CN111877308A - 软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其包括：确定桩位点；选择液压打桩机，确定打桩顺序；在预应力混凝土管桩的一端焊接桩尖，其中，预应力混凝土管桩的桩身本体上沿母线设置有凸棱部，所述凸棱部内预埋有注浆主管，所述注浆主管外壁垂直连接有多对与注浆主管连通的注浆支管；将装有桩尖的预应力混凝土管桩起吊至桩位点开始液压锤击沉桩；当预应力混凝土管桩上端距地面0.7～1m高时，停止打桩并进行接桩；将装有桩尖的预应力混凝土管桩沉至设计标高或者设计贯入度；对注浆主管灌浆。本发明施工周期短，效率较高。

Description

软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域。更具体地说，本发明涉及一种软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法。

背景技术

软土地基是指强度低、压缩量较高的软弱土层，多数含有一定量的有机物质。软土地基一般有以下几个基本特点：高压缩性、抗剪强度低、透水性低、触变性、流动性和不均匀性，因此，软土地基给建筑施工带来极大危害，针对软土地基，现有的桩基施工方法常用钻孔灌注桩施工工艺，这种施工方法虽然可靠，但施工效率较低，尤其是在浇筑混凝土后需要等一个月左右的时间才能使混凝土桩基达到设计要求的强度，故近年来也逐渐采用预应力混凝土管桩沉桩工艺，沉桩方法一般有静压法和锤击法，静压法对施工现场的地质要求较为严格，而静压桩机体积、重量较大，施工时容易发生陷机现象，所以锤击法使用更加普遍，然而现有的锤击法沉桩，管桩侧面形状规则，与地基的摩擦阻力小，造成桩基的设计标高较深，施工周期长，效率低。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，施工周期短，效率较高。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其包括：

步骤一、根据设计图纸的桩位和控制点的关系，使用全站仪在控制点对桩位进行准确放样确定桩位点，在桩位点插入钢筋作为标记，以方便预应力混凝土管桩对中；

步骤二、选择液压打桩机，确定打桩顺序；

步骤三、使液压打桩机进入打桩施工区，在预应力混凝土管桩的一端端板焊接上桩尖；

其中，所述预应力混凝土管桩的桩身本体上沿母线设置有凸棱部，所述凸棱部在所述桩身本体截面上的轮廓为等腰梯形，所述凸棱部内预埋有注浆主管，所述注浆主管平行于桩身本体的轴线设置，所述注浆主管外壁垂直连接有多对与注浆主管连通的注浆支管，多对注浆支管沿注浆主管长度方向均匀间隔设置，每对注浆支管分别延伸至所述凸棱部的两腰面，所述凸棱部设置有四个，四个凸棱部在所述桩身本体周向均匀间隔布置，所述预应力混凝土管桩的端板与所述预应力混凝土管桩截面轮廓相同，所述端板上开设有与每一注浆主管分别对应的第一通孔，所述第一通孔直径与所述注浆主管外径相同以适应所述注浆主管，所述桩尖包括与预应力混凝土管桩截面轮廓相同的连接板和垂直设置于所述连接板一侧板面上的十字板，所述连接板的另一侧板面与所述预应力混凝土管桩的一端端板焊接；

步骤四、使用液压打桩机起重设备采用单点吊装的方式将装有桩尖的预应力混凝土管桩起吊至桩位点，起吊过程中使用拉绳辅助控制预应力混凝土管桩状态，保证其垂直就位，同时保证桩尖的十字板中心与插入桩位点的钢筋正对，拔出桩位点的钢筋，再使用液压打桩机将装有桩尖的预应力混凝土管桩打入桩位点，打桩时采用重锤低击的击打方式，打桩过程中，若预应力混凝土管桩的垂直度偏差在1‰以上，则停机校正预应力混凝土管桩的垂直度；

步骤五、当预应力混凝土管桩上端距地面0.7～1m高时，停止打桩并进行接桩，使用液压打桩机将另一预应力混凝土管桩起吊至桩位点，将另一预应力混凝土管桩的下端端板与已打入地面的前一预应力混凝土管桩的上端端板连接，保证另一预应力混凝土管桩与前一预应力混凝土管桩的轴线重合，同时保证另一预应力混凝土管桩中的注浆主管与前一预应力混凝土管桩中的注浆主管分别一一对齐且密封连接；

步骤六、使用液压打桩机继续将另一预应力混凝土管桩打至另一预应力混凝土管桩上端距地面0.7～1m高，重复步骤五和本步骤直至装有桩尖的预应力混凝土管桩达到设计标高或者设计贯入度；

步骤七、将最上端的预应力混凝土管桩的注浆主管与高压注浆泵连接，对每一预应力混凝土管桩桩侧的软土地基高压灌注水泥浆。

优选的是，所述端板包括：

第一板体，其与所述预应力混凝土管桩截面轮廓相同且连接于所述预应力混凝土管桩端面；

凸台，其设置于所述第一板体外端面上，所述凸台截面形状按所述预应力混凝土管桩截面轮廓等比缩小；

第二板体，其设置于所述凸台外端面上，所述第二板体与所述预应力混凝土管桩截面轮廓相同；

其中，所述第二板体上超出凸台范围的环部均匀间隔的开设有用于穿设螺栓的第二通孔，所述第一通孔贯穿所述第一板体、凸台和第二板体，所述第二板体外端面上第一通孔孔口边缘开设有环形沉槽，所述环形沉槽中可拆卸设置有橡胶密封套筒，所述橡胶密封套筒内径小于所述注浆主管外径，以使所述橡胶密封套筒紧密套设于第一通孔中注浆主管的外壁，所述橡胶密封套筒壁厚大于环形沉槽的宽度，以使环形沉槽压紧橡胶密封套筒，所述橡胶密封套筒长度在环形沉槽深度1～2倍间，以使接桩时橡胶密封套筒连接上下两预应力混凝土管桩中的注浆主管。

优选的是，打桩时的顺序按照预应力混凝土管桩欲打入的深度从大到小依次进行，任意两施工完成后的预应力混凝土管桩的间距是预应力混凝土管桩外径的三倍及以上。

优选的是，预应力混凝土管桩施工完成后进行桩身本体和凸棱部完整性检测，及单桩竖向承载力检测。

优选的是，桩身本体和凸棱部完整性检测采用低变法，抽检数量为总桩数的10％，且不少于10根，每个承台不得少于1根。

优选的是，单桩竖向承载力检测抽检数量为同一规格、同一持力层桩基总数的1％且不少3根。

本发明至少包括以下有益效果：现有的预应力混凝土管桩为圆柱状，应用在软土地基中桩侧摩阻小，易沉降，不利于管桩的稳固，本申请通过将现有的预应力混凝土管桩截面形状重新设计，增加凸棱部可增大管桩侧壁与软土地基中土壤的接触面，同时相邻两凸棱部能挤密其间的土壤，让密实后的土壤与桩身本体侧壁间摩阻增大，而四个凸棱部形成的四块密实土壤区刚好嵌压住本申请的预应力混凝土管桩，进一步增加管桩稳定性，再通过向相邻两凸棱部间密实土壤区注浆，进一步使土体凝固，可以有效减少管桩的沉桩长度，缩短施工周期，相比于单纯在现有的圆柱状预应力混凝土管桩桩侧注浆，效果更佳。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的侧面结构示意图；

图2为本发明所述预应力混凝土管桩的截面结构示意图；

图3为本发明所述桩尖的俯视图；

图4为本发明所述端板在接桩时的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～4所示，本发明提供一种软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其包括：

步骤一、根据设计图纸的桩位和控制点的关系，使用全站仪在控制点对桩位进行准确放样确定桩位点，在桩位点插入钢筋作为标记，以方便预应力混凝土管桩1对中，这里的对中是指将预应力混凝土管桩1中心线与桩位点对齐；

步骤二、选择液压打桩机2，确定打桩顺序，这里根据软土地基的地质状况和预应力混凝土管桩1的结构强度选择液压打桩机2，打桩顺序在本实施例中采用按管桩欲打入的深度从大到小依次进行；

步骤三、使液压打桩机2进入打桩施工区，在预应力混凝土管桩1的一端端板3焊接上桩尖4；

在本实施例中，所述预应力混凝土管桩1的桩身本体101上沿母线设置有凸棱部102，所述凸棱部102在所述桩身本体101截面上的轮廓为等腰梯形，这里桩身本体101和凸棱部102在预制时一体成型，所述凸棱部102内预埋有注浆主管103，所述注浆主管103平行于桩身本体101的轴线设置，所述注浆主管103外壁垂直连接有多对与注浆主管103连通的注浆支管104，多对注浆支管104沿注浆主管103长度方向均匀间隔设置，每对注浆支管104分别延伸至所述凸棱部102的两腰面，所述凸棱部102设置有四个，四个凸棱部102在所述桩身本体101周向均匀间隔布置，所述预应力混凝土管桩1的端板3与所述预应力混凝土管桩1截面轮廓相同，所述端板3上开设有与每一注浆主管103分别对应的第一通孔，所述第一通孔直径与所述注浆主管103外径相同以适应所述注浆主管103，所述桩尖4包括与预应力混凝土管桩1截面轮廓相同的连接板401和垂直设置于所述连接板401一侧板面上的十字板402，所述连接板401的另一侧板面与所述预应力混凝土管桩1的一端端板3焊接；

步骤四、使用液压打桩机2起重设备采用单点吊装的方式将装有桩尖4的预应力混凝土管桩1起吊至桩位点，起吊过程中使用拉绳辅助控制预应力混凝土管桩1状态，保证其垂直就位，同时保证桩尖4的十字板402中心与插入桩位点的钢筋正对，拔出桩位点的钢筋，再使用液压打桩机2将装有桩尖4的预应力混凝土管桩1打入桩位点，打桩时采用重锤低击的击打方式，打桩过程中，若预应力混凝土管桩1的垂直度偏差在1‰以上，则停机校正预应力混凝土管桩1的垂直度；

步骤五、当预应力混凝土管桩1上端距地面0.7～1m高时，停止打桩并进行接桩，使用液压打桩机2将另一预应力混凝土管桩1起吊至桩位点，将另一预应力混凝土管桩1的下端端板3与已打入地面的前一预应力混凝土管桩1的上端端板3连接，保证另一预应力混凝土管桩1与前一预应力混凝土管桩1的轴线重合，同时保证另一预应力混凝土管桩1中的注浆主管103与前一预应力混凝土管桩1中的注浆主管103分别一一对齐且密封连接；

步骤六、使用液压打桩机2继续将另一预应力混凝土管桩1打至另一预应力混凝土管桩1上端距地面0.7～1m高，重复步骤五和本步骤直至装有桩尖4的预应力混凝土管桩1达到设计标高或者设计贯入度；

步骤七、将最上端的预应力混凝土管桩1的注浆主管103与高压注浆泵连接，对每一预应力混凝土管桩1桩侧的软土地基高压灌注水泥浆。

本实施例在使用过程中，通过将现有的预应力混凝土管桩1截面形状重新设计，增加凸棱部102可增大管桩侧壁与软土地基中土壤的接触面，同时相邻两凸棱部102能挤密其间的土壤，让密实后的土壤与桩身本体101侧壁间摩阻增大，而四个凸棱部102形成的四块密实土壤区刚好嵌压住本申请的预应力混凝土管桩1，进一步增加管桩稳定性，再通过向相邻两凸棱部102间密实土壤区注浆，进一步使土体凝固，相比于单纯在现有的圆柱状预应力混凝土管桩1桩侧注浆，效果更佳。

在另一实施例中，所述端板3包括：

第一板体301，其与所述预应力混凝土管桩1截面轮廓相同且连接于所述预应力混凝土管桩1端面；

凸台302，其设置于所述第一板体301外端面上，所述凸台302截面形状按所述预应力混凝土管桩1截面轮廓等比缩小；

第二板体303，其设置于所述凸台302外端面上，所述第二板体303与所述预应力混凝土管桩1截面轮廓相同；

其中，所述第二板体303上超出凸台302范围的环部均匀间隔的开设有用于穿设螺栓的第二通孔304，所述第一通孔贯穿所述第一板体301、凸台302和第二板体303，所述第二板体303外端面上第一通孔孔口边缘开设有环形沉槽305，所述环形沉槽305中可拆卸设置有橡胶密封套筒5，所述橡胶密封套筒5内径小于所述注浆主管103外径，以使所述橡胶密封套筒5紧密套设于第一通孔中注浆主管103的外壁，所述橡胶密封套筒5壁厚大于环形沉槽305的宽度，以使环形沉槽305压紧橡胶密封套筒5，所述橡胶密封套筒5长度在环形沉槽305深度1～2倍间，以使接桩时橡胶密封套筒5连接上下两预应力混凝土管桩1中的注浆主管103。

现有技术中常用的接桩方式为端板3间的焊接，然而在上述实施例中，常规的焊接方式难以保证上下两预应力混凝土管桩1中注浆主管103之间的密封连接，故需要重新设计端板3结构，本实施例中通过将端板3分为第一板体301、凸台302和第二板体303，既保证了端板3与预应力混凝土管桩1之间的连接，又方便了预应力混凝土管桩1之间的连接，同时使用橡胶密封套筒5还确保了上下两预应力混凝土管桩1中注浆主管103之间的密封连接，而环形沉槽305在挤压橡胶密封套筒5形成密封时，压延橡胶密封套筒5延长了密封带长度，更好的避免了注浆主管103中水泥浆的渗出。

在另一实施例中，打桩时的顺序按照预应力混凝土管桩1欲打入的深度从大到小依次进行，任意两施工完成后的预应力混凝土管桩1的间距是预应力混凝土管桩1外径的三倍及以上。这样能避免施工中的预应力混凝土管桩1对其他已完成施工的预应力混凝土管桩1产生影响。

在另一实施例中，预应力混凝土管桩1施工完成后进行桩身本体101和凸棱部102完整性检测，及单桩竖向承载力检测。这样能及时发现是否有施工后破损的管桩，以及时更换消除安全隐患。

在另一实施例中，桩身本体101和凸棱部102完整性检测采用低变法，抽检数量为总桩数的10％，且不少于10根，每个承台不得少于1根。这样能科学有效的对全部管桩进行抽检，保证施工安全。

在另一实施例中，单桩竖向承载力检测抽检数量为同一规格、同一持力层桩基总数的1％且不少3根。这样能科学有效的对全部管桩进行抽检，保证施工安全。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其特征在于，包括：

步骤一、根据设计图纸的桩位和控制点的关系，使用全站仪在控制点对桩位进行准确放样确定桩位点，在桩位点插入钢筋作为标记，以方便预应力混凝土管桩对中；

步骤二、选择液压打桩机，确定打桩顺序；

步骤三、使液压打桩机进入打桩施工区，在预应力混凝土管桩的一端端板焊接上桩尖；

其中，所述预应力混凝土管桩的桩身本体上沿母线设置有凸棱部，所述凸棱部在所述桩身本体截面上的轮廓为等腰梯形，所述凸棱部内预埋有注浆主管，所述注浆主管平行于桩身本体的轴线设置，所述注浆主管外壁垂直连接有多对与注浆主管连通的注浆支管，多对注浆支管沿注浆主管长度方向均匀间隔设置，每对注浆支管分别延伸至所述凸棱部的两腰面，所述凸棱部设置有四个，四个凸棱部在所述桩身本体周向均匀间隔布置，所述预应力混凝土管桩的端板与所述预应力混凝土管桩截面轮廓相同，所述端板上开设有与每一注浆主管分别对应的第一通孔，所述第一通孔直径与所述注浆主管外径相同以适应所述注浆主管，所述桩尖包括与预应力混凝土管桩截面轮廓相同的连接板和垂直设置于所述连接板一侧板面上的十字板，所述连接板的另一侧板面与所述预应力混凝土管桩的一端端板焊接；

步骤四、使用液压打桩机起重设备采用单点吊装的方式将装有桩尖的预应力混凝土管桩起吊至桩位点，起吊过程中使用拉绳辅助控制预应力混凝土管桩状态，保证其垂直就位，同时保证桩尖的十字板中心与插入桩位点的钢筋正对，拔出桩位点的钢筋，再使用液压打桩机将装有桩尖的预应力混凝土管桩打入桩位点，打桩时采用重锤低击的击打方式，打桩过程中，若预应力混凝土管桩的垂直度偏差在1‰以上，则停机校正预应力混凝土管桩的垂直度；

步骤五、当预应力混凝土管桩上端距地面0.7～1m高时，停止打桩并进行接桩，使用液压打桩机将另一预应力混凝土管桩起吊至桩位点，将另一预应力混凝土管桩的下端端板与已打入地面的前一预应力混凝土管桩的上端端板连接，保证另一预应力混凝土管桩与前一预应力混凝土管桩的轴线重合，同时保证另一预应力混凝土管桩中的注浆主管与前一预应力混凝土管桩中的注浆主管分别一一对齐且密封连接；

步骤六、使用液压打桩机继续将另一预应力混凝土管桩打至另一预应力混凝土管桩上端距地面0.7～1m高，重复步骤五和本步骤直至装有桩尖的预应力混凝土管桩达到设计标高或者设计贯入度；

步骤七、将最上端的预应力混凝土管桩的注浆主管与高压注浆泵连接，对每一预应力混凝土管桩桩侧的软土地基高压灌注水泥浆。

2.如权利要求1所述的软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其特征在于，所述端板包括：

第一板体，其与所述预应力混凝土管桩截面轮廓相同且连接于所述预应力混凝土管桩端面；

凸台，其设置于所述第一板体外端面上，所述凸台截面形状按所述预应力混凝土管桩截面轮廓等比缩小；

第二板体，其设置于所述凸台外端面上，所述第二板体与所述预应力混凝土管桩截面轮廓相同；

其中，所述第二板体上超出凸台范围的环部均匀间隔的开设有用于穿设螺栓的第二通孔，所述第一通孔贯穿所述第一板体、凸台和第二板体，所述第二板体外端面上第一通孔孔口边缘开设有环形沉槽，所述环形沉槽中可拆卸设置有橡胶密封套筒，所述橡胶密封套筒内径小于所述注浆主管外径，以使所述橡胶密封套筒紧密套设于第一通孔中注浆主管的外壁，所述橡胶密封套筒壁厚大于环形沉槽的宽度，以使环形沉槽压紧橡胶密封套筒，所述橡胶密封套筒长度在环形沉槽深度1～2倍间，以使接桩时橡胶密封套筒连接上下两预应力混凝土管桩中的注浆主管。

3.权利要求1所述的软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其特征在于，打桩时的顺序按照预应力混凝土管桩欲打入的深度从大到小依次进行，任意两施工完成后的预应力混凝土管桩的间距是预应力混凝土管桩外径的三倍及以上。

4.权利要求1所述的软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其特征在于，预应力混凝土管桩施工完成后进行桩身本体和凸棱部完整性检测，及单桩竖向承载力检测。

5.权利要求4所述的软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其特征在于，桩身本体和凸棱部完整性检测采用低变法，抽检数量为总桩数的10％，且不少于10根，每个承台不得少于1根。

6.权利要求1所述的软土地基液压锤击式预应力混凝土管桩施工方法，其特征在于，单桩竖向承载力检测抽检数量为同一规格、同一持力层桩基总数的1％且不少3根。

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