CN110886294A - 一种深基坑支护用prc管桩及其接桩方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深基坑支护用PRC管桩及其接桩方法，属于桩基施工技术领域，PRC管桩包括至少两节相互连接的单节桩和固定设置于单节桩内部的刚性套筒，刚性套筒固定设置于相邻两节单节桩之间的连接处。本发明通过在相邻两节单节桩连接处内部固定设置刚性套筒，提高PRC管桩的抗弯、抗剪切能力，以保证PRC管桩的使用性能。

Description

一种深基坑支护用PRC管桩及其接桩方法

技术领域

本发明涉及桩基施工技术领域，尤其是涉及一种深基坑支护用PRC管桩及其接桩方法。

背景技术

在高层建筑、超高层建筑以及地下空间的开发施工中，深基坑开挖知乎是其中必不可少的施工步骤。混合配筋预应力混凝土管桩（PRC管桩）是通过合理配筋方式与调整混凝土配方而生产形成的一种新型预应力混凝土管桩，使桩身的延性和水平承载力得到较大幅度的提高。

PRC单节桩的长度受制造模具以及运输车辆的长度限制，并不能根据施工需求任意调节，当需要开挖的基坑深度较深，即需要压桩的深度较深时，通常需要将至少两节的单节桩连接起来才能满足压桩深度。

目前大部分管桩的接桩方法还是采用传统的焊接方式进行接桩，当基坑开挖后，PRC管桩容易受到基坑外侧土层的挤压，而当相邻两节单节桩的连接处受到剪切力时，容易造成焊接缝开裂，从而影响PRC管桩的承压能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种深基坑支护用PRC管桩及其接桩方法，通过在相邻两节单节桩连接处内部固定设置刚性套筒，提高PRC管桩的抗弯、以抗剪切能力，保证PRC管桩的使用性能。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种深基坑支护用PRC管桩，包括至少两节相互连接的单节桩和固定设置于单节桩内部的刚性套筒，所述刚性套筒固定设置于相邻两节单节桩之间的连接处。

通过采用上述技术方案，通过在相邻两节单节桩的连接处设置刚性套筒，利用刚性套筒对两节单节桩进行固定连接，增强两节单节桩之间的连接处的连接强度，从而提高PRC管桩的抗弯、抗剪切能力。

本发明进一步设置为：所述刚性套筒的外径小于单节桩的内径，所述刚性套筒与单节桩内壁之间通过凝结材料固定连接。

通过采用上述技术方案，刚性套筒的外径小于单节桩的内径，从而方便刚性套筒在单节桩内的插接，通过凝结材料将刚性套筒与单节桩进行连接，保证刚性套筒在单节桩连接的同时，避免对单节桩的结构造成破坏。

本发明进一步设置为：所述凝结材料采用硫磺胶泥。

通过采用上述技术方案，硫磺胶泥比传统混凝土的硬化速度更快，从而能够缩短凝固时间，同时硫磺胶泥具有良好的粘连强度。

本发明进一步设置为：所述刚性套筒的长度为1m，所述刚性套筒的管壁厚度为10mm。

通过采用上述技术方案，通过设置刚性套筒的长度，使得刚性套筒在受到剪切力时能够将其受到的压力传递到单节桩远离其连接处的内壁，从而使得相邻两节单节桩连接处受到的剪切力更小；设置刚性套筒的厚度，以保证刚性套筒具有良好的强度和塑性。

本发明进一步设置为：所述单节桩包括由钢筋混凝土浇筑而成的桩身和设置于桩身两端的预应力板，相邻两节所述单节桩上相互抵触的预应力板固定连接。

通过采用上述技术方案，通过将相邻两节单节桩上的预应力板进行固定连接，从而进一步增强相邻两节单节桩的连接强度。

本发明进一步设置为：所述预应力板沿其周向间隔开设有若干预应力孔。

通过采用上述技术方案，通过设置预应力孔减小单节桩在打桩过程中，预应力板发生的形变。

本发明进一步设置为：所述预应力板背离桩身一侧的内边缘设有倒角。

通过采用上述技术方案，通过在预应力板的内侧边缘设置倒角，从而增大预应力板的内径，方便刚性套筒在单节桩内的插接。

本发明的另一目的在于提供一种深基坑PRC管桩的接桩方法，包括如下步骤：

步骤一、沉入第一节单节桩：采用打桩机对单节桩进行打桩，并使得单节桩的桩顶标高高出地面0.5m-1.0m；

步骤二、加刚性套筒：在两节单节桩对接前，对连接处的两节单节桩的桩端进行清理，使用起重机将刚性套筒竖直吊起，并将刚性套筒移动到单节桩上方；接着在已沉入土层中的单节桩内壁涂抹硫磺胶泥，然后在刚性套筒的下半段外表面涂覆硫磺胶泥，完成后将刚性套筒插入单节桩内，并固定；

步骤三、接桩：待刚性套筒下半段与土层内的单节桩粘接稳定牢固后，将刚性套筒从起重机上取下，然后使用起重机将需要接桩的单节桩竖直吊起，并将单节桩移动到刚性套筒上方；接着在刚性套筒的上半段外表面涂覆硫磺胶泥，然后在接桩的单节桩的下端内壁涂抹硫磺胶泥，完成后将单节桩与刚性套筒插接，直至上下两节但接管的预应力板紧密抵触，并固定；

步骤四、预应力板焊接：对预应力板外侧坡口进行清理，然后在坡口对称点焊多个点，然后对称施焊，焊接完成后进行自然冷却；

步骤五、压桩：焊接处冷却完成后，继续进行压桩的处理。

通过采用上述技术方案，通过打桩机将第一节单节桩植入地面，并预留0.5m-1.0m的高度在地面以上，以便进行接桩，接着对两节单节桩的端部进行清理，使其保持干净，保证硫磺胶泥与单节桩之间的粘接强度；在土层内的单节桩内壁涂抹硫磺胶泥，然后在刚性套筒的下半段外表面涂抹硫磺胶泥，避免先涂抹刚性套筒再涂抹单节桩内壁造成刚性套筒上的硫磺胶泥被涂蹭或硫磺胶泥滴落在施工人员身上；当刚性套筒下半段与下层单节桩固定后，再将刚性套筒上半段与上层单节桩进行硫磺胶泥涂抹，再将上层单节桩插接到刚性套筒上，带两者固定后，然后对两块预应力板进行焊接，从而使得PRC管桩在接桩过程中融合了传统的焊接法和硫磺胶泥锚筋发的优点，同时由于其内部增加了刚性套筒，使得PRC管桩的整体性能更加突出，PRC光装的刚性有所增强，抗弯、抗剪切能力提高。

本发明进一步设置为：压桩过程中，所述单节桩的桩顶设有缓冲垫。

通过采用上述技术方案，通过在单节桩桩顶设置缓冲垫，从而减小单节桩的桩顶在沉桩过程中受到打桩机的影响，防止桩定破损。

本发明进一步设置为：相邻两块所述预应力板之间施焊的层数不少于两层。

通过采用上述技术方案，通过设置预应力板的焊接层数，使得相邻两块预应力板之间的焊缝更加饱满连续，保证焊接效果。

综上所述，本发明的有益技术效果为：通过在相邻两节单节桩的连接处设置刚性套筒，增强两节单节桩之间的连接处的连接强度，提高PRC管桩的抗弯、抗剪切能力，以保证PRC管桩的使用性能；通过采用硫磺胶泥对刚性套筒和两节单节桩进行固定连接，保证三者之间的连接强度，同时有效缩短固定耗时；通过对相互抵触的两块预应力板进行焊接，从而进一步增强相邻两节单节桩之间的连接强度，同时使得接桩后形成的PRC管桩不仅具有传统焊接法和硫磺胶泥锚筋法的优点，还进一步提高了PRC管桩抗弯、抗剪切能力。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的部分结构剖视图，主要显示了刚性套筒在单节桩内的安装情况。

图中：1、单节桩；11、桩身；12、预应力板；121、倒角；122、预应力孔；2、刚性套筒；21、孔洞。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参照图1，为本发明公开的一种深基坑支护用PRC管桩，包括至少两节相互连接的单节桩1和固定设置于单节桩1内部的刚性套筒2，根据现场的钻探资料来确定PRC管桩的接桩长度和压桩深度，再根据所选取采用的单节桩1长度来确定单节桩1的节数。刚性套筒2固定设置于相邻两节单节桩1之间的连接处，利用刚性套筒2来增强接桩后PRC管桩的刚性，从而提高相邻两节单节桩1连接处的抗弯和抗剪切能力，以保证PRC管桩的使用性能。

参照图1和图2，为方便刚性套筒2在单节桩1内部插接的同时，保证刚性套筒2对单节桩1的支撑，刚性套筒2的外径略小于单节桩1的内径，本实施例中刚性套筒2的外径比单节桩1的内径小2mm。为保证刚性套筒2能够固定设置在单节桩1内，刚性套筒2与单节桩1内壁之间通过凝结材料固定连接，本实施例中，为缩短工期，凝结材料采用硫磺胶泥，其硬化速度快且粘连强度高。在接桩过程中，将硫磺胶泥分别涂抹在刚性套筒2和单节桩1内壁上，再将刚性套筒2与单节桩1竖直插接。

参照图1和图2，为保证刚性套筒2与单节桩1的竖直插接，本实施例在插接刚性套筒2时采用起重机将刚性套筒2竖直吊起；为方便刚性套筒2被起重机吊起，刚性套筒2的一端或者两端预先开设有用于连接起重机的孔洞21，本实施例中仅在刚性套筒2的一端开设孔洞21。为保证刚性套筒2对单节桩1更好的支撑性能，刚性套筒2采用Q235碳素结构钢，且刚性套筒2的管壁厚度为10mm，保证刚性套筒2具有良好的强度和塑性。刚性套筒2的长度为1m，使得刚性套筒2在受到剪切力时能够将其受到的压力传递到单节桩1远离其连接处的内壁上，从而使得相邻两节单节桩1连接处受到的剪切力更小。

参照图1和图2，为进一步增强相邻两节单节桩1的连接强度，单节桩1包括由钢筋混凝土浇筑而成的桩身11和设置于桩身11两端的预应力板12，相邻两节单节桩1上相互抵触的预应力板12固定连接。在上下两节单节桩1相互插接时，在沉入涂层的单节管的预应力板12上涂抹一层硫磺胶泥，并将硫磺胶泥涂抹在预应力板12靠近刚性套筒2的一侧，从而增强上下两节单节桩1之间的连接强度，同时增强刚性套筒2与单节桩1之间的连接强度。当上下两节的单节桩1插接固定后，再将相互抵触的两块预应力板12进行焊接，使得相邻两节单节桩1在接桩过程中融合传统的焊接法和硫磺胶泥锚筋法的优点，提高相邻两节单节桩1之间的连接强度。

参照图1和图2，为方便涂覆有硫磺胶泥的刚性套筒2在单节桩1内的插接，预应力板12背离桩身11一侧的内边缘设有倒角121，从而使得预应力板12的开口直径增大，从而方便刚性套筒2进入单节桩1内部。同时由于倒角121的设置使得预应力板12与刚性套筒2之间的空间增大，从而使得上下两节单节桩1相互插接时，涂抹在预应力板12上的硫磺胶泥受到挤压时更容朝向刚性套筒2一侧流动，减小硫磺胶泥对预应力板12焊接坡口的影响。预应力板12沿其周向间隔开设有若干预应力孔122，减小单节桩1在打桩过程中，预应力板12发生的形变，同时设置预应力孔122，使得硫磺胶泥能进入到预应力孔122内，从而增大硫磺胶泥与单节桩1之间的接触面积，提高粘连强度。

实施例2：

一种深基坑PRC管桩的接桩方法，包括如下步骤：

步骤一、沉入第一节单节桩1：

S1、打桩机就位，本实施例中打桩机采用DF80型柴油打桩机，将打桩机进行安装，并进行桩位的对准，确保其垂直稳定；

S2、吊桩插桩，先用钢丝绳和索具栓好单节桩1，再利用打桩机和起重机，将单节桩1吊入夹持器中，并将桩尖对准桩位，然后在单节桩1的桩顶添加设置缓冲垫（图中未显示），从而减小在沉桩过程中打桩机对桩顶的损坏，接着启动压桩油缸将单节桩1下端0.3m-0.5m压入土层中；

S3、单节桩1沉桩，起动压桩油缸，利用油缸的伸程将单节桩1压入土层之中，在伸长完成后，夹持松夹使压桩油缸回程，连续重复此操作对单节桩1进行压桩，直至单节桩1的桩顶标高高出地面0.5m-1.0m。

步骤二、加刚性套筒2：

S1、在两节单节桩1对接前，对连接处的两节单节桩1的桩端进行清理，并保持干净，预应力板12坡口处能够露出金属光泽为最佳；

S2、使用起重机将刚性套筒2竖直吊起，并将刚性套筒2移动到单节桩1上方；

S3、先在已沉入土层中的单节桩1内壁涂抹硫磺胶泥，深度为沿单节桩1桩顶端口向下0.5m，然后在刚性套筒2的下半段外表面涂覆硫磺胶泥，设置单节桩1和刚性套筒2的涂覆顺序，避免在涂抹在单节桩1内壁硫磺胶泥时，先涂覆在刚性套筒2上的硫磺胶泥滴落在下方施工人员身上或被涂蹭；

S4、硫磺胶泥涂抹完成后，将刚性套筒2的下半段约0.5m长度插入单节桩1内，并保持起重机稳定，避免在硫磺胶泥未凝固之前，刚性套筒2受重力下滑，从硫磺胶泥涂抹到刚性套筒2与单节桩1对接吻合过程中，整体操作时间应小于2分钟，避免操作时间过久而影响硫磺胶泥的粘接强度和刚度。

步骤三、接桩：

S1、待刚性套筒2下半段与土层内的单节桩1粘接稳定牢固后（一般不小于10分钟），将刚性套筒2从起重机上取下；

S2、使用起重机将需要接桩的单节桩1竖直吊起，并将单节桩1移动到刚性套筒2上方；

S3、先在刚性套筒2的上半段外表面涂覆硫磺胶泥，然后在需要接桩的单节桩1的下端内壁涂抹硫磺胶泥；

S4、硫磺胶泥涂抹完成后，将单节桩1与刚性套筒2插接，直至上下两节但接管的预应力板12紧密抵触，矫正方向后并保持起重机稳定。

步骤四、预应力板12焊接：

S1、待刚性套筒2上半段与上层单节桩1粘接稳定牢固后，对预应力板12外侧坡口进行清理；

S2、在预应力板12外侧的坡口对称点焊4-6个点，然后对称施焊，相邻两块预应力板12之间施焊的层数不少于两层，且焊接处应饱满连续，焊接完成后进行自然冷却（一般冷却时间至少为8分钟）。

步骤五、压桩：当上下两节单节桩1的焊接处冷却完成后，使用打桩机装续进行压桩处理。

根据压桩深度和单节桩1的长度来决定后续是否需要继续接桩处理，如果需要继续接桩，则重复上述步骤二至步骤五；如果不需要继续接桩，则使用打桩机将PRC管桩完全压入土层中。

具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深基坑支护用PRC管桩，其特征在于：包括至少两节相互连接的单节桩(1)和固定设置于单节桩(1)内部的刚性套筒(2)，所述刚性套筒(2)固定设置于相邻两节单节桩(1)之间的连接处。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑支护用PRC管桩，其特征在于：所述刚性套筒(2)的外径小于单节桩(1)的内径，所述刚性套筒(2)与单节桩(1)内壁之间通过凝结材料固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种深基坑支护用PRC管桩，其特征在于：所述凝结材料采用硫磺胶泥。

4.根据权利要求2所述的一种深基坑支护用PRC管桩，其特征在于：所述刚性套筒(2)的长度为1m，所述刚性套筒(2)的管壁厚度为10mm。

5.根据权利要求1所述的一种深基坑支护用PRC管桩，其特征在于：所述单节桩(1)包括由钢筋混凝土浇筑而成的桩身(11)和设置于桩身(11)两端的预应力板(12)，相邻两节所述单节桩(1)上相互抵触的预应力板(12)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种深基坑支护用PRC管桩，其特征在于：所述预应力板(12)沿其周向间隔开设有若干预应力孔(122)。

7.根据权利要求5所述的一种深基坑支护用PRC管桩，其特征在于：所述预应力板(12)背离桩身(11)一侧的内边缘设有倒角(121)。

8.一种深基坑PRC管桩的接桩方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、沉入第一节单节桩(1)：采用打桩机对单节桩(1)进行打桩，并使得单节桩(1)的桩顶标高高出地面0.5m-1.0m；

步骤二、加刚性套筒(2)：在两节单节桩(1)对接前，对连接处的两节单节桩(1)的桩端进行清理，使用起重机将刚性套筒(2)竖直吊起，并将刚性套筒(2)移动到单节桩(1)上方；接着在已沉入土层中的单节桩(1)内壁涂抹硫磺胶泥，然后在刚性套筒(2)的下半段外表面涂覆硫磺胶泥，完成后将刚性套筒(2)插入单节桩(1)内，并固定；

步骤三、接桩：待刚性套筒(2)下半段与土层内的单节桩(1)粘接稳定牢固后，将刚性套筒(2)从起重机上取下，然后使用起重机将需要接桩的单节桩(1)竖直吊起，并将单节桩(1)移动到刚性套筒(2)上方；接着在刚性套筒(2)的上半段外表面涂覆硫磺胶泥，然后在接桩的单节桩(1)的下端内壁涂抹硫磺胶泥，完成后将单节桩(1)与刚性套筒(2)插接，直至上下两节但接管的预应力板(12)紧密抵触，并固定；

步骤四、预应力板(12)焊接：对预应力板(12)外侧坡口进行清理，然后在坡口对称点焊多个点，然后对称施焊，焊接完成后进行自然冷却；

步骤五、压桩：焊接处冷却完成后，继续进行压桩的处理。

9.根据权利要求8所述的一种深基坑PRC管桩的接桩方法，其特征在于：压桩过程中，所述单节桩(1)的桩顶设有缓冲垫。

10.根据权利要求8所述的一种深基坑PRC管桩的接桩方法，其特征在于：相邻两块所述预应力板(12)之间施焊的层数不少于两层。

Images