CN115852967A - 一种用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，包括如下施工步骤：S1、将组装好的桩端挤密注浆装置安装在末节并带有内孔的预制桩的底部端板上；S2、将桩体和各管路分别连接，并根据现场施工的要求，采用不同的沉桩方式进行成桩；S3、待桩身养护1～3天后，通过控制桩端挤密注浆装置将基桩端部的土体强力压实挤密，形成桩底挤密区域；S4、高压注浆装置向劈裂空间及桩端挤密注浆装置内部进行高压注浆，且浆液随预制桩侧壁上返，并形成注浆加固区域；本发明旨在提高基桩端承力，降低施工成本。

Description

一种用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法

技术领域

本发明属于桩基工程施工技术领域，尤其涉及一种用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法。

背景技术

预制桩作为一种生产与施工技术较为成熟的桩型，具有施工效率高、成本低廉的优点，因此在工程建设中得到了广泛的应用。但预制桩技术同样也存在着一些客观上的不足限制了其广泛应用。首先，由于预制桩是在工厂加工，其桩身质量得到了保证，就导致由于受场地地质条件的限制，地基承载力不足，预制桩的桩身强度得不到充分的发挥，造成了材料的极大浪费；其次，预制桩采用锤击或静压沉桩，在沉桩的过程当中挤土效应极其严重，对施工顺序安排要求较高，同时在重要建筑物附近区域的应用也受到了较大的限制；因目前静压沉桩工艺使用较多，但该工艺穿透能力较弱，遇到深厚砂层、砾石、卵石和碎石土层难以穿透。为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆方法及与该施工方法相配套的桩端联合挤密注浆系统，通过变换不同的预制桩类型，并增加桩端挤密注浆装置，对预制桩的使用范围进行了扩大，对其作用机理进行了重新定义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，采用该施工方法并通过在预制桩底增设液压挤密注浆装置，将桩底土体进行挤密压实提高其承载能力，并且在形成的孔隙空间中进行高压注浆，对桩底进一步进行加固，从而达到提高桩体承载能力的效果。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法包括如下步骤：

S1、将液压挤压单元、上承板、下压板、横向液压管路以及单向注浆阀组装形成桩端挤密注浆装置安装在末节并带有内孔的预制桩的底部端板上，所述下压板与所述外套钢筒固定连接，并通过吊装防脱装置将外套钢筒与所述上承板连接，所述上承板与所述下压板之间安装有至少一个液压挤压单元，所述液压挤压单元通过横向液压管路与液压装置的内部液压油管连通；

S2、根据现场施工的要求，如沉桩过程为静压或锤击沉桩方式，需在桩端挤密注浆装置的底部安装桩尖，在预制桩入土前，需通过吊装防脱装置将所述外套钢筒与所述上承板之间脱开，通过桩尖并采用静压或锤击沉桩方式将所述预制桩完成沉桩施工；并按沉桩顺序分节将预制桩、内部液压油管、内部注浆管分别独立连接固定，且所述内部液压油管和所述内部注浆管穿过所述预制桩的内孔并加以固定，直至达到桩顶标高，沉桩结束后做好油管与注浆管的保护；

如沉桩过程为先钻孔预注浆、搅拌桩、旋喷桩施工后插芯桩的方式，要求成型的孔径大于所述预制桩的桩径，预制桩的沉桩要求在钻孔预注浆、搅拌桩、旋喷桩施工后的6h内进行；在预制桩入土前，需通过吊装防脱装置将所述外套钢筒与所述上承板之间脱开，并按沉桩顺序分节将预制桩、内部液压油管、内部注浆管分别独立连接固定，且所述内部液压油管和所述内部注浆管穿过所述预制桩的内孔并加以固定，直至达到桩顶标高，沉桩结束后做好油管与注浆管的保护；

S3、待桩身养护1～3天后，将高压注浆装置内的高压注浆泵通过外部注浆管与所述内部注浆管连通，将液压装置内的液压站通过外部液压油管与所述内部液压油管连通，通过液压站的液压驱动控制桩端挤密注浆装置的各液压挤压单元进行下压，进而将下压板向下推移，并将基桩端部土体强力压实挤密，形成桩底挤密区域；

S4、在下压板垂直向下推移后，桩身的底部撑开部分会产生横向的劈裂空间，之后启动高压注浆泵，水泥浆在压力作用下到达注浆管路，并在压力作用下使得单向注浆阀中的各注浆孔开塞，随后经过单向注浆阀在喷浆范围内向底部桩段的劈裂空间及桩端挤密注浆装置内部进行高压注浆，且浆液随桩体侧壁上返，并形成注浆加固区域；

S5、桩体养护数天后，桩底挤密区域与注浆加固区域注浆稳定固化，形成完整的端部加强桩体。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，1、用桩端挤密注浆装置通过可控的垂直向下挤压将桩端土体进行挤密压实，该装置对挤压力和行程可通过液压装置精准控制，从而可根据需求对顶升劈裂空间进行控制并依此对注浆量进行精准控制，通过桩端挤密注浆装置和高压注浆装置的联合应用与有效实施可以大幅度提高桩体的承载能力，并可以有把握的进行桩基设计变更，即减短基桩设计长度或减少基桩总数量，从而达到缩短施工工期、大幅度降低工程成本的目的；2、本施工方法既适用于传统静压与锤击的施工工艺，同时还可根据需求用于搅拌植入或引孔植入的预制桩，适用范围广泛；3、本施工方法可根据需要合理设置液压挤压单元的数量、顶推压力与顶推行程，针对不同地层进行设计，从而达到节约材料控制成本的目的。

作为优选，所述液压挤压单元为一个，所述液压挤压单元位于所述上承板与所述下压板之间的中心位置，且所述液压挤压单元的上部与所述上承板之间固定有若干第一斜撑加强肋以作支撑，所述液压挤压单元的下部与所述下压板之间固定有若干第二斜撑加强肋以作支撑，所述液压挤压单元通过横向液压管路与所述液压装置连通；通过设置第一斜撑加强肋，防止在下压板通过液压挤压单元下压过程中上承板刚度不够导致局部凸起变形，同时通过设置第二斜撑加强肋，能确保下压板的刚度，不至于发生局部凹陷变形。

作为优选，所述液压挤压单元为至少两个，所述液压挤压单元位于所述上承板与所述下压板之间并呈环绕式等间距分布，相邻的所述液压挤压单元之间通过所述横向液压管路串联并与所述液压装置连通；这样使得桩端挤密注浆装置的压力更大且更为均匀化。

作为优选，所述上承板的上表面设有至少两个定位销，通过所述定位销将所述桩端挤密注浆装置与所述预制桩的底部端板定位并固定；所述上承板的下表面上安装有密封用的橡胶环圈，所述橡胶环圈与所述外套钢筒的上端面相抵；在上承板与预制桩的底部端板安装时可进行有效的定位不至于位置产生偏离，同时通过设置橡胶环圈，可以使外套钢筒与上承板之间在沉桩过程中，防止外部土体进入外套钢筒内，保证桩端挤密注浆装置内部洁净。

作为优选，所述吊装防脱装置包括防脱板和防脱螺栓，所述防脱板固定在所述上承板的下表面上并位于所述外套钢筒的外侧，所述防脱板上设有第一螺栓孔，与所述第一螺栓孔相对应的所述外套钢筒的侧壁上设有第二螺栓孔，所述第一螺栓孔与所述第二螺栓孔通过所述防脱螺栓固定；在S2步骤中，通过防脱螺栓脱离所述第一螺栓孔与所述第二螺栓孔，使所述外套钢筒与所述上承板之间脱开；通过上述结构的设置，在与预制桩连接的桩端挤密注浆装置吊装时，能防止液压挤压单元的动力端脱落，同时在桩体入土之前，便于将防脱螺栓拔出。

作为优选，所述上承板上还设有若干个用于固定液压挤压单元的第三螺栓孔，所述第三螺栓孔位于所述预制桩的内孔区域，且通过螺栓与所述第三螺栓孔的配合使得所述液压挤压单元的上部与所述上承板固定连接，所述液压挤压单元的下部与所述下压板固定连接；便于液压挤压单元与上承板和下压板之间的安装。

作为优选，所述内部注浆管设有若干节并分节安装固定，所述内部注浆管的一端与所述外部注浆管连接，所述外部注浆管与所述高压注浆泵连接，所述内部注浆管的另一端通过反向螺纹接头与所述上承板所设有的注浆管预留螺纹孔的一端相连接；所述单向注浆阀通过接头与所述上承板所设有的注浆管预留螺纹孔的另一端相连接，且所述注浆管预留螺纹孔位于所述预制桩的内孔区域，所述单向注浆阀位于所述上承板的下方，所述单向注浆阀的侧壁开设有若干注浆孔，位于所述注浆孔的阀体外壁上套有橡胶套管；通过上述结构的设置，当注浆完成后，内部注浆管可反向旋转通过反向螺纹接头的反向螺纹进行拆除，达到注浆管的回收再利用；同时，在单向注浆阀的注浆孔套橡胶套管，在高压浆液的压灌下，多个注浆孔仅能够事先从注浆孔向外部单方向注浆，防止在未注浆前外界的介质堵住注浆孔，并防止注浆后浆液的回流。

作为优选，所述内部液压油管设有若干节并分节安装固定，所述内部液压油管的一端与所述外部液压油管连接，所述外部液压油管与所述液压站连接，所述内部液压油管的另一端通过反向螺纹接头与所述上承板所设有的液压油管预留螺纹孔的一端连接；所述液压油管预留螺纹孔的另一端通过接头与所述横向液压管路连接，且所述液压油管预留螺纹孔位于所述预制桩的内孔区域；通过上述结构的设置，当注浆完成后，内部液压油管可反向旋转通过反向螺纹接头的反向螺纹进行拆除，达到液压油管的回收再利用，且拆装更为方便。

作为优选，所述桩尖为钢桩尖或混凝土桩尖，所述桩尖固定在下压板上，所述混凝土桩尖内设有支撑筋，所述支撑筋与所述下压板固定连接；预制桩通过静压或锤击方式进行沉桩时，通过设置桩尖能有效提升预制桩贯入效率。

附图说明

图1是本发明的桩端联合挤密注浆系统结构示意图。

图2是本发明的高压注浆装置结构示意图。

图3是本发明的液压装置结构示意图。

图4是本发明的桩端挤密注浆装置结构示意图。

图5是本发明的上承板结构示意图一。

图6是本发明的上承板结构示意图二。

图7是本发明的下压板与外套钢筒之间的结构示意图。

图8是本发明的实施例一中桩端挤密注浆装置结构示意图。

图9是本发明的实施例二中桩端挤密注浆装置结构示意图。

图10是本发明的实施例三中桩端挤密注浆装置结构示意图。

图11是本发明的带有钢桩尖的桩端挤密注浆装置结构示意图。

图12是本发明的液压挤压单元在圆形预制桩的不同布置形式的俯视结构示意图。

图13是本发明的液压挤压单元在方形预制桩的不同布置形式的俯视结构示意图。

图14是本发明的桩端挤密注浆装置工作状态示意图。

图15是本发明的桩端挤密注浆装置成桩效果图。

附图中的标号分别为：100、桩端挤密注浆装置；200、预制桩；300、高压注浆装置；400、液压装置；600、劈裂空间；700、注浆加固区域；800、桩底挤密区域；101、上承板；102、下压板；103、外套钢筒；104、液压挤压单元；105、吊装防脱装置；106、横向液压管路；107、第一斜撑加强肋；108、定位销；109、橡胶环圈；110、钢桩尖；111、混凝土桩尖；112、支撑筋；113、第二斜撑加强肋；201、内孔；301、高压注浆泵；302、外部注浆管；303、内部注浆管；304、单向注浆阀；305、注浆孔；306、橡胶套管；401、液压站；402、外部液压油管；403、内部液压油管；101-1、第三螺栓孔；101-2、注浆管预留螺纹孔；101-3、液压油管预留螺纹孔；105-1、防脱板；105-2、防脱螺栓；105-3、第一螺栓孔；105-4、第二螺栓孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：本发明包括如下施工步骤：如附图1至15所示，

S1、将液压挤压单元104、上承板101、下压板102、横向液压管路106以及单向注浆阀304组装形成桩端挤密注浆装置100安装在末节并带有内孔201的预制桩200的底部端板上，下压板102与外套钢筒103固定连接，并通过吊装防脱装置105将外套钢筒103与上承板101连接，上承板101与下压板102之间安装有至少一个液压挤压单元104，液压挤压单元104通过横向液压管路106与液压装置400的内部液压油管403连通；

S2、根据现场施工的要求，如沉桩过程为静压或锤击沉桩方式，需在桩端挤密注浆装置100的底部安装桩尖，在预制桩200入土前，需通过吊装防脱装置105将外套钢筒103与上承板101之间脱开，通过桩尖并采用静压或锤击沉桩方式将预制桩200完成沉桩施工；并按沉桩顺序分节将预制桩200、内部液压油管403、内部注浆管303分别独立连接固定，且内部液压油管403和内部注浆管303穿过预制桩200的内孔201并加以固定，直至达到桩顶标高，沉桩结束后做好油管与注浆管的保护；

如沉桩过程为先钻孔预注浆、搅拌桩、旋喷桩施工后插芯桩的方式，要求成型的孔径大于所述预制桩200的桩径，预制桩200的沉桩要求在钻孔预注浆、搅拌桩、旋喷桩施工后的6h内进行。在预制桩200入土前，需通过吊装防脱装置105将外套钢筒103与上承板101之间脱开，并按沉桩顺序分节将预制桩200、内部液压油管403、内部注浆管303分别独立连接固定，且内部液压油管403和内部注浆管303穿过预制桩200的内孔201并加以固定，直至达到桩顶标高，沉桩结束后做好油管与注浆管的保护；

S3、待桩身养护1～3天后，将高压注浆装置300内的高压注浆泵301通过外部注浆管302与内部注浆管303连通，将液压装置400内的液压站401通过外部液压油管402与内部液压油管403连通，通过液压站401的液压驱动控制桩端挤密注浆装置100的各液压挤压单元104进行下压，进而将下压板102向下推移，并将基桩端部土体强力压实挤密，形成桩底挤密区域800；

S4、在下压板102垂直向下推移后，桩身的底部撑开部分会产生横向的劈裂空间600，之后启动高压注浆泵301，水泥浆在压力作用下到达注浆管路，并在压力作用下使得单向注浆阀304中的各注浆孔305开塞，随后经过单向注浆阀304在喷浆范围内向底部桩段的劈裂空间600及桩端挤密注浆装置100内部进行高压注浆，且浆液随桩体外侧壁上返，并形成注浆加固区域700；

S5、桩体养护数天后，桩底挤密区域800与注浆加固区域700注浆稳定固化，形成完整的端部加强桩体。

与桩端挤密注浆装置100连接的预制桩200可以为方桩、管桩、扩径竹节桩等含有内孔的预制桩，目前大范围使用的预制桩包含了以上桩型，使其适用性限制不大，同时预制桩内孔刚好为内部注浆管303与内部液压油管403提供了放置空间，将两条管路固定在内孔中更有效的起到了保护的作用。

液压挤压单元104采用的是油缸，每个液压挤压单元104通过横向液压管路106串联以提供液压动力，液压挤压单元104在液压站401开启后内部产生压力，液压活塞杆向下伸出带动下压板102挤密下部土体，从而提高该处土体的承载能力，同时液压挤压单元104撑开时会使桩身底部产生裂隙空间600，为之后的浆液灌入提供定向空间，不至于浆液四处乱窜，影响注浆效果。

液压挤压单元104为一个，液压挤压单元104位于上承板101与下压板102之间的中心位置，且液压挤压单元104的上部与上承板101之间通过焊接方式固定有若干第一斜撑加强肋107以作支撑，液压挤压单元104的下部与下压板102之间通过焊接方式固定有若干第二斜撑加强肋113以作支撑，液压挤压单元104通过横向液压管路106与液压装置400连通。

液压挤压单元104为至少两个，如两个、三个或四个时，液压挤压单元104位于上承板101与下压板102之间并呈环绕式等间距分布，相邻的液压挤压单元104之间通过横向液压管路106串联并与液压装置400连通。

如附图5、6所示，上承板101的上表面设有至少两个定位销108，一般为四个定位销108并以上承板101的中心呈围绕式等均分布，通过定位销108将桩端挤密注浆装置100与预制桩200的底部端板定位并固定；上承板101的下表面上安装有密封用的橡胶环圈109，橡胶环圈109与外套钢筒103的上端面相抵并形成封闭式的结构，防止在沉桩过程中外部土体的进入，保证桩端挤密注浆装置100内部洁净。

如附图4所示，吊装防脱装置105包括防脱板105-1和防脱螺栓105-2，防脱板105-1固定在上承板101的下表面上并位于外套钢筒103的外侧，防脱板105-1上设有第一螺栓孔105-3，与第一螺栓孔105-3相对应的外套钢筒103的侧壁上设有第二螺栓孔105-4，第一螺栓孔105-3与第二螺栓孔105-4通过防脱螺栓105-2固定，能防止吊装时，液压挤压单元104内的液压活塞杆脱落；在S2步骤中，在桩体入土前，通过防脱螺栓105-2脱离第一螺栓孔105-3与第二螺栓孔105-4，使外套钢筒103与上承板101之间脱开，入土时，外套钢筒103上部与橡胶环圈109相互接触但不连接，将桩端挤密注浆装置100内部与外部密封隔离。

上承板101上还设有若干个用于固定液压挤压单元104的第三螺栓孔101-1，根据不同尺寸的液压挤压单元104，一个液压挤压单元104上可设置1至3个第三螺栓孔101-1；第三螺栓孔101-1位于预制桩200的内孔区域，且通过螺栓与第三螺栓孔101-1的配合使得液压挤压单元104的上部与上承板101固定，液压挤压单元104的下部与下压板102通过焊接方式固定；液压挤压单元104的上部为液压缸体，下部为液压活塞杆，如液压挤压单元104为油缸，该上部即为油缸的缸体，下部即为油缸的顶升端。

内部注浆管303设有若干节并分节安装固定，一般内部注浆管303的长度略大于预制桩的长度，且内部注浆管303为硬性管，这样便于分节安装；内部注浆管303的一端与外部注浆管302连接，外部注浆管302与高压注浆泵301连接，内部注浆管303的另一端通过反向螺纹接头与上承板101所设有的注浆管预留螺纹孔101-2的一端相连接；单向注浆阀304通过接头与上承板101所设有的注浆管预留螺纹孔101-2的另一端相连接，且注浆管预留螺纹孔101-2位于预制桩200的内孔201区域，单向注浆阀304位于上承板101的下方，单向注浆阀304的侧壁开设有若干注浆孔305，该若干注浆孔305沿阀体的侧壁上呈环绕式等均分布，位于注浆孔305的阀体外壁上套有橡胶套管306，形成单向注浆装置。

内部液压油管403设有若干节并分节安装固定，一般内部液压油管403的长度略大于预制桩的长度，且内部液压油管403为硬性管，这样便于分节安装；内部液压油管403的一端与外部液压油管402连接，外部液压油管402与液压站401连接，内部液压油管403的另一端通过反向螺纹接头与上承板101所设有的液压油管预留螺纹孔101-3的一端连接；液压油管预留螺纹孔101-3的另一端通过接头与横向液压管路106连接，且液压油管预留螺纹孔101-3位于预制桩200的内孔201区域。

桩尖为钢桩尖110或混凝土桩尖111，桩尖固定在下压板102上，混凝土桩尖111内设有支撑筋112，支撑筋112与下压板102固定；若存在静压沉桩难以穿越的砂层、砾石、碎石等土层或者场地周边存在重要的设施、建筑，环境保护要求非常严格时，可采用搅拌植入、旋喷搅拌植入或引孔植入预制桩200的沉桩方式，此时可不设置桩尖。

预制桩200的截面形式可以是包括但不限于空心三角形、空心方形、空心十字形、空心多边形等多种形式；内孔201的截面形式可以是包括但不限于三角形、方形、十字形、空心多边形等多种形式，这样应用范围更大。

实施例一：

下面结合图1、图4～图8、图12c、图14、图15对本发明作进一步阐述说明，本实施例工程背景是沿海地区工业性厂房的静压预制管桩，桩长25m，桩径500mm，桩长范围内土层为粉质黏土，持力层为密实粉土，桩端阻力标准值为1600kPa。

如图4、图12c所示，该实施例中桩端挤密注浆装置100采用三个液压挤压单元104，三个单元呈等边三角形形式布置，液压挤压单元104外径为120mm，每个液压挤压单元104上部采用两个螺栓与上承板101连接，下部与下压板102固定连接，三个液压挤压单元104之间采用横向液压管路106相互串联；内部液压油管403通过上承板101上的液压油管预留螺纹孔101-3与横向液压管路106连通，并与外部液压站401连接形成液压装置400；内部注浆管303通过上承板101上的注浆管预留螺纹孔101-2与单向注浆阀304联通，并与高压注浆泵301连接形成高压注浆装置300。

本实施例中液压挤压单元104的向下压顶能力取决于桩端土体的极限端阻力标准值和液压挤压单元104的设计参数与数量。根据桩基设计，本实施例中的预制管桩直径500mm，桩端极限承载力为310kN，本实施例中单个液压挤压单元104所能提供的向下顶压力约为150kN，三个液压挤压单元104组合后可对桩端土体进行有效的挤密作用；同时为了控制挤压作用产生的劈裂空间600合理把握注浆量，液压挤压单元104的行程取15cm；本实施例中注浆管预留螺纹孔101-2和液压油管预留螺纹孔101-3设置在上承板101的中间部位，并在接桩前将油管和注浆管提前固定在预制桩200的内孔201中。

本实施例采用静压施工工艺进行沉桩，如图8所示，桩端挤密注浆装置100的下压板102下部设置混凝土桩尖111，混凝土桩尖111同下压板102通过内部的支撑筋112连接。

本实施例的施工工序与基础实施例所述基本相似，只包含预制桩的静压沉桩，无搅拌桩等引孔工艺，故对本实施例的实施步骤不再重复介绍。

实施例二：

下面结合图1、图4至7、图9、图12a对本发明作进一步阐述说明，本实施例工程背景是高层住宅项目，桩长范围内含有较厚中密粉砂层，静压工艺较难贯入，持力层为密实粉土，桩端阻力标准值为1200kPa。设计方案采用短芯劲性复合桩，其中搅拌桩直径600mm，桩长30m，预制管桩直径400mm，桩长25m。

如图4至6、图12a所示，该实施例中桩端挤密注浆装置100采用单个液压挤压单元104并布置在正中心，液压挤压单元104外径为140mm，液压挤压单元104上部采用三个螺栓与上承板101连接，下部与下压板102固定连接，液压挤压单元104通过横向液压管路106与内部液压油管403相连；内部液压油管403通过上承板101上的液压油管预留螺纹孔101-3与横向液压管路106连通，并与外部液压站401连接形成液压装置400；内部注浆管303通过上承板101上的注浆管预留螺纹孔101-2与单向注浆阀304联通，并与高压注浆泵301连接形成高压注浆装置300。

本实施例中液压挤压单元104的向下压顶能力取决于桩端固化土的抗压强度和液压挤压单元104的设计参数与数量。根据桩基设计，本实施例中的预制桩直径400mm，在搅拌桩养护1～3天后进行挤压注浆，此时固化土并未完全固化，本实施例中单个液压挤压单元104所能提供的向下顶压力约为160kN，经设计计算固化土可被压缩挤密；同时为了控制挤压作用产生的劈裂空间600合理把握注浆量，液压挤压单元104的行程取25cm；本实施例中注浆管预留螺纹孔101-2和液压油管预留螺纹孔101-3设置在上承板101的两侧，并在接桩前将油管和注浆管提前固定在预制桩200的内孔201中。

本实施例的施工工序与基础实施例所述基本相似，包含了搅拌桩的施工与预制桩的静压沉桩，故对本实施例的实施步骤不再重复介绍。

实施例三：

下面结合图1、图4、图5、图10、图12b、图14、图15对本发明作进一步阐述说明，本实施例的工程背景是企业办公楼，桩长范围内含有较厚中密砂土层，静压工艺较难贯入，持力层为中密粉质黏土层，桩端阻力标准值为1000kPa。设计方案采用根植桩，其中旋喷桩直径600mm，桩长27m，预制竹节桩桩直径500mm，桩长27m。如图4、图10、图12b所示，该实施例中桩端挤密注浆装置100采用两个液压挤压单元104并以中心对称布置，液压挤压单元104外径为120mm，液压挤压单元104上部采用两个螺栓与上承板101连接，下部与下压板102固定连接，两个液压挤压单元104之间采用横向液压管路106相互串联；内部液压油管403通过上承板101上的液压油管预留螺纹孔101-3与横向液压管路106连通，并与外部液压站401连接形成液压装置400；内部注浆管303通过上承板101上的注浆管预留螺纹孔101-2与单向注浆阀304联通，并与高压注浆泵301连接形成高压注浆装置300。

本实施例中液压挤压单元104的向下压顶能力取决于桩端土体的极限端阻力标准值强度和液压挤压单元104的设计参数与数量。根据桩基设计，本实施例中的预制桩直径500mm，桩端极限承载力为200kN，在搅拌桩养护1～3天后进行挤压注浆，本实施例中单个液压挤压单元104所能提供的向下顶压力约为160kN，经设计计算桩端土体可被压缩挤密；同时为了控制挤压作用产生的裂隙空间合理把握注浆量，液压挤压单元104的行程取25cm；本实施例中注浆管预留螺纹孔101-2和液压油管预留螺纹孔101-3设置在上承板101的中间部位，并在接桩前将油管和注浆管提前固定在预制桩200的内孔201中。

本实施例的施工工序与基础实施例所述基本相似，包含了旋喷桩的施工与预制桩的静压沉桩，故对本实施例的实施步骤不再重复介绍。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采用本发明所提供的结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：该桩端联合挤密注浆施工方法包括如下施工步骤：

S1、将液压挤压单元(104)、上承板(101)、下压板(102)、横向液压管路(106)以及单向注浆阀(304)组装形成桩端挤密注浆装置(100)安装在末节并带有内孔(201)的预制桩(200)的底部端板上，所述下压板(102)与所述外套钢筒(103)固定连接，并通过吊装防脱装置(105)将外套钢筒(103)与所述上承板(101)连接，所述上承板(101)与所述下压板(102)之间安装有至少一个液压挤压单元(104)，所述液压挤压单元(104)通过横向液压管路(106)与液压装置(400)的内部液压油管(403)连通；

S2、根据现场施工的要求，如预制空心桩沉桩过程为振动、静压或锤击沉桩方式，需在桩端挤密注浆装置(100)的底部安装桩尖，在预制桩(200)入土前，需通过吊装防脱装置(105)将所述外套钢筒(103)与所述上承板(101)之间脱开，通过桩尖并采用振动、静压或锤击沉桩方式将所述预制桩(200)完成沉桩施工；并按沉桩顺序分节将预制桩(200)、内部液压油管(403)、内部注浆管(303)分别独立连接固定，且所述内部液压油管(403)和所述内部注浆管(303)穿过所述预制桩(200)的内孔(201)并加以固定，直至达到桩顶标高，沉桩结束后做好油管与注浆管的保护；

如沉桩过程为先钻孔预注浆、搅拌桩、旋喷桩施工后插芯桩的方式，要求成型的孔径大于所述预制桩(200)的桩径，预制桩(200)的沉桩要求在钻孔预注浆、搅拌桩、旋喷桩施工后的6h内进行；在预制桩(200)入土前，需通过吊装防脱装置(105)将所述外套钢筒(103)与所述上承板(101)之间脱开，并按沉桩顺序分节将预制桩(200)、内部液压油管(403)、内部注浆管(303)分别独立连接固定，且所述内部液压油管(403)和所述内部注浆管(303)穿过所述预制桩(200)的内孔(201)并加以固定，直至达到桩顶标高，沉桩结束后做好油管与注浆管的保护；

S3、待桩身养护1～3天后，将高压注浆装置(300)内的高压注浆泵(301)通过外部注浆管(302)与所述内部注浆管(303)连通，将液压装置(400)内的液压站(401)通过外部液压油管(402)与所述内部液压油管(403)连通，通过液压站(401)的液压驱动控制桩端挤密注浆装置(100)的各液压挤压单元(104)进行下压，进而将下压板(102)向下推移，并将基桩端部土体强力压实挤密，形成桩底挤密区域(800)；

S4、在下压板(102)垂直向下推移后，桩身的底部撑开部分会产生横向的劈裂空间(600)，之后启动高压注浆泵(301)，水泥浆在压力作用下到达注浆管路，并在压力作用下使得单向注浆阀(304)中的各注浆孔(305)开塞，随后经过单向注浆阀(304)在喷浆范围内向底部桩段的劈裂空间(600)及桩端挤密注浆装置(100)内部进行高压注浆，且浆液随桩体外侧壁上返，并形成注浆加固区域(700)；

S5、桩体养护数天后，桩底挤密区域(800)与注浆加固区域(700)注浆稳定固化，形成完整的桩端加强桩体。

2.根据权利要求1所述的用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述液压挤压单元(104)为一个，所述液压挤压单元(104)位于所述上承板(101)与所述下压板(102)之间的中心位置，且所述液压挤压单元(104)的上部与所述上承板(101)之间固定有若干第一斜撑加强肋(107)以作支撑，所述液压挤压单元(104)的下部与所述下压板(102)之间固定有若干第二斜撑加强肋(113)以作支撑，所述液压挤压单元(104)通过横向液压管路(106)与所述液压装置(400)连通。

3.根据权利要求1所述的用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述液压挤压单元(104)为至少两个，所述液压挤压单元(104)位于所述上承板(101)与所述下压板(102)之间并呈环绕式等间距分布，相邻的所述液压挤压单元(104)之间通过所述横向液压管路(106)串联并与所述液压装置(400)连通。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述上承板(101)的上表面设有至少两个定位销(108)，通过所述定位销(108)将所述桩端挤密注浆装置(100)与所述预制桩(200)的底部端板定位并连接；所述上承板(101)的下表面上安装有密封用的橡胶环圈(109)，所述橡胶环圈(109)与所述外套钢筒(103)的上端面相抵。

5.根据权利要求1所述的用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述吊装防脱装置(105)包括防脱板(105-1)和防脱螺栓(105-2)，所述防脱板(105-1)固定在所述上承板(101)的下表面上并位于所述外套钢筒(103)的外侧，所述防脱板(105-1)上设有第一螺栓孔(105-3)，与所述第一螺栓孔(105-3)相对应的所述外套钢筒(103)的侧壁上设有第二螺栓孔(105-4)，所述第一螺栓孔(105-3)与所述第二螺栓孔(105-4)通过所述防脱螺栓(105-2)固定；在S2步骤中，通过防脱螺栓(105-2)脱离所述第一螺栓孔(105-3)与所述第二螺栓孔(105-4)，使所述外套钢筒(103)与所述上承板(101)之间脱开。

6.根据权利要求1所述的用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述上承板(101)上还设有若干个用于固定液压挤压单元(104)的第三螺栓孔(101-1)，所述第三螺栓孔(101-1)位于所述预制桩(200)的内孔区域，且通过螺栓与所述第三螺栓孔(101-1)的配合使得所述液压挤压单元(104)的上部与所述上承板(101)固定连接，所述液压挤压单元(104)的下部与所述下压板(102)固定连接。

7.根据权利要求1所述的用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述内部注浆管(303)设有若干节并分节安装固定，所述内部注浆管(303)的一端与所述外部注浆管(302)连接，所述外部注浆管(302)与所述高压注浆泵(301)连接，所述内部注浆管(303)的另一端通过反向螺纹接头与所述上承板(101)所设有的注浆管预留螺纹孔(101-2)的一端相连接；所述单向注浆阀(304)通过接头与所述上承板(101)所设有的注浆管预留螺纹孔(101-2)的另一端相连接，且所述注浆管预留螺纹孔(101-2)位于所述预制桩(200)的内孔区域，所述单向注浆阀(304)位于所述上承板(101)的下方，所述单向注浆阀(304)的侧壁开设有若干注浆孔(305)，位于所述注浆孔(305)的阀体外壁上套有橡胶套管(306)。

8.根据权利要求1所述的用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述内部液压油管(403)设有若干节并分节安装固定，所述内部液压油管(403)的一端与所述外部液压油管(402)连接，所述外部液压油管(402)与所述液压站(401)连接，所述内部液压油管(403)的另一端通过反向螺纹接头与所述上承板(101)所设有的液压油管预留螺纹孔(101-3)的一端连接；所述液压油管预留螺纹孔(101-3)的另一端通过接头与所述横向液压管路(106)连接，且所述液压油管预留螺纹孔(101-3)位于所述预制桩(200)的内孔(201)区域。

9.根据权利要求1所述的用于预制空心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述桩尖为钢桩尖(110)或混凝土桩尖(111)，所述桩尖固定在下压板(102)上，所述混凝土桩尖(111)内设有支撑筋(112)，所述支撑筋(112)与所述下压板(102)固定连接。

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