CN106703024B - 一种浆固碎石复合桩的施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浆固碎石复合桩的施工工艺。本发明先在桩位上挖出桩孔，在桩孔底部铺设碎石垫层；然后将带注浆管的预制管桩植入桩孔中；再向桩孔内送入碎石，振捣续填至桩孔中的碎石振捣密实；随后在桩孔上部设置封盖，注浆管和出浆管的伸出在封盖上部的管身上设置有阀门；通过注浆管向桩孔内泵入浆液，直至桩孔内的浆液从出浆管溢出，待出浆管的浆液浓度达到设计要求时停止注浆，关闭阀门；自然养护结束后得到浆固碎石复合桩。本发明工艺简单且施工快速高效，施工时的振动、冲击力以及噪声均小，而且成桩质量稳定，单桩承载力高。本发明特别适用于场地狭小的施工现场和大型建(构)筑物或文物古迹附近的桩基施工，具有很大的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本发明属于桩基的施工方法，具体涉及一种浆固碎石复合桩的施工工艺。
背景技术
钢筋混凝土预制桩以其桩身质量好，施工工艺简单，工程质量易保证，环境污染小以及工程造价低等优点而得到广泛应用。传统的桩基施工方法有锤击沉桩、静压沉桩等工艺。
为增大交通流量，缓解交通压力，对既有高速公路两侧进行拓宽处理成为一种必要的技术手段。而高速公路两侧拼宽的部分需要有一排桩设置在高速公路的护坡上，然而，设置在既有高速公路护坡上的那一排桩的施工，不仅要确保施工的安全，还要保证既有高速公路的正常通车。锤击沉桩的振动、冲击力和噪音，不仅影响既有路基安全，且不能保证既有高速公路的正常通车；静压沉桩虽没有振动、冲击力和噪音，但静力压桩机需要一个大而稳固的作业平台，但在既有高速公路边坡上施工无法提供这样的作业平台。因此如何在既有高速公路护坡这样场地狭小的场地进行安全可靠地桩基施工，是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种浆固碎石复合桩的施工工艺，本施工工艺不但工艺简单，特别适用于场地狭小的施工场地，而且成桩质量稳定且效果好，有很大的推广应用价值。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其包括如下步骤：
S1，在桩位上用机械设备挖出桩孔，所述桩孔的直径大于预制管桩的外直径，并在桩孔底部设置200～300mm厚的碎石垫层；
S2，在预制管桩的桩身上绑扎至少三根注浆管，所述注浆管的轴向与所述预制管桩的轴向均平行设置，且有两根注浆管即低位注入注浆管的底端开口设置为靠近预制管桩的底部并高于预制管桩的底部200～300mm，有一根注浆管即高位注入注浆管的底部开口设置在预制管桩的中部位置，然后将绑扎有注浆管的预制管桩植入桩孔中；
S3，植桩后向桩孔内对称地送入碎石至设定高度，然后用振动锤对预制管桩进行击振，使放入桩孔的碎石密实后重新填石至设定高度，直至桩孔中的碎石振捣密实；
S4，在桩孔上部设置封盖，所述封盖使得桩孔内的区域成为封闭空间，所述封盖上设置有贯穿封盖并沿着封盖周向分布的若干根出浆管，注浆管和所述出浆管的顶部均高出所述封盖的顶面，注浆管和出浆管的伸出在所述封盖上部的管身上设置有阀门；
S5，打开出浆管顶部的阀门，然后通过注浆管向桩孔内泵入浆液，直至桩孔内的浆液从出浆管溢出，待出浆管的浆液浓度达到设计要求时停止注浆，并关闭阀门；
S6，进行自然养护，养护结束后得到内侧为预制管桩，外侧为浆液碎石固化物的双层桩体结构物。
优选的，所述预制管桩的桩身上设置有凹槽，所述碎石粒径为5～16mm。
优选的，所述注浆管和回浆管的底部均设置为倒漏斗状。
优选的，所述封盖为混凝土现浇而成，所述封盖的半径比桩孔的半径大300～500mm，厚度不小于400mm。
优选的，所述出浆管高出封盖顶面不小于400mm。
优选的，步骤S3中，采用振动锤对预制管桩进行击振时，预制管桩的顶部设置有用于保护预制管桩的桩帽。
优选的，步骤S5中，通过注浆管向桩孔内泵入浆液时，注浆压力为不小于1.5～2MPa，其中桩孔深度在10m以内不小于1.5MPa，桩孔深度大于10m不小于2MPa。
优选的，步骤S5中，在注浆之前，先打开所有所述出浆管顶部的阀门，并关闭所有注浆管顶部的阀门；开始注浆时，打开其中一根低位注入注浆管上的阀门，由此低位注入注浆管开始注浆，待出浆管有浆液溢出时关闭此低位注入注浆管上的阀门，调换至另一根低位注入注浆管注浆；关闭溢出的浆液达到设计要求后的出浆管，直至只保留一个出浆管上的阀门处于打开状态，且关闭两根低位注入注浆管上的阀门，最后通过高位注入注浆管补注浆，当出浆管中溢出的浆液浓度达到设计要求的浓度时关闭阀门。
优选的，所述浆液由水泥、外加剂、水混合搅拌而成，其中水的质量与水泥、外加剂二者的质量之间的比为1.5～2.5。
优选的，所述自然养护时间14～21d；养护期间4倍复合桩外直径范围内地层不得扰动。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过挖出桩孔、填石、植桩、注浆以及养护固化等工序，不但施工工艺简单，而且施工快速高效，施工时不需要复杂的作业平台，施工过程中的振动、冲击力以及噪声均小，而且成桩质量稳定，单桩承载力高。本发明特别适用于场地狭小的施工现场，也适用于大型建(构)筑物附近的桩基施工，还适用于附近有文物古迹的建筑物桩基施工，具有很大的经济价值和社会价值。
2)本发明在填石之后的注浆程序，由注浆管在泵压的作用下向桩孔中送入浆液，浆液在压力下上升，最后由出浆管中溢出，最后经养护得到坚硬密实的浆液碎石固化物，此浆液碎石固化物与内侧的预制管桩固结为一体，由此进一步提高了单桩承载力。
3)本发明中的预制管桩可以在工厂预先生产，从而极大地提高了现场的施工工效。本发明可以大规模应用，而且在施工时不需要很多施工设备，尤其不需要大型施工设备，环境污染小，对周围群众生活影响小。本发明成桩质量好，施工工艺简单且速度快，可以有效地节省社会和自然资源。
附图说明
图1为本发明中施工工艺的流程框图。
图2为本发明中的浆固碎石复合桩的施工状态结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为本发明中的浆固碎石复合桩成桩后的结构示意图。
图5为图4的俯视图。
图中标记的含义如下：
1-天然土(岩)层 2-预制管桩 3-碎石 4-注浆管
5-出浆管 6-封盖 7-浆液碎石固化物 8-阀门
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种浆固碎石复合桩的施工工艺，如图1所示，其包括如下步骤：
S1，在桩位上用旋挖机挖出桩孔，成孔垂直度偏差不得大于0.5％，所述桩孔的直径大于预制管桩2的外直径，并在桩孔底部设置200～300mm厚的碎石垫层，所述碎石的粒径为5～16mm。
S2，在预制管桩2的桩身上绑扎至少三根注浆管4，所述注浆管4的轴向与所述预制管桩2的轴向均平行设置，且有两根注浆管4即低位注入注浆管的底端开口设置为靠近预制管桩2的底部并高于预制管桩2的底部200～300mm，有一根注浆管4即高位注入注浆管的底部开口设置在预制管桩2的中部位置，然后将绑扎有注浆管4的预制管桩2植入桩孔中。
本实施例中的预制管桩2为强度为C80预应力高强混凝土管桩，型号为PHC500AB，在预制过程中可在预制管桩2的桩身上刻槽，比如环状的凹槽，以增强预制管桩2与后续工艺制备的浆液碎石固化物7之间的咬合力；预制管桩2在植入前要做好封底。
如图2所示，所述注浆管4和出浆管5均为PVC管，注浆管4和出浆管5的底口均设置为倒漏斗状或倒喇叭状，以防止细碎石堵管。
植桩时预制管桩2的垂直度偏差不得大于0.25％。
S3，植桩后在桩孔四周对称地填筑碎石3至设定高度，然后用振动锤对预制管桩2进行击振，使放入桩孔的碎石3密实后重新填石至设定高度，击振时预制管桩2的顶部设置有用于保护预制管桩的桩帽；直至桩孔中的碎石3振捣密实。振动锤对预制管桩2进行击振时，预制管桩2的垂直度偏差不得大于0.25％。
S4，在桩孔上部设置封盖6，所述封盖6使得桩孔内的区域成为封闭空间；所述封盖6为混凝土现浇而成，所述封盖6的半径比桩孔的半径大300～500mm，厚度不小于400mm。所述封盖6上设置有贯穿封盖并沿着封盖周向分布的若干根出浆管5，注浆管4和所述出浆管5的顶部均高出所述封盖的顶面，注浆管4和出浆管5的伸出在所述封盖上部的管身上设置有阀门8；如图2所示，所述出浆管5高出封盖顶面不小于400mm，以确保有压降差，保证后续注浆的密实度。
封盖6养护3～7d后方可注浆。
S5，在注浆之前，先打开所有所述出浆管5顶部的阀门，并关闭所有注浆管4顶部的阀门；开始注浆时，打开其中一根低位注入注浆管上的阀门，由此低位注入注浆管开始注浆，待出浆管5有浆液溢出时关闭此低位注入注浆管上的阀门，调换至另一根低位注入注浆管注浆；在所有出浆管5溢出的浆液达到设计要求后，只保留一个出浆管上的阀门处于打开状态而关闭其他所有出浆管上的阀门，且关闭两根低位注入注浆管上的阀门，最后通过高位注入注浆管补注浆，当出浆管中溢出的浆液浓度达到设计要求的浓度时关闭阀门8。
所述浆液由水泥、外加剂、水混合搅拌而成，其中水的质量与水泥、外加剂二者的质量之间的比为1.5～2.5。
通过注浆管4向桩孔内泵入浆液时，注浆压力为不小于1.5～2MPa，其中桩孔深度在10m以内不小于1.5MPa，桩孔深度大于10m不小于2MPa。
S6，进行自然养护，所述自然养护时间14～21d，冬天取大值，夏天取小值，养护期间4倍复合桩外直径范围内地层不得扰动。养护结束后得到内侧为预制管桩2，外侧为浆液碎石固化物7的双层桩体结构物，此双层桩体结构物即为浆固碎石复合桩，简称复合桩。如图4、5所示，图4、5中所示的浆固碎石复合桩没有显示出注浆管和出浆管。所述浆固碎石复合桩由其侧面与土(岩)层产生摩擦力承载桩顶上部建(构)筑物荷载。
采用本发明中的施工工艺对既有高速公路的两侧进行拓宽处理，具体试验结果如表1所示。
表1单桩承载力计算与试验结果
如表1所示，表1中1#-4#共四个复合桩，内芯均为预制管桩，1#复合桩的外芯为水泥净浆固化物，2#复合桩的外芯为复合砂浆固化物，3#、4#复合桩的外芯为浆液碎石固化物(即为本发明技术方案中的结构)，最终确定采用浆固碎石复合桩的技术方案进行施工。
采用本发明中的施工工艺而在高速公路的护坡上制备浆固碎石复合桩，施工时不需要很多施工设备，尤其不需要大型施工设备，环境污染小，对周围群众生活影响小；而且最终成桩质量好，施工工艺简单且速度快，可以有效地节省社会和自然资源。
Claims (9)
1.一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于包括如下步骤：
S1，在桩位上用机械设备挖出桩孔，所述桩孔的直径大于预制管桩（2）的外直径，并在桩孔底部设置200～300mm厚的碎石垫层；
S2，在预制管桩（2）的桩身上绑扎至少三根注浆管（4），所述注浆管（4）的轴向与所述预制管桩（2）的轴向均平行设置，且有两根注浆管（4）即低位注入注浆管的底端开口设置为靠近预制管桩（2）的底部并高于预制管桩（2）的底部200～300mm，有一根注浆管（4）即高位注入注浆管的底部开口设置在预制管桩（2）的中部位置，然后将绑扎有注浆管（4）的预制管桩（2）植入桩孔中；
S3，植桩后向桩孔内对称地送入碎石（3）至设定高度，然后用振动锤对预制管桩（2）进行击振，使放入桩孔的碎石（3）密实后重新填石至设定高度，直至桩孔中的碎石（3）振捣密实；
S4，在桩孔上部设置封盖（6），所述封盖（6）使得桩孔内的区域成为封闭空间，所述封盖（6）上设置有贯穿封盖并沿着封盖周向分布的若干根出浆管（5），注浆管（4）和所述出浆管（5）的顶部均高出所述封盖的顶面，注浆管（4）和出浆管（5）的伸出在所述封盖上部的管身上设置有阀门；
S5，打开出浆管（5）顶部的阀门，然后通过注浆管（4）向桩孔内泵入浆液，直至桩孔内的浆液从出浆管（5）溢出，待出浆管（5）的浆液浓度达到设计要求时停止注浆，并关闭阀门；
S6，进行自然养护，养护结束后得到内侧为预制管桩（2），外侧为浆液碎石固化物（7）的双层桩体结构物；
步骤S5中，在注浆之前，先打开所有所述出浆管（5）顶部的阀门，并关闭所有注浆管（4）顶部的阀门；开始注浆时，打开其中一根低位注入注浆管上的阀门，由此低位注入注浆管开始注浆，待出浆管（5）有浆液溢出时关闭此低位注入注浆管上的阀门，调换至另一根低位注入注浆管注浆；关闭溢出的浆液达到设计要求后的出浆管（5），直至只保留一个出浆管上的阀门处于打开状态，且关闭两根低位注入注浆管上的阀门，最后通过高位注入注浆管补注浆，当出浆管中溢出的浆液浓度达到设计要求的浓度时关闭阀门；
三根所述注浆管（4）均绑扎在预制管桩（2）的桩身外侧；
所述出浆管（5）的管进口也均位于预制管桩（2）的桩身外侧。
2.如权利要求1所述的一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于：所述预制管桩（2）的桩身上设置有凹槽，所述碎石粒径为5～16mm。
3.如权利要求1所述的一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于：所述注浆管（4）和出浆管（5）的底部均设置为倒漏斗状。
4.如权利要求1所述的一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于：所述封盖（6）为混凝土现浇而成，所述封盖（6）的半径比桩孔的半径大300～500mm，厚度不小于400mm。
5.如权利要求1所述的一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于：所述出浆管（5）高出封盖顶面不小于400mm。
6.如权利要求1所述的一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于：步骤S3中，采用振动锤对预制管桩（2）进行击振时，预制管桩（2）的顶部设置有用于保护预制管桩（2）的桩帽。
7.如权利要求1所述的一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于：步骤S5中，通过注浆管（4）向桩孔内泵入浆液时，注浆压力为不小于1.5～2MPa，其中桩孔深度在10m以内不小于1.5MPa，桩孔深度大于10m不小于2MPa。
8.如权利要求1所述的一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于：所述浆液由水泥、外加剂、水混合搅拌而成，其中水的质量与水泥、外加剂二者的质量之间的比为1.5～2.5。
9.如权利要求1所述的一种浆固碎石复合桩的施工工艺，其特征在于：所述自然养护时间14～21d；养护期间4倍复合桩外直径范围内地层不得扰动。
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