CN105040692B

CN105040692B - 一种预制混凝土桩身载体桩的施工方法

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Publication number: CN105040692B
Application number: CN201510363295.3A
Authority: CN
Inventors: 王继忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-27
Filing date: 2015-06-27
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2035-06-27
Also published as: CN105040692A

Abstract

本发明的目的在于提供一种预制混凝土桩身载体桩的施工方法，通过多种方法制作桩端载体后植入预制混凝土桩身，并保证预制桩身与桩端载体的紧密结合，其步骤为：1）通过锤击或者振动等多种方式将护筒沉入；2）通过填料夯击等多种方法进行桩端的加固处理；3）重复步骤3）的操作形成桩端载体，并通过贯入度或者填料量的控制标准检测密实度；4）在护筒内部填入流态混凝土后提出护筒；5）通过锤击或者静压或者振动的方法之一将预制桩身植入，并根据预制桩身的类型选择相对应的植入方法。

Description

一种预制混凝土桩身载体桩的施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及桩基施工技术。

背景技术

在专利号ZL98101041.5专利文献中公开了一种混凝土桩的施工技术，该技术的特点是通过在桩底端进行填料夯实挤密等操作形成人造持力层，使上部荷载通过混凝土桩身和桩底端的人造持力层，传递到较好持力层上，从而提高桩的承载力。但是这种桩型的桩身是采用现浇混凝土制成，在淤泥质土或含水量较高的土层或饱和土中，容易在桩身和桩端结合部出现缩径、断桩等质量问题，严重影响桩的承载能力，造成桩的沉降量过大，而且如果填料量过大或者桩间距过小，造成在填料夯实过程中对相邻桩产生挤土影响，使相邻桩的现浇混凝土桩身或者桩端结合部出现缩径、断桩等质量问题。同时由于上述方法的施工手段和机械装置的单一性，在桩身成孔和成桩方法受限较大，已不能满足地质条件和设计要求的变化的需求。因此，需要一种能够解决上述问题，且工序简单，成本仍较低的施工方法。

发明内容

本发明是为了解决上述的问题而提出的，目的在于提供一种预制混凝土桩身载体桩的施工方法，通过多种方法均可制作出桩端载体，然后通过多种方法再植入预制混凝土桩身，并且能够保证植入的预制桩身与桩端载体紧密结合，从而最大程度的发挥桩端载体的承载能力并保证桩身质量，实现工效的提高和成本的节约。

为了实现上述目的，本发明包括一种预制混凝土桩身载体桩的施工方法，其步骤包括：

1）在地基中的桩位处，通过下述多种方式之一或者相互组合，将护筒向下沉入直至设定深度：

①通过重锤或者内管在护筒内的自由落体运动，对地基土体进行冲切，形成桩孔后通过振动或者静压或者反压的方式向下沉入护筒，直至设计深度；

②采用振动或者锤击的方式，将带有桩尖的护筒沉入至设定深度；

③采用振动或者锤击的方式，将底端开口的护筒沉入成孔，并通过螺旋钻头或者取土器将护筒中的土体排出；

④采用螺旋钻或者旋挖钻旋转成孔后将护筒沉入到桩孔中；

⑤采用柴油锤或者液压锤或者电动锤带动内管夯击护筒，使内管和护筒同步沉入；

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：

①在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；

②在护筒内填入定量的填充料，将护筒上提一定高度后，利用重锤或者内管的锤击动能对填充料进行夯击，并再次将护筒向下沉入；

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）重复进行上述步骤3）的操作，使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实，并通过下述两种控制标准之一检测密实度，从而形成桩端载体，实现载体桩的等效计算面积Ae：

①测量重锤或者内管的数击的贯入度，当贯入度测量值满足设计值时，停止夯击，当贯入度测量值不满足设计值时，继续夯击直至贯入度测量值满足设计值；

②根据地质条件和荷载要求，计算达到设计承载力时填充料的设定填充量，根据设定填充量将全部的填充料分次填入并夯实完毕；

4）在护筒内部填入定量的流态混凝土，提出护筒；

5）通过下述方法之一，以桩孔为导向将预制桩身植入：

①预制桩身的桩头为平面时，通过静压或者振动的方式沉入预制桩身，直至预制桩身底面与桩端载体顶面结合；

②预制桩身的桩头为平面时，通过锤击桩头的方式沉入预制桩身，直至预制桩身底面与桩端载体顶面结合，当预制桩身不再下沉或者锤击贯入度满足设计值时，停止锤击；

③预制桩身的桩头带有预留锚筋时，在桩头加设保护套，然后通过静压或者振动的方式沉入预制桩身，直至预制桩身底面与桩端载体顶面结合；

④预制桩身的桩头带有预留锚筋时，在桩头加设保护套，通过锤击桩头保护套的方式沉入预制桩身，直至预制桩身底面与桩端载体顶面结合，当预制桩身不再下沉或者锤击贯入度满足设计值时，停止锤击。

上述的施工方法中的步骤1）中，上述护筒为钢质的圆形管或者方形管或者异形管，也可以称为外管、外套管。

上述的施工方法的步骤2）中的方法①和方法②中，上述向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。

上述的施工方法的步骤3）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。

上述的施工方法的步骤3）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。

上述的施工方法的步骤3）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的当次下沉数值，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。

上述的施工方法的步骤3）中的方法①中，上述贯入度测量值满足设计值，该设计值应与三击贯入度的标准值进行换算，即根据重锤或者内管的重量、落距、锤击次数以及底面积，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。

上述的施工方法的步骤5）中，上述在以桩孔为导向将预制桩身植入时，在预制桩身的桩头顶面加设保护垫。

上述的施工方法的步骤5）中的方法③和方法④中，上述在桩头加设的保护套，是指圆柱形或者多边柱形，且带有通长的、与预制桩身锚筋的数量和位置对应的孔洞的钢质保护套，该保护套能够穿过锚筋与桩头顶面贴合，从而在植入预制桩身时对桩头锚筋形成保护。

上述的施工方法的步骤5）中的方法②和方法④中，上述锤击贯入度满足设计值，锤击贯入度是指重锤以相同的高度自由下落击打桩头后的当次下沉数值，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1击～3击，锤击贯入度的总值应小于或者等于设计值，设计值的范围为0～5cm。

本发明的预制混凝土桩身载体桩的施工方法，主要特点和优势体现在：①预制混凝土桩身采用先成孔后植入的方法，与目前常用的直接锤击沉桩法相比，大大降低桩身沉入时的摩擦阻力，不仅显著提高施工速度，而且能够避免施工中出现桩身受损的情况；②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，还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；③在植入预制桩身前，在载体和预制桩身之前加入流态混凝土，还可采用锤击贯入度的检测标准，来保证预制桩身和载体的密实结合，完全避免了桩端存在虚土或者结合不实的弊病，保证桩的整体承载力能够充分发挥；④桩的承载力高，与预应力管桩、预制方桩、现浇灌注桩等桩形相比，由于采取了制作载体等桩端处理方法，其极限承载力显著提高，同时桩端载体可以设在土体浅部土层，因此可有效缩短桩的长度；⑤无论桩身所处土层是否存在地下水、淤泥质、饱和土，预制混凝土桩身均不会出现缩径、断桩、混凝土离析等现浇混凝土桩不易避免的现实通病，可以显著发挥桩端载体的承载力，完全解决了由于桩身质量造成沉降量过大的问题；⑥显著提高原载体桩的适用范围，在各种土层和基础形式中均可适用。

附图说明

图1是本发明的预制混凝土桩身载体桩施工方法的一个实施例的工序图；图1中，1为护筒，2为重锤，3为填充料，4为流态混凝土，5为预制钢筋混凝土桩身，6为桩头保护套。

图2是本发明的预制混凝土桩身载体桩施工方法的另一个实施例的工序图；图2中，1为护筒，7为内管，3为填充料，4为流态混凝土，5为预制钢筋混凝土桩身。

图3是本发明的预制混凝土桩身载体桩的施工方法中所采用的预制混凝土桩身的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的预制混凝土桩身载体桩施工方法的一个实施例的工序图，首先，如图1中a所示，在桩位处，通过重锤2在护筒1内的自由落体运动，对地基土体进行冲切形成桩孔后，对护筒1施加振动力使护筒1向下沉入，然后，如图1中b所示，重复进行重锤2的冲击成孔和沉入护筒1的操作，直至设计深度；然后，如图1中c所示，在护筒1内填入定量的填充料3，利用重锤2的锤击动能对填充料3进行夯击；然后，如图1中d所示，重复进行上述填料夯击的操作，使桩端下一定深度和范围内的土体达到密实，测试重锤的三击贯入度检验密实度，贯入度测量值满足设计值时形成桩端载体，实现载体桩的等效计算面积Ae；然后，如图1中e所示，在护筒1内部填入定量的流态混凝土4，提出护筒1；然后，如图1中f所示，在带有预留锚筋的预制钢筋混凝土桩身5的顶部处加设桩头保护套6，将预制钢筋混凝土桩身5垂直对准桩孔；然后，如图1中g所示，通过重锤2锤击桩头保护套6使预制钢筋混凝土桩身5以桩孔为导向向下沉入；最后，如图1中h所示，继续锤击直至预制钢筋混凝土桩身5的底面与桩端载体顶面结合，测量重锤2锤击后的贯入度，贯入度总值小于或者等于设计值时停止锤击，摘除桩头保护套6，完成桩的施工。

图2是本发明的预制混凝土桩身载体桩施工方法的另一个实施例的工序图，首先，如图2中a所示，在桩位处，采用柴油锤带动内管7夯击护筒1，使内管7和护筒1同步向下沉入；然后，如图2中b所示，将内管7和护筒1沉入至设计深度；然后，如图2中c所示，在护筒1内填入定量的填充料3，利用内管7的动能对填充料3进行夯击；然后，如图2中d所示，重复进行上述填料夯击的操作，使桩端下一定深度和范围内的土体达到密实，直至按照设定填充量将全部的填充料分次填入并夯实完毕，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e所示，在护筒1内部填入定量的流态混凝土4，提出护筒1；然后，如图2中f所示，将预制钢筋混凝土桩身5对准桩孔；最后，如图2中g所示，通过柴油锤锤击预制钢筋混凝土桩身5顶面，使预制钢筋混凝土桩身5以桩孔为导向向下沉入，直至预制钢筋混凝土桩身5的底面与桩端载体顶面结合，完成桩的施工。

图3是本发明的预制混凝土桩身载体桩的施工方法中所采用的预制混凝土桩身的示意图，如图3中a所示，预制混凝土桩身为预应力混凝土管桩，如图3中b所示，预制混凝土桩身为多边形预制钢筋混凝土实心桩，桩头预留一定长度的锚筋。

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

1.一种预制混凝土桩身载体桩的施工方法，包括下述步骤：

④采用螺旋钻或者旋挖钻旋转成孔后将护筒沉入到桩孔中；

2）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）重复进行上述步骤2）的操作，使桩端下一定深度和范围内的土体被加固密实，并通过下述两种控制标准之一检测密实度，从而形成桩端载体，实现载体桩的等效计算面积Ae：

4）在护筒内部填入定量的流态混凝土，提出护筒；

5）通过下述方法之一，以桩孔为导向将预制桩身植入：

④预制桩身的桩头带有预留锚筋时，在桩头加设保护套，通过锤击桩头保护套的方式沉入预制桩身，直至预制桩身底面与桩端载体顶面结合，当预制桩身不再下沉或者锤击贯入度满足设计值时，停止锤击；

上述步骤3）中，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；并且上述步骤3）中，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。

2.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，上述护筒为钢质的圆形管或者方形管或者异形管，也可以称为外管、外套管。

3.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，上述向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。

4.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的当次下沉数值，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。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤3）中的方法①中，上述贯入度测量值满足设计值，该设计值应与三击贯入度的标准值进行换算，即根据重锤或者内管的重量、落距、锤击次数以及底面积，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。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤5）中，上述在以桩孔为导向将预制桩身植入时，在预制桩身的桩头顶面加设保护垫。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤5）中的方法③和方法④中，上述在桩头加设的保护套，是指圆柱形或者多边柱形，且带有通长的、与预制桩身锚筋的数量和位置对应的孔洞的钢质保护套，该保护套能够顺利穿过锚筋与桩头顶面贴合，从而在植入预制桩身时对桩头锚筋形成保护。

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于上述步骤5）中的方法②和方法④中，上述锤击贯入度满足设计值，锤击贯入度是指重锤以相同的高度自由下落击打桩头后的当次下沉数值，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1击～3击，锤击贯入度的总值应小于或者等于设计值，设计值的范围为0～5cm。