CN108149676A - 带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构及其施工方法，属于桩基施工领域。该施工结构，其包括扩大桩靴、护筒、灌浆箱、水泥浆和预制桩，所述的扩大桩靴固定于预制桩的桩尖位置，且其最大截面外径大于预制桩外径；预制桩和扩大桩靴被打设于地基土中，且预制桩与地基土之间具有空隙；地基土表面预埋有一个套在预制桩外部的护筒，护筒与预制桩以及地基土表面夹持形成连通所述空隙的注浆区域，所述的灌浆箱通过导管连通该注浆区域。本发明针对该施工问题，提出了一种低成本、低耗时、低耗材的同步灌浆方法，采用护筒、移动灌浆箱以及连接导管的整体系统，实现了打预制桩过程中的同步灌浆效果，进而提高了施工质量，降低了施工成本。
Description
技术领域
本发明属于桩基施工领域，具体为一种带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构及其施工方法。
背景技术
随着城市发展加速，市政基础设施、桥梁、公用及民用建筑的规模越来越大，特别在我国东南沿海地区，软黏土层深厚，对基础的承载力要求水涨船高。
预制管桩近年来使用范围越来越广泛，这取决于它制造流水化、运输方便、施工快速等优点，很大程度上降低了成本。另一方面，在预制桩侧灌浆的施工方法得到行业的广泛认同，该方法能较大的提高基桩承载力，减小沉降。通过业界大量的理论和试验研究，充分证明了预制桩侧灌浆的优良性。
桩侧灌浆方法提高基桩性能原因在于，浆液通过挤密、填充及固结等作用，使桩周土的孔隙率下降，密度提高；另一方面，浆液通过渗透等方式进入桩周土的空隙中，凝结之后这部分土体的强度提高，且桩土之间的整体性也得到了有效增强。
而现有灌浆方法多为先打桩后灌浆的传统做法，其弊病在于，在灌浆之前，桩侧土变形恢复，孔隙水流出，导致桩土之间的空隙减小。在此基础上的灌浆工艺会使灌浆效果大打折扣。
在此背景下，本发明针对桩土之间空隙不足问题，以低成本、少耗时为原则，提供了更好的解决方案。
发明内容
由于预制桩打桩后的灌浆方法存在固有弊病，会造成灌浆效果大打折扣。本发明针对该施工问题，提出了一种低成本、低耗时、低耗材的同步灌浆方法，采用护筒、移动灌浆箱以及连接导管的整体系统，实现了打预制桩过程中的同步灌浆效果，进而提高了施工质量，降低了施工成本。
本发明所采用的具体技术方案如下：
带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构，其包括扩大桩靴、护筒、灌浆箱、水泥浆和预制桩，所述的扩大桩靴固定于预制桩的桩尖位置，且其最大截面外径大于预制桩外径；预制桩和扩大桩靴被打设于地基土中，且预制桩与地基土之间具有空隙；地基土表面预埋有一个同轴嵌套于预制桩外部的护筒，护筒与预制桩以及地基土表面夹持形成连通所述空隙的注浆区域，所述的灌浆箱通过导管连通该注浆区域。
作为优选，所述的护筒侧壁开设有注浆孔，导管端部连通该注浆孔，且导管上设有控制管路通断的控制阀门。
作为优选，所述的预制桩包括但不限于混凝土桩、钢桩。
作为优选，所述桩靴的最大截面直径比预制桩外径大10cm。
作为优选，所述的桩靴采用闭口形式或开口形式，后者能形成土塞，减少挤土效应。
作为优选，所述的灌浆箱为可移动式灌浆箱。
本发明的另一目的在于提供一种带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工方法，其步骤如下：
步骤1：在打入预制桩之前，在设计桩位位置预埋护筒，桩位与护筒圆心对齐，护筒下部埋入地基土中，上部伸出地基土表面；
步骤2：打桩之前，在预制桩的桩尖固定扩大桩靴，扩大桩靴直径大于预制桩外径；
步骤3：将可移动的灌浆箱移动至桩位附近，并保证灌浆箱内有足够的水泥浆，且水泥浆液面略低于护筒顶部；
步骤4：利用导管的一端连接灌浆箱，另一端连接设置于护筒外壁上的注浆孔；打开设置于导管上的控制阀门，确保水泥浆能流畅输出后关闭阀门；
步骤5：先将预制桩按照设计桩位打入一定的深度；
步骤6：然后打开导管上的控制阀门进行灌浆，借助预埋护筒引导水泥浆流入预制桩与地基土之间的空隙；
步骤7：继续打桩，同时通过阀门控制灌浆速度，使浆液实时填充桩土之间的空隙。
作为优选，施工过程中，需根据水泥浆用量在灌浆箱内补充水泥浆。
作为优选，步骤5中预制桩打入的深度为50～100cm。
作为优选，护筒的埋入深度要保证足够稳定，且水泥浆不会溢出护筒范围。
本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
本发明相对于现有技术而言，其有益效果如下：
一、该方法所用器材无需特殊定制，能通过简单加工组装形成，耗材少；
二、该方法在原有施工工艺基础上没有增加特殊的环节，耗时少；
三、该方法能较好的实现同步灌浆效果，有效提高预制桩施工质量；
四、该方法能实现对灌浆速度和水泥浆用量的至，减少材料的浪费；
五、该方法能对混凝土桩、钢桩等多种材料的预制桩进行适用，适用范围广；
六、该方法对施工环境和土质要求不高，易于推广。
附图说明
图1为本发明中带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构纵剖面示意图；
图2是本发明中预制桩与护筒所在位置的放大示意图。
图中：1、扩大桩靴；2、护筒；3、灌浆箱；4、水泥浆；5、预制桩；6、导管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。
如图1所示，为本实施例中一种带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构示意图。该施工结构可以实现打桩过程中的同步灌浆，使得预制桩与地基土之间的空隙，在桩侧土变形恢复之前就被水泥浆填充，提高桩周土的密度及整体强度，增强桩土之间的整体性。
该施工结构包括扩大桩靴1、护筒2、灌浆箱3、预制桩5、导管6。扩大桩靴1固定于预制桩5的桩尖位置，且其最大截面外径比预制桩5外径大10cm左右。预制桩5和扩大桩靴1一起被垂直打设于地基土中，由于扩大桩靴1比预制桩5大，因此使得预制桩5与地基土之间具有环形的空隙。如图2所示，地基土表面预埋有一个护筒2，护筒2呈无盖无底的筒状，其同轴套设在预制桩5外部。本实施例中，护筒全长100cm，埋入地表以下深度50cm，既能保证护筒本身足够稳定，又使得水泥浆不会溢出。护筒直径比预制桩外径大200cm左右。护筒2与预制桩5以及地基土表面夹持形成一个注浆区域，该注浆区域连通预制桩5与地基土之间的空隙，因此将水泥浆4注入该区域后即可在重力作用下自流进入桩土间空隙中。本实施例中，水泥浆4预先灌注于灌浆箱3中，灌浆箱3采用可移动式的灌浆箱，可自带轮子或者搭载与车辆上。护筒2侧壁开设有注浆孔，灌浆箱3通过导管6连通该注浆孔，且导管6上设有控制管路通断的控制阀门。导管6的材料包括但不限于软管、铝管等。
本实施例中，带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工方法包括以下步骤：
步骤1：当采用锤击、静压等方式打预制桩5之前，在设计桩位位置预埋钢制护筒2，预埋护筒2时，护筒圆心与桩位同轴对齐；
步骤2、打桩之前，在预制桩5的桩尖固定预制的扩大桩靴1，本实施例中使用闭口式桩靴，桩靴直径比预制桩外径稍大(约10cm左右)，采用焊接或螺栓等可靠连接方式；
步骤3：将移动式的灌浆箱3移动至桩位附近，保证灌浆箱内有足够的水泥浆4，且水泥浆液面略低于护筒2顶部，足够保证水泥浆能在气压作用下进入桩土之间的空隙；
步骤4：利用导管6连接护筒2上的注浆孔和灌浆箱3，确保密封，并打开导管6上的控制阀门，检查水泥浆4能否流畅输入注浆区域，确保无误后关闭阀门；
步骤5：按照设计桩位，先将预制桩5打入约50～100cm的深度，使桩土之间产生一定的缝隙空间；
步骤6：之后打开导管6上的控制阀门进行灌浆，借助预埋护筒2引导水泥浆4注满预制桩5与地基土之间的空隙；
步骤7：继续打桩，同时通过阀门控制灌浆速度，并根据水泥浆用量在灌浆箱内补充水泥浆，保证水泥浆的充盈度，使浆液实时填充桩土之间的空隙。
针对打桩后灌浆的固有弊病，本发明提供了新的思路，提出了带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工方法。相比传统桩侧灌浆，该发明所述方法能在低成本、低耗时、低耗材的基础上，实现桩侧同步灌浆，有效的提高桩基承载力和桩土整体性。
另外，本发明中的预制桩适用于混凝土桩、钢桩等多种材料的桩。上述实施例中的闭口式桩靴也可以改为开口形式，能形成土塞，减少挤土效应。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构，其特征在于，包括扩大桩靴(1)、护筒(2)、灌浆箱(3)和预制桩(5)，所述的扩大桩靴(1)固定于预制桩(5)的桩尖位置，且其最大截面外径大于预制桩(5)外径；预制桩(5)和扩大桩靴(1)被打设于地基土中，且预制桩(5)与地基土之间具有空隙；地基土表面预埋有一个同轴嵌套于预制桩(5)外部的护筒(2)，护筒(2)与预制桩(5)以及地基土表面夹持形成连通所述空隙的注浆区域，所述的灌浆箱(3)通过导管(6)连通该注浆区域。
2.如权利要求1所述的带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构，其特征在于，所述的护筒(2)侧壁开设有注浆孔，导管(6)端部连通该注浆孔，且导管(6)上设有控制管路通断的控制阀门。
3.如权利要求1所述的带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构，其特征在于，所述的预制桩(5)包括但不限于混凝土桩、钢桩。
4.如权利要求1所述的带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构，其特征在于，所述桩靴(1)的最大截面直径比预制桩(5)外径大10cm。
5.如权利要求1所述的带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构，其特征在于，所述的桩靴(1)采用闭口形式或开口形式。
6.如权利要求1所述的带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工结构，其特征在于，所述的灌浆箱(3)为可移动式灌浆箱。
7.一种带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：在打入预制桩之前，在设计桩位位置预埋护筒(2)，桩位与护筒(2)圆心对齐，护筒下部埋入地基土中，上部伸出地基土表面；
步骤2：打桩之前，在预制桩(5)的桩尖固定扩大桩靴(1)，扩大桩靴(1)直径大于预制桩(5)外径；
步骤3：将可移动的灌浆箱(3)移动至桩位附近，并保证灌浆箱内有足够的水泥浆(4)，且水泥浆液面略低于护筒顶部；
步骤4：利用导管(6)的一端连接灌浆箱，另一端连接设置于护筒(2)外壁上的注浆孔；打开设置于导管(6)上的控制阀门，确保水泥浆(4)能流畅输入由护筒(2)、预制桩(5)以及地基土表面夹持形成的注浆区域后关闭阀门；
步骤5：先将预制桩(5)按照设计桩位打入一定的深度；
步骤6：然后打开导管(6)上的控制阀门进行灌浆，借助预埋护筒引导水泥浆流入预制桩(5)与地基土之间的空隙；
步骤7：继续打桩，同时通过阀门控制灌浆速度，使浆液实时填充桩土之间的空隙。
8.如权利要求7所述的带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工方法，其特征在于，施工过程中，需根据水泥浆用量在灌浆箱内补充水泥浆。
9.如权利要求7所述的带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工方法，其特征在于，步骤5中预制桩(5)打入的深度为50～100cm。
10.如权利要求7所述的带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩施工方法，其特征在于，护筒(2)的埋入深度要保证足够稳定，且水泥浆不会溢出护筒范围。
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