CN113737778A - 一种高强度抗拔桩及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种高强度抗拔桩及施工工艺，涉及建筑工程技术领域。该抗拔桩包括预应力管桩、高压旋喷水泥土层和微膨胀砼填充层；上述预应力管桩呈空心管状，上述预应力管桩用于插入对应的桩位；上述高压旋喷水泥土层设置于上述预应力管桩的外侧，上述微膨胀砼填充层设置于上述预应力管桩的内侧。该抗拔桩解决预应力管桩的外侧摩擦力偏低和抗拔承载力不足的问题。该施工工艺，包括S1、测量确定打桩的桩位；S2、开启高压水泥泵将搅拌好的水泥浆液随着钻孔下流融入土体；S3、旋喷桩形成后要停留二至三小时，将预应力管桩打、压入旋喷桩体内，深度与旋喷桩深度一致；S4、在预应力管桩孔内插入抗拔钢筋；S5、填充微膨胀砼。本施工工艺实现了抗拔桩的稳定成型加工。

Description

一种高强度抗拔桩及施工工艺

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体而言，涉及一种高强度抗拔桩及施工工艺。

背景技术

建筑施工是指工程建设实施阶段的生产活动，是各类建筑物的建造过程，也可以说是把设计图纸上的各种线条，在指定的地点，变成实物的过程。它包括基础工程施工、主体结构施工、屋面工程施工、装饰工程施工等。施工作业的场所称为"建筑施工现场"或叫"施工现场"，也叫工地。

在建筑施工中常常需要定点打桩，因为地面建筑物如果要建在地面上，地面要承受很大的压力，就必须保证地面有足够的抵抗压力的强度，这个往往很难做到，所以就必须对承受建筑物的地面进行加固或者改善地面的承受方式，所以就想到在地基上打桩，让建筑物的大部分重量通过桩传到地面以下很深的位置，因为这个位置的地基比地面承受能力大得多。

预应力管桩是建筑施工中常常采用的加固桩位，预应力管桩由于具有施工质量可控性高、施工方便快捷、价格低、不受扬尘管控等优点，在建设工程中应被广泛利用，但是预应力管桩外侧壁光滑，与土体的摩擦力偏低，特别是在地下水位较高的地区作为抗拔使用，抗拔承载力明显不足。

综上所述，我们提出了一种高强度抗拔桩及施工工艺解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度抗拔桩，解决预应力管桩的外侧摩擦力偏低和抗拔承载力不足的问题。

本发明的另一目的在于提供一种高强度抗拔桩的施工工艺，实现了抗拔桩的稳定成型加工。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种高强度抗拔桩，包括预应力管桩、高压旋喷水泥土层和微膨胀砼填充层；

上述预应力管桩呈空心管状，上述预应力管桩用于插入对应的桩位；

上述高压旋喷水泥土层设置于上述预应力管桩的外侧，上述微膨胀砼填充层设置于上述预应力管桩的内侧。

在本发明的一些实施例中，还包括抗拔钢筋，上述抗拔钢筋穿设于上述微膨胀砼填充层。

在本发明的一些实施例中，上述抗拔钢筋的数量为多根，多根上述钢筋均匀间隔布置于上述预应力管桩内侧。

在本发明的一些实施例中，上述高压旋喷水泥土层的直径为预应力管桩的1.6倍以上。

第二方面，本申请实施例提供一种高强度抗拔桩的施工工艺，包括如下步骤：

S1、测量确定打桩的桩位，在桩位置中心固定标志、核定标高、平整场地，旋喷桩机就位后移动钻杆到指定桩位置，将钻头对准桩孔中心打孔；

S2、开启高压水泥泵将搅拌好的水泥浆液随着钻孔下流融入土体，钻机钻至设计标高后上拔钻杆，钻杆要随拔随喷，一直至浆液喷到桩顶面为止；

S3、旋喷桩形成后要停留二至三小时，待水泥浆初凝时，利用静压桩机或锤击桩机把预应力管桩对准旋喷桩中心、调整垂直度，将预应力管桩打、压入旋喷桩体内，深度与旋喷桩深度一致；

S4、抗拔桩成型后，在预应力管桩孔内插入抗拔钢筋；

S5、在插有抗拔钢筋的预应力管桩内填充微膨胀砼。

在本发明的一些实施例中，高压旋喷浆水泥采用42.5R的普通硅酸盐水泥，制浆水使用配制砼的用水标准，采用高速强制式搅拌机，搅拌均匀，水灰比根据土质条件可优为1：0.75～1.0，浆液的浓度1.6～1.65，可加入减水剂，搅拌时间不少于10分钟，水泥浆搅拌后后抽入储泵桶备用，浆液存放时间不大于三小时。

在本发明的一些实施例中，步骤S2中基孔施工范围以外挖设排浆沟。

在本发明的一些实施例中，多根上述抗拔钢筋连接成钢筋笼，上述抗拔钢筋笼放置于上述预应力管桩的中部。

在本发明的一些实施例中，上述预应力管桩通过打桩机打入桩位。

在本发明的一些实施例中，步骤1中采用水平尺整平桩机平面，使之垂直度不大于0.5％。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

针对第一方面，本申请实施例提供一种高强度抗拔桩，包括预应力管桩、高压旋喷水泥土层和微膨胀砼填充层；

上述预应力管桩呈空心管状，上述预应力管桩用于插入对应的桩位；

上述高压旋喷水泥土层设置于上述预应力管桩的外侧，上述微膨胀砼填充层设置于上述预应力管桩的内侧。

在本申请实施例中，在预应力管桩的外侧设置高压旋喷水泥土层，实现了预应力管桩与土层的间接接触，高压旋喷水泥土层即通过高压旋喷桩施工工艺加工成型的混凝土层，能实现预应力管桩与桩位土层之间的稳固连接，传统的预应力管桩与土层接触挤压产生摩擦力，预应力管桩的摩擦力较低，预应力管桩的抗插拔能力较低，而本申请的预应力管桩，通过高压旋喷水泥土层与土层连接为一体，极大的增强了预应力管桩的抗插拔能力。且预应力管桩均为空心管，自身的承载能力较高，在预应力管桩内侧设置微膨胀砼填充层，使空心预应力管桩变为实心结构，极大的增大了预应力管桩的承载能力。本发明的设计主要解决预应力管桩的外侧摩擦力偏低和抗拔承载力不足的问题。

针对第二方面，本申请实施例提供一种高强度抗拔桩的施工工艺，包括如下步骤：

S1、测量确定打桩的桩位，在桩位置中心固定标志、核定标高、平整场地，旋喷桩机就位后移动钻杆到指定桩位置，将钻头对准桩孔中心打孔；

S2、开启高压水泥泵将搅拌好的水泥浆液随着钻孔下流融入土体，钻机钻至设计标高后上拔钻杆，钻杆要随拔随喷，一直至浆液喷到桩顶面为止；

S3、旋喷桩形成后要停留二至三小时，待水泥浆初凝时，利用静压桩机或锤击桩机把预应力管桩对准旋喷桩中心、调整垂直度，将预应力管桩打、压入旋喷桩体内，深度与旋喷桩深度一致；

S4、抗拔桩成型后，在预应力管桩孔内插入抗拔钢筋；

S5、在插有抗拔钢筋的预应力管桩内填充微膨胀砼。

在本申请实施例中，在确定好的桩位打孔灌入水泥浆，在水泥浆中打入预应力管桩，浆预应力管桩插入对应的水泥浆中，以实现预应力管桩和高压旋喷水泥土层的组合设计，提高预应力管桩与土层的连接稳定性。在预应力管桩的内腔填入抗拔钢筋和微膨胀砼，能增加预应力管桩的抗承载能力，进而解决预应力管桩的外侧摩擦力偏低和抗拔承载力不足的问题。通过上述S1-S5能实现抗拔柱的快速加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一种高强度抗拔桩的结构示意图；

图2为本发明实施例一种高强度抗拔桩的俯视图。

图标：1-高压旋喷水泥土层，2-预应力管桩，3-微膨胀砼填充层，4-抗拔钢筋。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1、图2，本实施例提供一种高强度抗拔桩，包括预应力管桩2、高压旋喷水泥土层1和微膨胀砼填充层3；

上述预应力管桩2呈空心管状，上述预应力管桩2用于插入对应的桩位；

上述高压旋喷水泥土层1设置于上述预应力管桩2的外侧，上述微膨胀砼填充层3设置于上述预应力管桩2的内侧。

在本申请实施例中，在预应力管桩2的外侧设置高压旋喷水泥土层1，实现了预应力管桩2与土层的间接接触，高压旋喷水泥土层1即通过高压旋喷桩施工工艺加工成型的混凝土层，能实现预应力管桩2与桩位土层之间的稳固连接，传统的预应力管桩2与土层接触挤压产生摩擦力，预应力管桩2的摩擦力较低，预应力管桩2的抗插拔能力较低，而本申请的预应力管桩2，通过高压旋喷水泥土层1与土层连接为一体，极大的增强了预应力管桩2的抗插拔能力。且预应力管桩2均为空心管，自身的承载能力较高，在预应力管桩2内侧设置微膨胀砼填充层3，使空心预应力管桩2变为实心结构，极大的增大了预应力管桩2的承载能力。本发明的设计解决预应力管桩2的外侧摩擦力偏低和抗拔承载力不足的问题。

在本发明的一些实施例中，还包括抗拔钢筋4，上述抗拔钢筋4穿设于上述微膨胀砼填充层3。

在上述实施例中，抗拔钢筋4即钢筋，钢筋(Rebar)是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。在微膨胀砼填充层3设置钢筋，钢筋在结构中起承受拉应力作用，改善建筑中结构构件构件节点的延性，增强建筑物的抗地震性能，也起方便施工的作用、有时也起避雷导线的作用。

钢筋的使应注意以下几点:

(1)钢筋表面应洁净，粘着的油污、泥土、浮锈使用前必须清理干净，可结合冷拉工艺除锈。

(2)钢筋调直，可用机械或人工调直。经调直后的钢筋不得有局部弯曲、小波浪形，其表面伤痕不应使钢筋截面减小5％。

(3)钢筋切断应根据钢筋号、直径、长度和数量，长短搭配，先断长料后断短料，尽量减少和缩短钢筋短头。

在本发明的一些实施例中，上述抗拔钢筋4的数量为多根，多根上述钢筋均匀间隔布置于上述预应力管桩2内侧。

在上述实施例中，将多根抗拔钢筋4连接为一个整体形成环形钢筋笼，以提高多根钢筋形成整体结构的稳定性，变相的提高了抗拔钢筋4和微膨胀砼填充层3的稳定性。多根抗拔钢筋4形成的钢筋笼布置于预应力管桩2的内芯，使微膨胀砼填充层3的整体结构分布更均匀。

在本发明的一些实施例中，上述高压旋喷水泥土层1的直径为预应力管桩2的1.6倍以上。

在上述实施例中，上述高压旋喷水泥土层1的直径为预应力管桩2的1.6倍以上,使预应力管桩2外围直径扩大，增大了预应力管桩2与土层的接触面积，提高抗拔桩的抗拔摩阻力。

实施例2

请参照图2，本实施例提供一种高强度抗拔桩的施工工艺，包括如下步骤：

S1、测量确定打桩的桩位，在桩位置中心固定标志、核定标高、平整场地，旋喷桩机就位后移动钻杆到指定桩位置，将钻头对准桩孔中心打孔；

S2、开启高压水泥泵将搅拌好的水泥浆液随着钻孔下流融入土体，钻机钻至设计标高后上拔钻杆，钻杆要随拔随喷，一直至浆液喷到桩顶面为止；

S3、旋喷桩形成后要停留二至三小时，待水泥浆初凝时，利用静压桩机或锤击桩机把预应力管桩2对准旋喷桩中心、调整垂直度，将预应力管桩2打、压入旋喷桩体内，深度与旋喷桩深度一致；

S4、抗拔桩成型后，在预应力管桩孔内插入抗拔钢筋4(钢筋数量和长度按照设计要求制作)；

S5、在插有抗拔钢筋4的预应力管桩2内填充微膨胀砼。

在本申请实施例中，在确定好的桩位打孔灌入水泥浆，在水泥浆中打入预应力管桩2，浆预应力管桩2插入对应的水泥浆中，以实现预应力管桩2和高压旋喷水泥土层1的组合设计，提高预应力管桩2与土层的连接稳定性。在预应力管桩2的内腔填入抗拔钢筋4和微膨胀砼，能增加预应力管桩2的抗承载能力，进而解决预应力管桩2的外侧摩擦力偏低和抗拔承载力不足的问题。通过上述S1-S5能实现抗拔柱的快速加工。

旋喷桩机具有打孔和注入水泥桨的功能，通过旋喷桩机即能实现桩位打孔和注入水泥桨的快速施工，极大的提高了高压旋喷水泥土层1的成型速度。

在本发明的一些实施例中，高压旋喷浆水泥采用42.5R的普通硅酸盐水泥，制浆水使用配制砼的用水标准，采用高速强制式搅拌机，搅拌均匀，水灰比根据土质条件可优为1：0.75～1.0，浆液的浓度1.6～1.65，可加入减水剂，搅拌时间不少于10分钟，水泥浆搅拌后后抽入储泵桶备用，浆液存放时间不大于三小时。

在上述实施例中，普通硅酸盐水泥，由硅酸盐水泥熟料、5％-20％的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。具有强度高、水化热大，抗冻性好、干缩小，耐磨性较好、抗碳化性较好、耐腐蚀性差、不耐高温的特性。普通硅酸盐水泥凝结时间：初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。钻杆在旋转提升过程中，在射流后部形成空隙，在喷射压力作用下，迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向(即阻力小的方向)移动位置，与浆液搅拌混合形成新的结构，搅拌机能提高水泥桨的均匀度，使成型的高压旋喷水泥土层1质地更均匀。

在本发明的一些实施例中，步骤S2中基孔施工范围以外挖设排浆沟。

在上述实施例中，排浆沟的设计能实现多余的水泥桨回收，避免了水泥桨的浪费。

在本发明的一些实施例中，多根上述抗拔钢筋4连接成钢筋笼，上述抗拔钢筋4架放置于上述预应力管桩2的中部。

在上述实施例中，多根抗拔钢筋4沿同一圆周方向均匀间隔分布形成环形，多根抗拔钢筋4形成的环形架通过连接件连接，以提高钢筋笼的稳定性。抗拔钢筋笼放置于预应力管桩的内芯，长度按照设计图纸要求。

在本发明的一些实施例中，上述预应力管桩2通过打桩机打入桩位。

在上述实施例中，打桩机由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤依附在桩架前部两根平行的竖直导杆(俗称龙门)之间，用提升吊钩吊升。桩架为一钢结构塔架，在其后部设有卷扬机，用以起吊桩和桩锤。桩架前面有两根导杆组成的导向架，用以控制打桩方向，使桩按照设计方位准确地贯入地层。打桩机的基本技术参数是冲击部分重量、冲击动能和冲击频率。桩锤按运动的动力来源可分为落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等。通过打桩机能将预应力管桩2快速精准打入到水泥桨层内。

在本发明的一些实施例中，步骤1中采用水平尺整平桩机平面，使之垂直度不大于0.5％。

在上述实施例中，采用水平尺整平桩机平面，使之垂直度不大于0.5％能提高桩位打孔的精确度，避免了桩位打孔跑偏的情况。

综上所述，本发明提供一种高强度抗拔桩及施工工艺，其至少具有以下技术效果：

在本申请实施例中，在预应力管桩2的外侧设置高压旋喷水泥土层1，实现了预应力管桩2与土层的间接接触，高压旋喷水泥土层1即通过高压旋喷桩施工工艺加工成型的混凝土层，能实现预应力管桩2与桩位土层之间的稳固连接，传统的预应力管桩2与土层接触挤压产生摩擦力，预应力管桩2的摩擦力较低，预应力管桩2的抗插拔能力较低，而本申请的预应力管桩2，通过高压旋喷水泥土层1与土层连接为一体，极大的增强了预应力管桩2的抗插拔能力。且预应力管桩2均为空心管，自身的承载能力较低，在预应力管桩2内侧设置微膨胀砼填充层3，使空心预应力管桩2变为实心结构，极大的增大了预应力管桩2的承载能力。本发明的设计解决预应力管桩2的外侧摩擦力偏低和抗拔承载力不足的问题。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度抗拔桩，其特征在于，包括预应力管桩、高压旋喷水泥土层和微膨胀砼填充层；

所述预应力管桩呈空心管状，所述预应力管桩用于插入对应的桩位；

所述高压旋喷水泥土层设置于所述预应力管桩的外侧，所述微膨胀砼填充层设置于所述预应力管桩的内侧。

2.根据权利要求1所述的一种高强度抗拔桩，其特征在于，还包括抗拔钢筋，所述抗拔钢筋穿设于所述微膨胀砼填充层。

3.根据权利要求2所述的一种高强度抗拔桩，其特征在于，所述抗拔钢筋的数量为多根，多根所述钢筋均匀间隔布置于所述预应力管桩内侧。

4.根据权利要求1所述的一种高强度抗拔桩，其特征在于，所述高压旋喷水泥土层的直径为预应力管桩直径的1.6倍以上。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述高强度抗拔桩的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、测量确定打桩的桩位，在桩位置中心固定标志、核定标高、平整场地，旋喷桩机就位后移动钻杆到指定桩位置，将钻头对准桩孔中心打孔；

S2、开启高压水泥泵将搅拌好的水泥浆液随着钻孔下流融入土体，钻机钻至设计标高后上拔钻杆，钻杆要随拔随喷，一直至浆液喷到桩顶面为止；

S3、旋喷桩形成后要停留二至三小时，待水泥浆初凝时，利用静压桩机或锤击桩机把预应力管桩对准旋喷桩中心、调整垂直度，将预应力管桩打、压入旋喷桩体内，深度与旋喷桩深度一致；

S4、抗拔桩成型后，在预应力管桩孔内插入抗拔钢筋；

S5、在插有抗拔钢筋的预应力管桩内填充微膨胀砼。

6.根据权利要求5所述的一种高强度抗拔桩的施工工艺，其特征在于，高压旋喷浆水泥采用42.5R的普通硅酸盐水泥，制浆水使用配制砼的用水标准，采用高速强制式搅拌机，搅拌均匀，水灰比根据土质条件可优为1：0.75～1.0，浆液的浓度1.6～1.65，可加入减水剂，搅拌时间不少于10分钟，水泥浆搅拌后后抽入储泵桶备用，浆液存放时间不大于三小时。

7.根据权利要求5所述的一种高强度抗拔桩的施工工艺，其特征在于，步骤S2中基孔施工范围以外挖设排浆沟。

8.根据权利要求5所述的一种高强度抗拔桩的施工工艺，其特征在于，多根所述抗拔钢筋连接成钢筋笼，所述抗拔钢筋笼放置于所述预应力管桩的中部。

9.根据权利要求5所述的一种高强度抗拔桩的施工工艺，其特征在于，所述预应力管桩通过打桩机打入桩位。

10.根据权利要求5所述的一种高强度抗拔桩的施工工艺，其特征在于，步骤1中采用水平尺整平桩机平面，使之垂直度不大于0.5％。

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