CN115852968A - 一种用于预制实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实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的预制实心桩的底部端板上；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底部的水泥土或原状土体强力压实挤密，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

一种用于预制实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实心桩的桩端联合挤密注浆施工方法。

背景技术

预制实心桩作为一种常见的用于工程当中的桩型，具有施工效率高、成本低廉的优点。同时也存在着一些客观上的不足限制了其的应用。虽然预制实心桩在工厂中加工完成，桩身质量得到很好的保证，但由于场地地质条件的一些影响因素，使其桩身强度得不到充分的发挥，造成了材料的浪费；在使用静压等方式沉桩过程中挤土效应严重，同时又因地层条件，有些地层难以贯入，限制了其应用场所。针对以上技术问题，本发明用于预制实心桩的桩端联合挤密注浆施工方法及与该施工方法相配套的桩端联合挤密注浆系统，提出了对桩端土体进行压密注浆来提升桩端承载力的液压挤密注浆装置，同时联合不同植桩方式减小了挤土效应，解决了特殊地层难以贯入的难题；对预制实心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实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实心桩增设液压挤密注浆装置，将桩底原状土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，这种用于预制实心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，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、上承板、下压板、外套钢筒、横向液压管路、横向注浆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的预制实心桩的底部端板上，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固定，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桩侧液压油管连通；所述上承板上连接有横向注浆管路，所述横向注浆管路的一端连接有单向注浆阀，所述横向注浆管路的另一端与高压注浆装置之间通过桩侧注浆管连通；并利用环形卡箍将桩侧注浆管和桩侧液压油管临时固定在待植入的预制实心桩侧壁上；

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，在预制实心桩入土前，需通过所述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实心桩完成沉桩施工；并按沉桩顺序分节将预制实心桩、桩侧液压油管、桩侧注浆管分别独立连接固定，在接桩完成后将环形卡箍箍紧各个管路，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；在预制实心桩入土前，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实心桩、桩侧液压油管、桩侧注浆管分别独立连接固定，在接桩完成后将环形卡箍箍紧各个管路，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桩侧注浆管连通，将液压装置内的液压站通过外部液压油管与所述桩侧液压油管连通，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，且浆液随桩体外侧壁上返，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，形成完整的桩端加强桩体。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，1、通过在预制实心桩的桩端设置桩端挤密注浆装置的方式，将桩底土体进行挤密压实，提高桩端持力层承载能力，充分发挥桩身强度优势，压密注浆使桩端形成加固扩大端，进一步提升端承力，有依据的对桩基设计优化，减短桩长或减少桩数，从而达到缩短工期、降低成本的目的；2、同时，桩端挤密注浆装置可应用在普通预制实心桩和特制桩侧预留凹槽的实心桩上，可根据施工需求进行合理选择；3、本施工方法可根据需要合理设置液压挤压单元的数量、精准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，所述外套钢筒为方形钢筒，所述外套钢筒的侧壁上设有液压油管保护罩和注浆管保护罩，所述液压油管保护罩和所述注浆管保护罩位于所述外套钢筒的相对两侧，且所述液压油管保护罩和所述注浆管保护罩的底部与所述外套钢筒的侧壁之间设有第一斜撑加强肋；与所述液压油管保护罩相通的所述外套钢筒的侧壁上设有液压油管预留孔，与所述注浆管保护罩相通的所述外套钢筒的侧壁上设有注浆管预留孔；通过设置液压油管保护罩和注浆管保护罩，能防止管路在入土时与土体发生较大摩擦遭受损坏，并在外套钢筒的侧壁设置液压油管预留孔和注浆管预留孔，便于管路的连接及限位。

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实心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；在上承板与预制实心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，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，使得将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，在与预制实心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固定，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桩侧液压油管连通；在桩端阻力标准值较小时，此时可设置一个液压挤压单元，能大大减少成本，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桩侧液压油管连通；在桩端阻力标注值较大时，此时可设置两个以上液压挤压单元来满足施工需求，并通过呈环绕式等间距分布的液压挤压单元，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，所述高压注浆装置包括高压注浆泵、外部注浆管、桩侧注浆管和单向注浆阀，所述桩侧注浆管设有若干节并分节安装固定且采用环形卡箍固定在所述预制实心桩的侧壁上，所述桩侧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，所述桩侧注浆管的另一端位于所述注浆管保护罩处且穿过所述注浆管预留孔伸入至外套钢筒内并与横向注浆管路的一端连接，所述横向注浆管路固定在所述上承板的下方，且所述横向注浆管路的另一端连接有单向注浆阀，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，便于桩侧注浆管的安装及固定，并通过环形卡箍，在桩侧注浆管安装时不受晃动影响，在沉桩过程中不会由于摩擦力的影响将管路拉断，及通过保护罩，能防止桩侧注浆管的接口破坏，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，所述液压装置包括液压站、外部液压油管和桩侧液压油管，所述桩侧液压油管设有若干节并分节安装固定且采用环形卡箍固定在所述预制实心桩的侧壁上，所述桩侧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，所述桩侧液压油管的另一端位于所述液压油管保护罩处且穿过所述液压油管预留孔伸入至外套钢筒内并与所述横向液压管路连通；通过上述结构的设置，便于桩侧液压油管的安装及固定，并通过环形卡箍，在桩侧液压油管安装时不受晃动影响，在沉桩过程中不会由于摩擦力的影响将管路拉断，及通过保护罩，能防止桩侧液压油管的接口破坏。

作为优选，所述下压板的下部固定有钢桩尖或混凝土桩尖，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实心桩贯入效率。

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是本发明的预制实心桩与注浆管、液压油管固定结构示意图。

图13是本发明的液压挤压单元在预制实心桩的不同布置形式的俯视结构示意图。

图14是本发明的不同形式预制实心桩结构剖面图。

图15是本发明的桩端挤密注浆装置工作状态示意图。

图16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、预制实心桩；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；900、环形卡箍；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、注浆管预留凹槽；202、液压油管预留凹槽；301、高压注浆泵；302、外部注浆管；303、桩侧注浆管；304、单向注浆阀；305、注浆孔；306、橡胶套管；307、横向注浆管路；103-1、液压油管保护罩；103-2、注浆管保护罩；103-3、液压油管预留孔；103-4、注浆管预留孔；401、液压站；402、外部液压油管；403、桩侧液压油管；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：本发明的桩端联合挤密注浆施工方法包括如下施工步骤：如附图1至16所示，

S1、将液压挤压单元104、上承板101、下压板102、外套钢筒103、横向液压管路106、横向注浆管路307以及单向注浆阀304组装形成桩端挤密注浆装置100安装在末节的预制实心桩200的底部端板上，上承板101通过定位销108的限位作用与桩底第一节预制实心桩200的底部端板之间进行焊接连接固定，下压板102与外套钢筒103通过焊接方式固定连接，并通过吊装防脱装置105将外套钢筒103与上承板101固定，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尺寸大小根据所提供的挤压力及空间位置而定，并均匀分布在预制实心桩200桩端横截面范围内，液压挤压单元104通过横向液压管路106与液压装置400的桩侧液压油管403连通；上承板101上连接有横向注浆管路307，横向注浆管路307的一端连接有单向注浆阀304，横向注浆管路307的另一端与高压注浆装置300之间通过桩侧注浆管303连通；并利用环形卡箍900将桩侧注浆管303和桩侧液压油管403临时固定在待植入的预制实心桩200侧壁上；且桩端挤密注浆装置100的外径大于由桩侧注浆管303和桩侧液压油管403所构成的预制实心桩200的外径；防止管路在入土时与土体发生较大摩擦遭受损坏；

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，在预制实心桩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实心桩200完成沉桩施工；并按沉桩顺序分节将预制实心桩200、桩侧液压油管403、桩侧注浆管303分别独立连接固定，在接桩完成后将环形卡箍900箍紧各个管路，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。在预制实心桩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实心桩200、桩侧液压油管403、桩侧注浆管303分别独立连接固定，在接桩完成后将环形卡箍900箍紧各个管路，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与桩侧注浆管303连通，将液压装置400内的液压站401通过外部液压油管402与桩侧液压油管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。

与桩端挤密注浆装置100连接的预制实心桩200可为普通混凝土预制实心方桩、三角桩或特制的具有注浆管预留凹槽201和液压油管预留凹槽202的预制实心桩。因预制实心方桩应用较为广泛，故针对该类桩型对桩端挤密注浆装置进行了优化设计，使其应用范围进一步扩大。

如附图7所示，外套钢筒103为方形钢筒，外套钢筒103的侧壁上设有液压油管保护罩103-1和注浆管保护罩103-2，液压油管保护罩103-1和注浆管保护罩103-2位于外套钢筒103的相对两侧，且液压油管保护罩103-1和注浆管保护罩103-2的底部与外套钢筒103的侧壁之间设有第一斜撑加强肋107；与液压油管保护罩103-1相通的外套钢筒103的侧壁上设有液压油管预留孔103-3，与注浆管保护罩103-2相通的外套钢筒103的侧壁上设有注浆管预留孔103-4。上述的各保护罩的作用在于保护注浆管和液压油管在沉桩过程中受到土体的挤压发生变形甚至断裂；通过设置预留孔，为注浆管和液压油管伸入外套钢筒103内提供空间，同时也避免了土体进入外套钢筒内部。

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与预制实心桩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8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，并在桩体入土前，将防脱螺栓105-2拔出，使外套钢筒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。

上述中的防脱板105-1位于外套钢筒103的相对两侧，并与液压油管保护罩103-1和注浆管保护罩103-2在外套钢筒103的相对两侧之间呈十字型分布，这样使得安装更为方便，且结构的稳定性也更好。

如附图13a所示，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通过焊接方式固定，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与桩侧液压油管403连通。

如附图13bcd所示，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串联并与桩侧液压油管403连通。

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。

高压注浆装置300包括高压注浆泵301、外部注浆管302、桩侧注浆管303和单向注浆阀304，桩侧注浆管303设有若干节并分节安装固定，且采用环形卡箍900固定在预制实心桩200的侧壁上，在完成接桩和桩侧注浆管303连接后，再将环形卡箍900紧固，来防止沉桩过程中由于与土体的摩擦使桩侧注浆管303脱落断裂，一般桩侧注浆管303的长度略大于预制实心桩200的长度，且桩侧注浆管303为硬性管，这样便于分节安装；桩侧注浆管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，桩侧注浆管303的另一端位于注浆管保护罩103-2处且穿过注浆管预留孔103-4伸入至外套钢筒103内并与横向注浆管路307的一端连接，横向注浆管路307固定在上承板101的下方，且横向注浆管路307的另一端连接有单向注浆阀304，单向注浆阀304的底部通过封堵封闭，单向注浆阀304的侧壁开设有若干注浆孔305，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，在高压浆液的压灌下，保证多个注浆孔305只能够向外部单方向注浆，避免浆液回流。

液压装置400包括液压站401、外部液压油管402和桩侧液压油管403，桩侧液压油管403设有若干节并分节安装固定，且采用环形卡箍固定900在预制实心桩200的侧壁上，在完成接桩和桩侧液压油管403连接后，再将环形卡箍900紧固，来防止沉桩过程中由于与土体的摩擦使桩侧液压油管403脱落断裂，一般桩侧液压油管403的长度略大于预制实心桩200的长度，且桩侧液压油管403为硬性管，这样便于分节安装；桩侧液压油管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，桩侧液压油管403的另一端位于液压油管保护罩103-1处且穿过液压油管预留孔103-3伸入至外套钢筒103内并与横向液压管路106连通。

在以静压或锤击进行沉桩时，下压板102的下部固定有钢桩尖110或混凝土桩尖111，钢桩尖110一般采用为十字型的桩尖；混凝土桩尖111内设有支撑筋112，支撑筋112与下压板102固定连接；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实心桩200的沉桩方式，此时可不设置桩尖。

预制实心桩200的截面形式可以是包括但不限于三角形、方形、十字形、多边形等多种形式，可根据设计要求选择不同截面形状的预制实心桩。

实施例一

下面结合图1～3、图5～7、图8、图12、图13a、图14a、图15～16对本发明作进一步阐述说明，本实施例工程背景是近海地区新型产业园标准办公用房，桩型采用等芯旋喷桩加实心预制方桩，旋喷桩完成后植入实心预制方桩，方桩长30m，方桩边长400mm，为普通方桩，桩身未设置管路预留凹槽，旋喷桩直径700mm，桩长范围内土层为粉质黏土和软土，持力层为密实粉土，桩端阻力标准值为1200kPa。

如图8、图14a所示，该实施例中桩端挤密注浆装置100采用一个液压挤压单元104，布置在实心预制方桩200截面中心，液压挤压单元104外径为240mm，液压挤压单元104上部与上承板101通过焊接方式固定连接，下部活塞杆与下压板102固定连接，液压挤压单元104与横向液压管路106相连；桩侧液压油管403与横向液压管路106相连并通过外套钢筒103上的液压油管预留孔103-3伸入桩端装置内部，转弯处通过液压油管保护罩103-1遮盖保护，并与外部的液压站401连接形成液压装置400；桩侧注浆管303与横向注浆管路307相连并通过外套钢筒103上的注浆管预留孔103-4伸入桩端装置内部，转弯处通过注浆管保护罩103-2遮盖保护，并与高压注浆泵301连接形成高压注浆装置300。本实施例中采用先施工搅拌桩后植入预制实心桩200的方式，预制实心桩200入土时土体较软，故预制实心桩200如图12、图13a所示，侧面未开槽仅对注浆管与液压油管利用环形卡箍900进行固定。

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。在旋喷桩养护1～3天后进行挤压注浆，根据桩基设计，本实施例中的预制实心桩200边长400mm，桩端极限承载力为192kN，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628kN，提供的顶压力对桩端土体可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25cm。

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。

实施例二

下面结合图1～3、图5～7、图9、图13b、图14b、图15～16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1600kPa。设计方案采用短芯劲性复合桩，其中搅拌桩直径800mm，桩长35m，方桩长32m，方桩边长500mm，为特制方桩，桩身设置管路预留凹槽。

如图9、图14b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，对角对称布置在实心预制方桩200截面上，液压挤压单元104外径为200mm，其余结构均同实施例一。本实施例中采用先施工搅拌桩后植入预制实心桩200的方式，预制实心桩200如图12、图13b所示，侧面开槽，提前将每节桩体上的注浆管与液压油管连接并置于注浆管预留凹槽201和液压油管预留凹槽202内，并对注浆管与液压油管利用环形卡箍900进行临时固定，在接桩的同时将各个管路相连并紧固环形卡箍900。

本实施例中液压挤压单元104的向下压顶能力取决于桩端水泥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，本实施例中的预制实心桩200直径400mm，在搅拌桩养护1～3天后进行挤压注浆，此时水泥土并未完全固化，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454kN，经设计计算水泥土可被压缩挤密；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20cm。

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1～3、图5～7、图10、图13a、图14b、图15～16对本发明作进一步阐述说明，本实施例的工程背景是工厂厂房及附属办公楼，采用静压实心预制方桩工艺，持力层为中密粉质黏土层，桩端阻力标准值为1000kPa。方桩长27m，方桩边长500mm，为特制方桩，为了保证在静压过程中各管路不被破坏，桩身设置管路预留凹槽。

如图4、图10、图14c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，均匀对称布置在预制实心方桩200截面上，液压挤压单元104外径为160mm，其余结构均同实施例一。本实施例中预制实心方桩200如图12、图13b所示，侧面开槽，提前将每节桩体上的注浆管与液压油管连接并置于注浆管预留凹槽201和液压油管预留凹槽202内，并对注浆管与液压油管利用环形卡箍900进行临时固定，在接桩的同时将各个管路相连并紧固环形卡箍900。

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13的设计参数与数量。根据桩基设计，本实施例中的预制实心方桩200边长500mm，桩端极限承载力为250kN，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230kN，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15cm。

本实施例采用静压施工工艺进行沉桩，如图10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11同下压板102通过内部支撑筋112连接。

本实施例的施工工序与基础实施例所述基本相似，只包含预制实心方桩200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。

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)

1.一种用于预制实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)、外套钢筒(103)、横向液压管路(106)、横向注浆管路(307)以及单向注浆阀(304)组装形成桩端挤密注浆装置(100)安装在末节的预制实心桩(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)固定连接，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)的桩侧液压油管(403)连通；所述上承板(101)上连接有横向注浆管路(307)，所述横向注浆管路(307)的一端连接有单向注浆阀(304)，所述横向注浆管路(307)的另一端与高压注浆装置(300)之间通过桩侧注浆管(303)连通；并利用环形卡箍(900)将桩侧注浆管(303)和桩侧液压油管(403)临时固定在待植入的预制实心桩(200)侧壁上；

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，在预制实心桩(200)入土前，需通过所述吊装防脱装置(105)将所述外套钢筒(103)与所述上承板(101)之间脱开，通过桩尖并采用静压或锤击沉桩方式将所述预制实心桩(200)完成沉桩施工；并按沉桩顺序分节将预制实心桩(200)、桩侧液压油管(403)、桩侧注浆管(303)分别独立连接固定，在接桩完成后将环形卡箍(900)箍紧各个管路，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；在预制实心桩(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)、桩侧液压油管(403)、桩侧注浆管(303)分别独立连接固定，在接桩完成后将环形卡箍(900)箍紧各个管路，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)与所述桩侧注浆管(303)连通，将液压装置(400)内的液压站(401)通过外部液压油管(402)与所述桩侧液压油管(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所述的用于预制实心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述外套钢筒(103)为方形钢筒，所述外套钢筒(103)的侧壁上设有液压油管保护罩(103-1)和注浆管保护罩(103-2)，所述液压油管保护罩(103-1)和所述注浆管保护罩(103-2)位于所述外套钢筒(103)的相对两侧，且所述液压油管保护罩(103-1)和所述注浆管保护罩(103-2)的底部与所述外套钢筒(103)的侧壁之间设有第一斜撑加强肋(107)；与所述液压油管保护罩(103-1)相通的所述外套钢筒(103)的侧壁上设有液压油管预留孔(103-3)，与所述注浆管保护罩(103-2)相通的所述外套钢筒(103)的侧壁上设有注浆管预留孔(103-4)。

3.根据权利要求1所述的用于预制实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)与所述预制实心桩(200)的底部端板定位并固定；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。

4.根据权利要求1所述的用于预制实心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：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。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的用于预制实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)固定，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)与所述桩侧液压油管(403)连通。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的用于预制实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)串联并与所述桩侧液压油管(403)连通。

7.根据权利要求2所述的用于预制实心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述高压注浆装置(300)包括高压注浆泵(301)、外部注浆管(302)、桩侧注浆管(303)和单向注浆阀(304)，所述桩侧注浆管(303)设有若干节并分节安装固定且采用环形卡箍(900)固定在所述预制实心桩(200)的侧壁上，所述桩侧注浆管(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，所述桩侧注浆管(303)的另一端位于所述注浆管保护罩(103-2)处且穿过所述注浆管预留孔(103-4)伸入至外套钢筒(103)内并与横向注浆管路(307)的一端连接，所述横向注浆管路(307)固定在所述上承板(101)的下方，且所述横向注浆管路(307)的另一端连接有单向注浆阀(304)，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2所述的用于预制实心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述液压装置(400)包括液压站(401)、外部液压油管(402)和桩侧液压油管(403)，所述桩侧液压油管(403)设有若干节并分节安装固定且采用环形卡箍(900)固定在所述预制实心桩(200)的侧壁上，所述桩侧液压油管(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，所述桩侧液压油管(403)的另一端位于所述液压油管保护罩(103-1)处且穿过所述液压油管预留孔(103-3)伸入至外套钢筒(103)内并与所述横向液压管路(106)连通。

9.根据权利要求1所述的用于预制实心桩的桩端联合挤密注浆施工方法，其特征在于：所述下压板(102)的下部固定有钢桩尖(110)或混凝土桩尖(111)，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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