CN112726574A - 一种利用土塞效应的开口钢管桩及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用土塞效应的开口钢管桩及其施工方法，其包括开口钢管桩、上限空心圆环、内隔板、细钢管以及下限空心圆环，其中，所述上限空心圆环、内隔板、细钢管和下限空心圆环均设置在所述开口钢管桩内，所述上限空心圆环焊接在所述开口钢管桩内壁的1/5处，且所述开口钢管桩内壁的1/3处焊接有所述下限空心圆环，使得所述内隔板限制于所述上限空心圆环与下限空心圆环之间进行上下滑动，从而控制土塞效应的高度。在下沉过程中利用高压水冲散开口钢管桩内土体，助沉开口钢管桩，开口钢管桩的桩端到达预定深度后，注浆加固土塞效应的土体，减少土塞效应对开口钢管桩竖向极限承载力的影响。

Description

一种利用土塞效应的开口钢管桩及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种桩基工程领域，具体是一种利用土塞效应的开口钢管桩及其施工方法。
背景技术
打入试开口钢管桩因其抗弯能力高、贯入能力强等优势，在水平力较大、持力层埋深较深、沉桩贯入难度较大、自由端较长时被广泛采用。开口钢管桩在被打入土层的过程中，桩端部分土体不可避免的涌入管内形成土塞效应。土塞效应不仅阻止开口钢管桩的继续下沉，而且导致管桩内壁负侧摩阻力的提高，从而削弱了桩竖向极限承载力，从而可能导致桩基承载力不足或者沉降过大等问题。
发明内容
为此，本发明提出一种利用土塞效应的开口钢管桩及其施工方法以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种利用土塞效应的开口钢管桩，其包括开口钢管桩、上限空心圆环、内隔板、细钢管以及下限空心圆环，其中，所述上限空心圆环、内隔板、细钢管和下限空心圆环均设置在所述开口钢管桩内，其特征在于：所述上限空心圆环焊接在所述开口钢管桩内壁的1/5处，且所述开口钢管桩内壁的1/3处焊接有所述下限空心圆环，使得所述内隔板限制于所述上限空心圆环与下限空心圆环之间进行上下滑动，从而控制土塞效应的高度；
所述内隔板的底端绕其圆周阵列设置有四个三角形肋板，所述内隔板底端面的中心圆孔处焊接有用于连接软管的所述细钢管。
进一步，作为优选，所述内隔板的直径略小于所述开口钢管桩的内口径。
进一步，作为优选，所述上限空心圆环和下限空心圆环相同结构设置，所述上限空心圆环的外径与所述开口钢管桩的内口径相同，所述上限空心圆环的内径为其外径的4/5。
一种利用土塞效应的开口钢管桩的施工方法，其包括以下步骤：
步骤一：使用钻孔机在桩位成孔，安装反力架进行压桩，边压桩边校正桩身垂直度；
步骤二：在压桩机作用下，开口钢管桩开始逐渐下沉，地基土开始涌入开口钢管桩内，用压浆泵通过软管与内隔板上的细钢管相连，用一定压力高压水冲散涌入开口钢管桩内的土体，并沿桩端两侧流出；
步骤三：边压桩边用高压水冲散土塞效应的土体，下沉过程中根据土压力对喷射水压力进行调整，开口钢管桩的桩端接近预定深度停止冲水，继续下沉直至内隔板顶到上限空心圆环；
步骤四：进一步下沉使得细钢管穿过土塞效应的土体，到达预定位置后用一定压力的清水清空细钢管，而后将水灰比为1:1的水泥砂浆压入土中，使水泥砂浆和土体混合以加固，灌注完成后留下的孔用水灰比为1:2的水泥砂浆进行密实，以达到利用土塞效应的作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在下沉过程中利用高压水冲散开口钢管桩内土体，助沉开口钢管桩，开口钢管桩的桩端到达预定深度后，注浆加固土塞效应的土体，且本发明中的带内隔板的开口钢管桩能利用加固后土体强度，减少土塞效应对开口钢管桩竖向极限承载力的影响。
附图说明
图1为一种利用土塞效应的开口钢管桩的结构示意图；
图2为一种利用土塞效应的开口钢管桩中内隔板的主视图；
图3为一种利用土塞效应的开口钢管桩中内隔板的俯视图。
图中：1、开口钢管桩；2、上限空心圆环；3、内隔板；4、细钢管；5、下限空心圆环。
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。
实施例：请参阅附图1-3，本发明提供一种技术方案：一种利用土塞效应的开口钢管桩，其包括开口钢管桩1、上限空心圆环2、内隔板3、细钢管4以及下限空心圆环5，其中，上限空心圆环2、内隔板3、细钢管4和下限空心圆环5均设置在开口钢管桩1内，上限空心圆环2焊接在开口钢管桩1内壁的1/5处，且开口钢管桩1内壁的1/3处焊接有下限空心圆环5，使得内隔板3限制于上限空心圆环2与下限空心圆环5之间进行上下滑动，从而控制土塞效应的高度；
内隔板3的底端绕其圆周阵列设置有四个三角形肋板，以保证其在底部土体涌入时平稳上下不侧翻；内隔板3底端面的中心圆孔处焊接有用于连接软管的细钢管4；具体的，在开口钢管桩1下沉困难时，通过细钢管4连接外部软管喷射高压水，冲散管内土体并使其沿桩端两侧流出；需要说明的是，使用管壁较厚的钢管，在停止冲水后，继续压桩其穿透钢管内土体不弯折，到达预定深度后注入水泥砂浆与土塞效应土体混合。
本实施例中，内隔板3的直径略小于开口钢管桩1的内口径。
本实施例中，上限空心圆环2和下限空心圆环5相同结构设置，上限空心圆环2的外径与开口钢管桩1的内口径相同，上限空心圆环2的内径为其外径的4/5。
一种利用土塞效应的开口钢管桩的施工方法，在开口钢管桩1下沉的过程中使用高压水冲散涌入开口钢管桩1内土体，开口钢管桩1桩端接近既定深度后，停止冲水继续下沉通过细钢管4注浆与土体混合以加固，具体包括以下步骤：
步骤一：使用钻孔机在桩位成孔，安装反力架进行压桩，边压桩边校正桩身垂直度；
步骤二：在压桩机作用下，开口钢管桩1开始逐渐下沉，地基土开始涌入开口钢管桩1内，用压浆泵通过软管与内隔板3上的细钢管4相连，用一定压力高压水冲散涌入开口钢管桩1内的土体，并沿桩端两侧流出；
步骤三：边压桩边用高压水冲散土塞效应的土体，下沉过程中根据土压力对喷射水压力进行调整，开口钢管桩1的桩端接近预定深度停止冲水，继续下沉直至内隔板3顶到上限空心圆环2；
步骤四：进一步下沉使得细钢管4穿过土塞效应的土体，到达预定位置后用一定压力的清水清空细钢管4，而后将水灰比为1:1的水泥砂浆压入土中，使水泥砂浆和土体混合以加固，灌注完成后留下的孔用水灰比为1:2的水泥砂浆进行密实，以达到利用土塞效应的作用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种利用土塞效应的开口钢管桩，其包括开口钢管桩(1)、上限空心圆环(2)、内隔板(3)、细钢管(4)以及下限空心圆环(5)，其中，所述上限空心圆环(2)、内隔板(3)、细钢管(4)和下限空心圆环(5)均设置在所述开口钢管桩(1)内，其特征在于：所述上限空心圆环(2)焊接在所述开口钢管桩(1)内壁的1/5处，且所述开口钢管桩(1)内壁的1/3处焊接有所述下限空心圆环(5)，使得所述内隔板(3)限制于所述上限空心圆环(2)与下限空心圆环(5)之间进行上下滑动，从而控制土塞效应的高度；
所述内隔板(3)的底端绕其圆周阵列设置有四个三角形肋板，所述内隔板(3)底端面的中心圆孔处焊接有用于连接软管的所述细钢管(4)。
2.根据权利要求1所述一种利用土塞效应的开口钢管桩，其特征在于：所述内隔板(3)的直径略小于所述开口钢管桩(1)的内口径。
3.根据权利要求1所述一种利用土塞效应的开口钢管桩，其特征在于：所述上限空心圆环(2)和下限空心圆环(5)相同结构设置，所述上限空心圆环(2)的外径与所述开口钢管桩(1)的内口径相同，所述上限空心圆环(2)的内径为其外径的4/5。
4.一种利用土塞效应的开口钢管桩的施工方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一：使用钻孔机在桩位成孔，安装反力架进行压桩，边压桩边校正桩身垂直度；
步骤二：在压桩机作用下，开口钢管桩(1)开始逐渐下沉，地基土开始涌入开口钢管桩(1)内，用压浆泵通过软管与内隔板(3)上的细钢管(4)相连，用一定压力高压水冲散涌入开口钢管桩(1)内的土体，并沿桩端两侧流出；
步骤三：边压桩边用高压水冲散土塞效应的土体，下沉过程中根据土压力对喷射水压力进行调整，开口钢管桩(1)的桩端接近预定深度停止冲水，继续下沉直至内隔板(3)顶到上限空心圆环(2)；
步骤四：进一步下沉使得细钢管(4)穿过土塞效应的土体，到达预定位置后用一定压力的清水清空细钢管(4)，而后将水灰比为1:1的水泥砂浆压入土中，使水泥砂浆和土体混合以加固，灌注完成后留下的孔用水灰比为1:2的水泥砂浆进行密实，以达到利用土塞效应的作用。
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