CN111172971A

CN111172971A - 一种管内灌浆挤扩根固桩的施工方法

Info

Publication number: CN111172971A
Application number: CN202010123208.8A
Authority: CN
Inventors: 周同和; 高伟; 宋进京
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2020-05-19

Abstract

本发明涉及岩土工程技术领域，公开了一种管内灌浆挤扩根固桩的施工方法，包括以下步骤：（1）在桩位处，钻机取土形成引孔；（2）钻机钻进至引孔底标高处，向引孔中泵送灌浆料，泵送同时提升钻机；（3）向引孔内植入预制桩，并将预制桩压至桩底标高处，预制桩底标高处与引孔底标高处之间的间距小于等于引孔中灌浆材料深度的1/10，所述预制桩的桩端固定连接有封闭型桩尖，将预制桩压至桩底标高处的过程中，引孔中的部分灌浆料被挤压进入引孔底部周围土体中，形成桩端根固体。本发明方法的施工方法能够桩端承载力，桩端承载力与同直径钻孔灌注桩相比提高了40%以上，同时也可提高桩体的抗压、抗拔承载力。

Description

一种管内灌浆挤扩根固桩的施工方法

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种管内灌浆挤扩根固桩的施工方法。

背景技术

随着建筑行业的发展，建筑规模日益增大，地基的附加荷载越来越大，对于部分高层、超高层建筑，天然地基和复合地基已不能满足地基承载力要求，这种条件下，桩基础是普遍采用的一种基础形式。对于部分地区桩基础上部土层工程性质较好，明显优于桩身下部土层时，桩基础一般采用加大桩长穿透软弱层或增大桩径提高侧阻力来保证桩基承载力，桩型一般采用钻孔灌注桩或静压、锤击预制桩等。

现有钻孔灌注桩施工工序为：（1）机械设备及材料进入施工现场；（2）桩位测量放样；（3）埋设护筒；（4）钻机就位并成孔；（5）清孔，吊装钢筋笼；（6）安装导管，灌注混凝土；（7）拆除护筒，凿除桩头；（8）桩体检测。上述工艺虽然已有普遍使用，但仍存在以下问题：1）混凝土灌注桩一般为圆形截面，相对于预制桩型的环形截面需消耗更多混凝土；2）混凝土灌注桩施工过程中必须不间断灌注混凝土，否则有断桩风险；3）现场灌注混凝土工作周期长，且混凝土强度对龄期要求较高；4）由于桩底沉渣和桩侧泥皮的存在，钻孔灌注桩的端阻、侧阻力发挥受到一定影响，降低了桩的竖向承载力。

现有预制桩施工工序为：（1）机械设备及预制桩进入施工现场；（2）桩位测量放样；（3）根据土质情况直接压入预制桩或先引孔后压入预制桩；（4）桩体检测。上述工艺仍存在以下问题：1）常规预制桩基础为挤土桩，施工时对周边土体扰动较大，对已施工的预制桩基础产生影响，严重时可能将已施工的桩基础挤断；2）由于地层条件的不确定性，预制桩沉桩无法达到设计沉桩深度的可能性较大；3）采用锤击沉桩施工时噪音较大，对周边环境造成影响；4）常规预制桩基础无进行后注浆施工工艺。

发明内容

针对现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种管内灌浆挤扩根固桩的施工方法。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种管内灌浆挤扩根固桩的施工方法，包括以下步骤：

（1）在桩位处，钻机取土形成引孔；

（2）钻机钻进至引孔底标高处，向引孔中泵送灌浆材料，泵送同时提升钻机；

（3）向引孔内植入预制桩，并将预制桩压至预制桩底标高处，预制桩底标高处与引孔底标高处之间的间距小于等于引孔中灌浆材料深度的1/10，所述预制桩的桩端固定连接有封闭型桩尖，将预制桩压至桩底标高处的过程中，引孔中的部分灌浆料被挤压进入引孔底部周围土体中，固结后形成桩端根固体。

根据上述的施工方法，优选地，所述引孔直径小于等于预制桩截面外接圆直径。

根据上述的施工方法，优选地，所述预制桩底标高处与引孔底标高处之间的间距小于等于10cm。

根据上述的施工方法，优选地，步骤（2）中引孔中灌浆材料深度为引孔深度的0.3～0.5倍。

根据上述的施工方法，优选地，所述预制桩为圆形截面桩或圆环形截面桩。

根据上述的施工方法，优选地，所述预制桩为PHC桩、PC桩、PRC桩、SC桩中的至少一种。所述内插预制桩采用预制混凝土桩时，可由一种或多种形式的管桩进行组合使用。其中，PHC桩（Prestressed High-strength Concrete）表示预应力高强混凝土桩，混凝土的强度等级不低于C80。PC桩（Prestressed Concrete）表示预应力混凝土桩，混凝土强度等级一般介于C60～C80。PRC桩为混合配筋制预应力混凝土管桩，它同普通预应力混凝土管桩一样，亦是由混凝土、钢筋骨架及端头板组成，不同处在于钢筋骨架中除了有预应力钢筋外，还加入一定数量的非预应力钢筋，形成一种新型的混合配筋的骨架，配筋率高，为普通管桩的1 .5～2倍；按非预应力钢筋和预应力钢筋的直径数量分有多种类别、型号，可以根据实际工程需要，选择相匹配的混合配筋预应力混凝土管桩。SC桩表示预制高强混凝土管桩，为钢管与混凝土合成桩；钢管一般由钢板卷曲并焊接成型，在钢管内浇筑混凝土，经离心法成桩，截面为环形，混凝土强度一般不低于C80；

根据上述的施工方法，优选地，所述封闭性桩尖为圆锥桩尖。

根据上述的施工方法，优选地，所述桩端根固体的直径，d为预制桩的直径。

根据上述的施工方法，优选地，所述灌浆材料为水泥砂浆混合料、水泥砂浆、细石混凝土中的任意一种，灌浆材料的强度不低于15Mpa。

根据上述的施工方法，优选地，所述水泥砂浆混合料由以下成分组成：水泥10wt%～15 wt%、砂60 wt%～70 wt%、粉煤灰3 wt%～6 wt%、水12 wt%～15 wt%、添加剂1 wt%～5wt%。更加优选地，所述水泥砂浆混合料由以下成分组成：水泥12wt%、砂65wt%、粉煤灰5wt%、水15 wt%、添加剂3wt%。

根据上述的施工方法，优选地，所述添加剂为保水剂、减水剂和缓凝剂中的至少一种。

与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果为：

（1）本发明中预制桩的桩端设有封闭性桩尖，桩尖能够起到封闭预制桩内部空腔的作用，有效阻止引孔中的灌浆料进入预制桩空腔内，而且，预制桩的直径大于等于引孔直径，预制桩桩底与引孔底之间的间距远小于引孔中灌浆材料的深度，将预制桩桩孔压入引孔过程中，引孔内的灌浆材料在预制桩桩尖的挤压作用下进入引孔底部周围土体空隙中，固结后形成桩端根固体即在桩底形成局部扩大段，桩端跟固体和预制桩共同形成挤扩根固桩，有效提高了桩端承载力，桩端承载力与同直径钻孔灌注桩相比提高了40%以上，同时也可提高桩体的抗压、抗拔承载力。而且，在将预制桩压入引孔的过程中，桩尖对桩端土体有挤压作用，可有效提高桩端土层承载力，挤压过程中引孔中的部分灌浆材料将沿预制桩侧壁挤出，对桩侧土体有加固作用，有效提高桩侧阻力。

（2）预制桩在压入引孔过程中，预制桩桩端在桩锤冲击、桩身自重力和土层反击力的作用下会承受复杂的应力作用，有可能造成桩身强度受损、桩端劈裂等现象，桩端设置封闭型桩尖后桩尖能够对应力起到中和作用，有效避免了预制桩因直接承受巨大的应力作用而造成的破坏。

（3）本发明中采用的灌浆材料为特制的水泥砂浆混合料，该水泥砂浆混合料具有混凝土材料不具有的可泵送性、保水性以及延迟凝固的特性，对插入预制桩提供条件。

（4）本发明的使用方法具有广泛的土质适用性，可用于各种性质土层场地的桩基础或复合地基中。

附图说明

图1为本发明实施例1后注浆透水混凝土管桩的施工流程示意图；

图2为本发明挤扩根固桩底部桩端截面示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不限制本发明的范围。

实施例1：

一种管内灌浆挤扩根固桩的施工方法，如图1所示，包括以下步骤：

（1）在桩位处，采用螺旋钻机取土形成引孔，引孔直径600mm，引孔深度12m；

（2）螺旋钻机钻进至引孔底标高处后，通过管道向引孔中泵送灌浆材料，泵送同时提升钻机，引孔中灌浆材料深度为引孔深度的0.3倍（即引孔中灌浆材料的深度为3.6m），所述灌浆材料为水泥砂浆混合料，水泥砂浆混合料是由以下原料组成：水泥15 wt%、砂60 wt%、粉煤灰5wt%、水15 wt%、添加剂5 wt%（添加剂是由减水剂与缓凝剂按质量比1:1混合而成）；水泥砂浆混合料的强度不低于15Mpa；

（3）向引孔内植入预制桩，所述预制桩为PHC管桩，预制桩的桩长为12m，预制桩的外径为600mm，壁厚100mm，引孔直径小于等于预制桩外径，通过震动的方法将预制桩压至桩底标高处，桩底标高处与引孔底标高处之间的间距≤10cm，所述预制桩的桩端固定连接有封闭型桩尖，将预制桩压至桩底标高处的过程中，引孔中的部分灌浆料被挤压进入引孔底部周围土体中，固结后形成局部扩大段——桩端根固体，桩端跟根体与预制桩共同组成挤扩根固桩（挤扩根固桩的底部桩端截面示意图如图2所示，图中：1为预制桩，2为封闭型桩尖，3为桩端根固体），桩端根固体的直径（d为预制桩的直径），即0.85m。

实施例2：

（1）在桩位处，采用螺旋钻机取土形成引孔，引孔直径750mm，引孔深度16m；

（2）螺旋钻机钻进至引孔底标高处后，通过管道向引孔中泵送灌浆材料，泵送同时提升钻机，引孔中灌浆材料深度为引孔深度的0.5倍（即引孔中灌浆材料的深度为8m），所述灌浆材料为水泥砂浆混合料，水泥砂浆混合料是由以下原料组成：水泥12wt%、砂65wt%、粉煤灰5wt%、水15 wt%、减水剂3wt%；水泥砂浆混合料的强度不低于15Mpa；

（3）向引孔内植入预制桩，所述预制桩为PHC管桩，预制桩的桩长为16m，预制桩的外径为800mm，壁厚130mm，引孔直径小于等于预制桩外径，通过震动的方法将预制桩压至桩底标高处，桩底标高与引孔底标高之间的间距≤10cm，所述预制桩的桩端固定连接有封闭型桩尖，将预制桩压至桩底标高处的过程中，引孔中的部分灌浆料被挤压进入引孔底部周围土体中，固结后形成局部扩大段——桩端根固体，桩端根固体与预制桩共同组成挤扩根固桩，桩端根固体的直径（d为预制桩的直径），即1.1m。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但不仅限于上述实例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种管内灌浆挤扩根固桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在桩位处，钻机取土形成引孔；

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述引孔直径小于等于预制桩截面外接圆直径。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述预制桩底标高处与引孔底标高处之间的间距小于等于10cm。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，步骤（2）中引孔中灌浆材料深度为引孔深度的0.3～0.5倍。

5.根据权利要求1～4任一所述的施工方法，其特征在于，所述预制桩为圆形截面桩或圆环形截面桩。

6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述预制桩为PHC桩、PC桩、PRC桩、SC桩中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，所述封闭性桩尖为圆锥桩尖。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述桩端根固体的直径，d为预制桩的直径。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述灌浆材料为水泥砂浆混合料、水泥砂浆、细石混凝土中的任意一种，灌浆材料的强度不低于15Mpa。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于，所述水泥砂浆混合料由以下成分组成：水泥10wt%～15 wt%、砂60 wt%～70 wt%、粉煤灰3 wt%～6 wt%、水12 wt%～15 wt%、添加剂1 wt%～5 wt%。