CN115305910A - 一种输电线路钻埋式预制微型管桩及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输电线路钻埋式预制微型管桩及其施工方法，属于输电线路施工领域，包括构成桩身主体的内部导流构件和外部定位嵌套构件，所述的内部导流构件由导流钢管、预制微型管桩和注浆头组成，所述注浆头由预制钢管、封顶钢板、封底钢板和多个加劲肋组成，所述内部导流构件和外部定位嵌套构件由灌注的高强度水泥砂浆连接。本发明通过钻孔埋入预制管桩主体，通过压浆装置在管桩外侧缝隙中压入高强度砂浆，砂浆与PHC管桩主体形成共同的受力结构，设计的输电线路钻埋式预制微型管桩各构件工厂预制，现场组装，施工简单便捷，对环境影响小，节省人力物力，实现了输电线路基础的全机械化施工。

Description

一种输电线路钻埋式预制微型管桩及其施工方法
技术领域
本发明涉及输电线路施工技术领域，尤其涉及一种输电线路钻埋式预制微型管桩及其施工方法。
背景技术
我国幅员辽阔，输电线路建设工程庞大，传统的输电线路桩基础主要是现场浇筑成型，桩基础现场浇筑时，施工机械现场钻孔，钢筋现场绑扎，混凝土现场搅拌，其具有消耗人力大，噪音污染大，施工工期长，成本高等缺点，并且施工过程中可能会出现桩侧泥皮，沉渣过厚，塌孔及拔桩过快等现象，造成桩身缩颈等问题，从而使桩体质量很难得到保证，同时，施工过程中还会产生大量的泥浆垃圾，现场施工环境差，处理难度大，对环保要求高。
随着电网建设的不断加快和完善，对输电线路施工工艺的要求越来越高，实现线路全过程机械化施工是国家电网今后的发展方向。输电线路基础在保证安全可靠，推广机械化施工的同时，要提高其便捷化、标准化和环保化属性，从而达到提升质量、缩短工期、降低投入和减小对环境影响的目标。
钻埋式预制管桩是由预制管桩和注浆技术结合而成的一种基础工艺，通过钻孔埋入预制管桩主体，通过压浆装置在管桩外侧缝隙中压入高强度砂浆，砂浆与PHC管桩主体形成共同的受力结构，钻埋式预制管桩特别适用于基础作用力较小的110kV输电线路中。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有桩基础现场浇筑时，施工机械现场钻孔，钢筋现场绑扎，混凝土现场搅拌，其具有消耗人力大，噪音污染大，施工工期长，成本高等问题，而提出的一种输电线路钻埋式预制微型管桩及其施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种输电线路钻埋式预制微型管桩及其施工方法，包括构成桩身主体的内部导流构件和预制承台构件，所述的内部导流构件由导流钢管、预制微型管桩和注浆头组成，所述注浆头由预制钢管、封顶钢板、封底钢板和多个加劲肋组成，所述预制承台构件由承台连板和预埋螺栓组成。
优选地，所述预制钢管上下端分别与封顶钢板和封底钢板焊接，多个所述加劲肋均匀分布在预制钢管外侧壁上，所述预制钢管上均匀开设有多个注浆孔。
优选地，所述导流钢管和预制微型管桩之间通过两个连接钢板连接，两个所述连接钢板之间通过钢板螺栓螺母连接。
优选地，所述预制微型管桩和封顶钢板通过预制螺栓螺母连接，所述封顶钢板上开设有与预制微型管桩相适配的连通口；
所述预制微型管桩底部均匀设置有多个预制螺栓，所述封顶钢板上开设有多个贯穿侧壁的连接螺栓孔。
优选地，所述导流钢管顶部通过组装件连接有方形连板，所述方形连扳上设置有多个预留螺栓孔，所述方形连扳中心处开设有与导流钢管相适配的中心孔。
优选地，所述组装件包括设置在方形连板底部的内环体，所述内环体外侧壁均匀设置有组装块，所述导流钢管顶部内侧壁上开设有多个与组装块相适配的“L”型限位口。
优选地，所述的预制承台结构为边长600mm、厚度600mm的钻埋式预制微型桩承台。
一种输电线路钻埋式预制微型管桩的施工方法，包括以下步骤：
一、预制构件组装：
S1、将φ114x4导流钢管和PHC-200-51A预制微型管桩通过连接钢板上的钢板螺栓螺母实现快速组装；
将PHC-200-51A预制管桩和压浆腔上的封顶钢板之间通过通过预制螺栓螺母实现快速组装；
将φ114x4导流钢管与方形连板利用组装件实现快速组装，并在方形连扳中心处开设中心孔，形成内部导流构件。
二、构件预埋、沉桩作业：
S2、将外部定位嵌套构件埋入基础位置的土层中，嵌入土层中深入不小于1m；利用成孔装置，以外部定位嵌套构件内壁为成孔范围，钻孔达到桩基设计深度。
S3、成孔后可进行沉桩工作，先将预制承台吊装就位，保证承台预留孔与钻孔上下对齐；然后将桩顶连板与预制管桩预连接，通过吊装螺栓连接桩头起吊，并垂直沉入孔内，直至将管桩下沉至设计标高。
三、浇筑施工：
S4、压浆腔位于管桩底部，并随管桩一起下放至孔底，在沉桩的过程中，同步完成注浆管路的安装工作，再通过桩底的压浆腔进行灌浆。
S5、提前对搅拌机、注浆泵等设备进行运转检查并注浆管路进行耐压试验，再在搅拌池中将水泥浆液搅拌均匀，泥浆泵将水泥浆压送到导流钢管，沿导流钢管到达压浆腔。
S6、待地面开始返浆，且所返浆液颜色与搅拌池中浆液相同时，方可停止注浆。
四、管桩检测：
S7、对后压浆质量进行无损检测，采用低应变测试法检测桩侧灌浆层的质量。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、环境影响小：内部导流构件和外部定位嵌套构件均为成品，与大开挖基础相比，土方工程量小，基础开挖少，减少了排水，利于环保，注浆施工工艺具有能耗低、无振动、无噪音、安全性高等优点。
2、施工效率高：内部导流构件和外部定位嵌套构件，可提前批量生产，结构整体对称，受力合理。
3、质量可靠：构件在工厂批量化生产，质量稳定可靠，整体采用对称的形式，受力均匀，无冲击和反射应力波，对桩身冲击应力小，不会造成桩身开裂，工程质量易控制。
4、安全性高：钻埋式预制管桩成孔土方量小，不易造成坍塌，降低了施工安全隐患。
5、成本低：各拼装构件工厂预制，机械化施工，需要的人力物力少，降低了施工费用。
附图说明
图1为本发明提出的一种输电线路钻埋式预制微型管桩的立体示意图；
图2为本发明提出的一种输电线路钻埋式预制微型管桩的主体结构示意图；
图3为本发明提出的一种输电线路钻埋式预制微型管桩的截面结构示意图；
图4为本发明提出的一种输电线路钻埋式预制微型管桩中注浆头的结构示意图；
图5为本发明提出的一种输电线路钻埋式预制微型管桩中组装件的结构示意图；
图6为本发明提出的一种输电线路钻埋式预制微型管桩的施工方法中的施工流程图。
图中：1、内部导流构件；1.1、导流钢管；1.2、预制微型管桩；1.3、注浆头；1.3.1、预制钢管；1.3.2、封顶钢板；1.3.3、封底钢板；1.3.4、加劲肋；2、预制承台构件；2.1、承台连板；2.2、预埋螺栓；3.1、连接钢板；3.2、方形连扳；3.3、内环体；3.4、“L”型限位口。
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。
参照图1-5，一种输电线路钻埋式预制微型管桩，包括构成桩身主体的内部导流构件1和预制承台构件2，内部导流构件和预制承台构件2由灌注的高强度水泥砂浆连接，整体采用对称的形式，受力均匀，无冲击和反射应力波，对桩身冲击应力小，不会造成桩身开裂，工程质量易控制；
内部导流构件1由φ114x4导流钢管1.1、PHC-200-51A预制微型管桩1.2和注浆头1.3组成，外部定位嵌套构件2为单个PHC--A预制管桩，φ114x4导流钢管1.1和PHC-200-51A预制微型管桩1.2之间通过两个连接钢板3.1连接，两个连接钢板3.1之间通过钢板螺栓螺母连接。
PHC-200-51A预制微型管桩1.2和封顶钢板1.3.2通过预制螺栓螺母连接，封顶钢板1.3.2上开设有与PHC-200-51A预制微型管桩1.2相适配的连通口，使得相邻之间能形成导流通道；
PHC-200-51A预制微型管桩1.2底部均匀设置有多个预制螺栓，封顶钢板1.3.2上开设有多个贯穿侧壁的连接螺栓孔。
注浆头1.3由φ114x4预制钢管1.3.1、D200封顶钢板1.3.2、D200封底钢板1.3.3和多个加劲肋1.3.4组成；φ114x4预制钢管1.3.1上下端分别与D200封顶钢板1.3.2和D200封底钢板1.3.3焊接；
多个加劲肋1.3.4均匀分布在φ114x4预制钢管1.3.1外侧壁上，其中加劲肋1.3.4的设置能显著的提高对φ114x4预制钢管1.3.1的加固，并且其能使得与水泥砂浆之间更加紧密的接触，实现砂浆与PHC管桩主体形成共同的受力结构；
φ114x4预制钢管1.3.1上均匀开设有多个注浆孔，其中注浆孔为φ26的孔，其中水泥砂浆会从注浆孔逐渐的填充满预设桩基内，实现对水泥砂浆的浇筑，并且水泥砂浆从底部逐渐向上进行填满，能有效的避免水泥砂浆四溅污染环境和砂浆坠落造成水泥砂浆离析的情况发生，使得工程质量更加可靠易控制。
φ114x4导流钢管1.1顶部通过组装件连接有方形连板3.2，组装件包括设置在方形连板3.2底部的内环体3.3，内环体3.3外侧壁均匀设置有组装块，导流钢管1.1顶部内侧壁上开设有多个与组装块相适配的“L”型限位口3.4；
方形连扳3.2上设置有多个预留螺栓孔，方形连扳3.2中心处开设有与φ114x4导流钢管1.1相适配的中心孔，其中中心孔为φ40的孔，向内部导流构件中高压灌注水泥砂浆，水泥砂浆将基础成孔的空隙充实填满形成一体式基桩。
预制承台构件2由承台连板2.1和预埋螺栓2.2组成，承台连板2.1、预埋螺栓2.2与预制微型管桩1.2进行机械连接，实现相互之间的施工组装。
参考图6：一种输电线路钻埋式预制微型管桩的施工方法，施工时按照如下进行：
第一步：将φ114x4导流钢管和PHC-200-51A预制微型管桩通过连接钢板3.1上的钢板螺栓螺母实现快速组装；将PHC-200-51A预制管桩1.2和压浆腔上的封顶钢板1.3.2之间通过通过预制螺栓螺母实现快速组装；将φ114x4导流钢管1.1与方形连板3.2利用组装件实现快速组装，并在方形连扳3.2中心处开设中心孔，形成内部导流构件，内部导流构件和外部定位嵌套构件，可提前批量生产，结构整体对称，受力合理。
第二步：将外部定位嵌套构件2埋入基础位置的土层中，嵌入土层中深入不小于1m；利用成孔装置，以外部定位嵌套构件2内壁为成孔范围，钻孔达到桩基设计深度；内部导流构件和外部定位嵌套构件均为成品，与大开挖基础相比，土方工程量小，基础开挖少，减少了排水，利于环保。
第三步：成孔后可进行沉桩工作：先将预制承台2吊装就位，保证承台预留孔与钻孔上下对齐；然后将方形连板3.2、承台连板2.1与预制管桩1.2预连接，通过吊装螺栓连接桩头起吊，并垂直沉入孔内，直至将管桩下沉至设计标高后，将承台连板2.1通过预埋螺栓2.2与预制管桩1.2连接；内部导流构件1、外部定位嵌套构件2和预制承台构件2形成结构整体，现场组装时只需按要求安装连接螺栓即可。
第四步：压浆腔1.3位于管桩底部，并随管桩一起下放至孔底，在沉桩的过程中，同步完成注浆管路的安装工作，再通过桩底的压浆腔1.3进行灌浆。钻埋式预制微型桩基础的这种工艺，给压浆腔的制造和放置提供了极佳的客观条件，实现了压浆腔标准化和工厂化，压浆质量可控且能得到保证。
第五步：提前对搅拌机、注浆泵等设备进行运转检查并注浆管路进行耐压试验。在搅拌池中将水泥浆液搅拌均匀，泥浆泵将水泥浆压送到导流钢管1.1，沿导流钢管1.1到达压浆腔1.3。压浆腔1.3具有缓冲、缓压作用，并能将水泥浆均匀分配至与压浆腔的四个压浆孔相连的4个出浆孔，浆液沿桩外壁四周分布均匀且同步上升，灌浆效果好；注浆施工工艺具有能耗低、无振动、无噪音、安全性高等优点。
第六步：4个出浆孔处均设置逆止浆阀，注浆时，在浆液压力作用下逆止浆阀阀门打开，浆液沿出浆孔外流；停止注浆和注浆间隙时，逆止浆阀关闭，防止浆液回流。浆液冲开四根出浆孔封口需要较大压力,对以泥浆护壁形式成孔的方式而言，初始注浆压力为4.0MPa左右，稳定注浆压力维持在1.5～2.0MPa，对以干钻形式成孔的方式而言，注浆压力维持在1.5MPa左右。
第七步：待地面开始返浆，且所返浆液颜色与搅拌池中浆液相同时，方可停止注浆。
第八步：对后压浆质量进行无损检测，采用低应变测试法检测桩侧灌浆层的质量，观察是否有较大的断层、裂隙及局部空洞等。激振位置布置在桩顶管桩壁厚的1/2处，测量传感器安装在灌浆体顶面厚度1/2位置，两者与管桩中心连线确保成180°。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种输电线路钻埋式预制微型管桩，其特征在于，包括构成桩身主体的内部导流构件(1)、预制承台构件(2)，所述的内部导流构件(1)由导流钢管(1.1)、预制微型管桩(1.2)和注浆头(1.3)组成，所述注浆头(1.3)由预制钢管(1.3.1)、封顶钢板(1.3.2)、封底钢板(1.3.3)和多个加劲肋(1.3.4)组成，所述预制承台构件(2)由承台连板(2.1)和预埋螺栓(2.2)组成。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路钻埋式预制微型管桩，其特征在于，所述预制钢管(1.3.1)上下端分别与封顶钢板(1.3.2)和封底钢板(1.3.3)焊接，多个所述加劲肋(1.3.4)均匀分布在预制钢管(1.3.1)外侧壁上，所述预制钢管(1.3.1)上均匀开设有多个注浆孔。
3.根据权利要求1所述的一种输电线路钻埋式预制微型管桩，其特征在于，所述导流钢管(1.1)和预制微型管桩(1.2)之间通过两个连接钢板(3.1)连接，两个所述连接钢板(3.1)之间通过钢板螺栓螺母连接。
4.根据权利要求1所述的一种输电线路钻埋式预制微型管桩，其特征在于，所述预制微型管桩(1.2)和封顶钢板(1.3.2)通过预制螺栓螺母连接，所述封顶钢板(1.3.2)上开设有与预制微型管桩(1.2)相适配的连通口；
所述预制微型管桩(1.2)底部均匀设置有多个预制螺栓，所述封顶钢板(1.3.2)上开设有多个贯穿侧壁的连接螺栓孔。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路钻埋式预制微型管桩，其特征在于，所述导流钢管(1.1)顶部通过组装件连接有方形连板(3.2)，所述方形连扳(3.2)上设置有多个预留螺栓孔，所述方形连扳(3.2)中心处开设有与导流钢管(1.1)相适配的中心孔。
6.根据权利要求1所述的一种输电线路钻埋式预制微型管桩，其特征在于，所述组装件包括设置在方形连板(3.2)底部的内环体(3.3)，所述内环体(3.3)外侧壁均匀设置有组装块，所述导流钢管(1.1)顶部内侧壁上开设有多个与组装块相适配的“L”型限位口(3.4)。
7.根据权利要求1所述的一种输电线路钻埋式预制微型管桩，其特征在于，所述的预制承台结构(2)为边长600mm、厚度600mm的钻埋式预制微型桩承台。
8.一种输电线路钻埋式预制微型管桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、预制构件组装：
S1、将φ114x4导流钢管和PHC-200-51A预制微型管桩通过连接钢板上的钢板螺栓螺母实现快速组装；
将PHC-200-51A预制管桩和压浆腔上的封顶钢板之间通过通过预制螺栓螺母实现快速组装；
将φ114x4导流钢管与方形连板利用组装件实现快速组装，并在方形连扳中心处开设中心孔，形成内部导流构件。
二、构件预埋、沉桩作业：
S2、将外部定位嵌套构件埋入基础位置的土层中，嵌入土层中深入不小于1m；利用成孔装置，以外部定位嵌套构件内壁为成孔范围，钻孔达到桩基设计深度。
S3、成孔后可进行沉桩工作，先将预制承台吊装就位，保证承台预留孔与钻孔上下对齐；然后将桩顶连板与预制管桩预连接，通过吊装螺栓连接桩头起吊，并垂直沉入孔内，直至将管桩下沉至设计标高。
三、浇筑施工：
S4、压浆腔位于管桩底部，并随管桩一起下放至孔底，在沉桩的过程中，同步完成注浆管路的安装工作，再通过桩底的压浆腔进行灌浆。
S5、提前对搅拌机、注浆泵等设备进行运转检查并注浆管路进行耐压试验，再在搅拌池中将水泥浆液搅拌均匀，泥浆泵将水泥浆压送到导流钢管，沿导流钢管到达压浆腔。
S6、待地面开始返浆，且所返浆液颜色与搅拌池中浆液相同时，方可停止注浆。
四、管桩检测：
S7、对后压浆质量进行无损检测，采用低应变测试法检测桩侧灌浆层的质量。
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