凝土，在混凝土中反插钢筋笼后提出A、B护筒成桩；

③预制混凝土桩身：在B护筒内放入预制钢筋混凝土桩身，提出A、B护筒，预制钢筋混凝土桩身与桩孔壁的空隙用水泥砂浆或者固化剂填满。

在上述的施工方法中，上述载体桩是指由桩端载体与混凝土桩身构成的桩。

在上述的施工方法中的步骤1）中，上述A护筒直径为400～1800cm，B护筒的直径小于A护筒而长度大于A护筒，B护筒的长度根据设计要求的桩长确定。

在上述的施工方法中的步骤1）中，上述A护筒底端的桩尖为预制桩尖或者活瓣桩尖。

在上述的施工方法中的步骤1）中，上述通过动力沉入A护筒和B护筒，动力的方式包括振动或者锤击或者静压或者旋转的方式之一或者几种方式的结合。

在上述的施工方法中的步骤2）中，上述使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实，是指桩端以下深度3～5米，直径2～3米范围内的土体被挤密，并保证施工地面不隆起，邻桩载体不破坏。

在上述的施工方法中的步骤2）中，上述实现载体桩的等效计算面积Ae，Ae值是根据三击贯入度和被加固土层的土性确定的，Ae值的取值范围为1.4～4.5m3。

在上述的施工方法中的步骤2）中的方法①和方法②中，上述在B护筒内填入定量的填充料，填充料包括水泥砂石拌合物或者碎砖或者碎石或者建筑垃圾的一种或几种，上述水泥砂石拌合物包括干硬性混凝土或者低流态混凝土或者与桩身同级的混凝土。

在上述的施工方法中的步骤2）中的方法①中，上述测量重锤或者内管的数击的贯入度，是指重锤或者内管以相同的高度自由下落冲击土体后当次下沉数值，即为1击的贯入度，测量的计数标准为cm或者mm，测量的数量为3击～10击。

在上述的施工方法中的步骤2）中的方法①中，上述测量重锤或者内管的数击的贯入度满足设计值，该数击贯入度的设计值应与三击贯入度的标准值进行换算，即根据桩锤的重量、落距、锤击次数以及重锤或者内管的底面积，换算成与三击贯入度标准值相对应的下沉数值，三击贯入度标准值是指以底端直径为355mm的3.5T重的重锤和6米自由落体的落距为控制标准，连续对桩端空打三次的累计下沉量，且后一击的贯入量应小于或者等于前一次的贯入量。

在上述的施工方法中的步骤3）中，提出A、B护筒的顺序可以先后进行或者同时进行。

上述大直径长桩的载体桩的施工方法的特点和优势在于：

①采用双套管交替的方法完成直径和深度较大的桩身成孔，在遇到较软土层时采用挤土成孔法，遇到较硬土层时采用排土成孔法，相对于常规的成孔方式显著提高成孔速度；②采用双套管交替的方法对施工设备的要求较低，相对于旋挖钻机等大型施工设备，设备造价和施工成本较低；③施工方法中的填料夯击操作可采用多种方法，根据地质条件和设计要求的变化能够及时调整；④可选择多种方法来检验桩端载体的密实度，在原三击贯入度的基础上，根据桩锤的不同通过换算的方式保证桩端载体的承载力，还可以通过设定的填料量使桩端土体得到加固挤密；⑤扩大载体桩的应用类型和适用范围，在各种土层和基础形式中均可适用。

附图说明

图1是本发明的大直径长桩的混凝土桩的施工方法的一个实施例的工序图；

图1中，1为A护筒，2为预制桩尖，3为B护筒，4为填充料，5为重锤；6为钢筋笼，7为混凝土。

图2是本发明的大直径长桩的混凝土桩的施工方法的另一个实施例的工序图；

图2中，1为A护筒，2为预制桩尖，3为B护筒，4为填充料，5为重锤；6为预制钢筋混凝土桩身，7为水泥砂浆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的大直径长桩的混凝土桩的施工方法的一个实施例的工序图，该实施例的桩身成孔采用挤土成孔方式，首先，如图1中a所示，在地基中的桩位处，通过对A护筒1施加振动力，将带有预制桩尖2的A护筒1沉入至设定深度；然后，如图1中b所示，在A护筒1的内腔中，沉入长度大于A护筒1的B护筒3；然后，如图1中c所示，对B护筒3施加振动力，将B护筒3带动预制桩尖2向下沉入直至设定深度；然后，如图1中d所示，在B护筒3内填入定量的填充料4，利用重锤5的锤击动能，在B护筒3的内腔中对填充料4进行夯击；然后，如图1中e所示，重复进填料夯击的操作，并通过测量重锤4的数击的贯入度检测密实度，使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实形成桩端载体，实现载体桩的等效计算面积Ae；然后，如图1中f所示，在B护筒3中沉入钢筋笼6，浇注混凝土7；最后，如图1中g所示，先提出A护筒1，再提出B护筒3，完成桩的施工。

图2是本发明的大直径长桩的混凝土桩的施工方法的另一个实施例的工序图，该实施例的桩身成孔采用取土成孔方式，首先，如图2中a所示，在地基中的桩位处，通过对A护筒1施加锤击力，将底端开口的A护筒1沉入至设定深度，然后，如图2中b所示，采用长螺旋钻杆2在A护筒1中旋转钻进，将A护筒1的内腔中的土体取出；然后，如图2中c所示，在A护筒1的内腔中，沉入长度大于A护筒1且底端开口的B护筒3，再次通过锤击的方式，将B护筒3向下沉入，直至设定深度；然后，如图2中d所示，再次采用长螺旋钻杆2在B护筒3中旋转钻进，将B护筒3的内腔中的土体取出；然后，如图2中e所示，在B护筒3内填入定量的填充料4，利用重锤5的锤击动能，在B护筒3的内腔中对填充料4进行夯击；然后，如图2中f所示，重复进填料夯击的操作，直至将全部设定量的填充料4分次填入并夯实完毕，使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实形成桩端载体，实现载体桩的等效计算面积Ae；然后，如图2中g所示，在B护筒3中灌注水泥砂浆7，沉入预制钢筋混凝土桩身6；最后，如图2中h所示，先提出B护筒3，再提出A护筒1，完成桩的施工。

以上实施例只是描述性的，而非限定性的，不能以此限定本发明的保护范围，在上述说明的基础上所引申出的其它不同形式的变化或变动，仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种大直径长桩的载体桩的施工方法，包括下述步骤：

1）在地基中的桩位处，采用双套筒进行桩身成孔的施工，桩身成孔的方式包括挤土成孔和取土成孔：

①挤土成孔：通过动力将带有桩尖的A护筒沉入至设定深度，然后在A护筒的内腔中，沉入长度大于A护筒的B护筒，再次通过动力将B护筒向下沉入，直至设定深度；

②取土成孔：通过动力将底端开口的A护筒沉入至设定深度，然后通过长螺旋钻杆或者取土装置，将A护筒的内腔中的土体取出，然后在A护筒的内腔中，沉入长度大于A护筒且底端开口的B护筒，再次通过动力将B护筒向下沉入直至设定深度，然后再次通过长螺旋钻杆或者取土装置，将B护筒的内腔中的土体取出；

2）根据土层性质和上部荷载要求，通过下述方法之一进行桩端的加固处理，使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实形成桩端载体，实现载体桩的等效计算面积Ae：

①在B护筒内填入定量的填充料，利用重锤或者内管的锤击动能对填充料进行夯击，重复进填料夯击的操作，并通过测量重锤或者内管的数击的贯入度检测密实度；

②在B护筒内填入定量的填充料，利用重锤或者内管的锤击动能对填充料进行夯击，重复进填料夯击的操作，直至将全部设定量的填充料分次填入并夯 实完毕；

③不填料，直接利用重锤或者内管的锤击动能对桩端土体进行夯击；

3）通过下述方法之一进行混凝土桩身施工：

①现浇混凝土桩身：在B护筒中沉入钢筋笼，浇注混凝土后提出A、B护筒成桩；

②现浇混凝土桩身：在B护筒中浇注混凝土，在混凝土中反插钢筋笼后提出A、B护筒成桩； 

③预制混凝土桩身：在B护筒内放入预制钢筋混凝土桩身，提出A、B护筒，预制钢筋混凝土桩身与桩孔壁的空隙用水泥砂浆或者固化剂填满。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述载体桩是指由桩端载体与混凝土桩身构成的桩。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤1）中，上述A护筒直径为400～1800cm，B护筒的直径小于A护筒而长度大于A护筒，B护筒的长度根据设计要求的桩长确定。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤1）中，上述A护筒底端的桩尖为预制桩尖或者活瓣桩尖。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤1）中，上述通过动力沉入A护筒和B护筒，动力的方式包括振动或者锤击或者静压或者旋转的方式之一或者几种方式的结合。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤2）中，上述使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实，是指桩端以下深度3～5米，直径2～3米范围内的土体被挤密，并保证施工地面不隆起，邻桩载体不破坏。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤2）中，上述实现载体桩的等效计算面积Ae，Ae值是根据三击贯入度和被加固土层的土性确定的，Ae值的取值范围为1.4～4.5m³。

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤2）中的方法①和方法②中，上述在B护筒内填入定量的填充料，填充料包括水泥砂石拌合物或者碎砖或者碎石或者建筑垃圾的一种或几种，上述水泥砂石拌合物包括干硬性混凝土或者低流态混凝土或者与桩身同级的混凝土。

9.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤2）中的方法①中，上述测量重锤或者内管的数击的贯入度，是指重锤或者内管以相同的高度自由下落冲击土体后当次下沉数值，即为1击的贯入度，测量的计数标准为cm或者mm，测量的数量为3击～10击。

10.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤2）中的方法①中，上述测量重锤或者内管的数击的贯入度满足设计值，该数击贯入度的设计值应与三击贯入度的标准值进行换算，即根据桩锤的重量、落距、锤击次数以及重锤或者内管的底面积，换算成与三击贯入度标准值相对应的下沉数值，三击贯入度标准值是指以底端直径为355mm的3.5T重的重锤和6米自由落体的落距为控制标准，连续对桩端空打三次的累计下沉量，且后一击的贯入量应小于或者等于前一次的贯入量。

11.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤3）中，提出A、B护筒的顺序可以先后进行或者同时进行。