CN117166467A - 一种复合型桩施工方法及辅助施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合型桩施工方法及辅助施工装置，其包括桩位的确定及投放；取土引孔法引孔；沉桩、接桩及送桩；旋钻机清孔；放置全长钢筋笼；注浆及验收；第一管桩；第二管桩；紧固组件，包括第一连接端板、第二连接端板、紧固件；辅助组件，包括辅助套筒、辅助对准件。通过静压法施工预制管桩，避免了锤击法导致的桩身受损等情况，同时为应对复杂的地质情况，在预制管桩出现欠送情况后，放入全长钢筋笼，浇筑补偿混凝土，在预制管桩的底部形成灌注桩来保证静压力值与抗拔性能，有效解决了预制管桩在复杂地质情况下难以下压的问题；同时，通过设置紧固组件与辅助对准组件，在预制管桩接桩时提供辅助作用，以及在完成接桩后增强了抗拔性能。

Description

一种复合型桩施工方法及辅助施工装置

技术领域

本发明涉及大面积桩基施工复杂地质下复合型桩施工技术领域，涉及一种复合型桩施工方法及辅助施工装置。

背景技术

在过去的十年里，PHC管桩的需求呈波段上涨，随着管桩在高铁、大型桥梁、特高压等大型基础中的推广应用，大直径管桩的优势越发明显。

传统PHC管桩锤击法进行施工时，虽然具有施工简单、施工质量易控制、但只能进入砂、砾、硬黏土、强风化岩层等坚实持力层不大的深度，当遇砂层、孤石等沉桩困难时，强行打入会导致桩身破碎，如局部残积层及全风化层中分布规律的孤石，在沉桩过程中会造成很大的困难，此外在沉桩过程中，周围土体受到桩体的挤压作用，导致短期内孔隙水压力上升，使土体隆起并向侧向挤压，使应力影响范围内的已有建(构)筑物及道路等产生变形，甚至破坏。同时还会对已施工完毕的工程桩产生挤压，使之产生偏移、上浮等现象，对后续的检测都会造成一定的困难。

因此，需要设计一种复合型桩施工方法及辅助施工装置来应对PHC管桩因地质原因无法压至设计深度，导致无法保证静压力值的情况。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是常规的PHC预制管桩难以应对较复杂地质情况，会出现桩端欠送，难以保证静压力值，同时预制管桩在接桩时存在这对接不够便捷，影响施工效率的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种复合型桩施工方法，包括，

桩位的确定及投放；

取土引孔法引孔；

沉桩、接桩及送桩；

旋钻机清孔；

放置全长钢筋笼；

注浆及验收。

作为本发明所述一种复合型桩施工方法的一种优选方案，其中：2.所述放置全长钢筋笼主要应对预制管桩由于地质原因欠送，底部存在悬空导致的底部静压力值无法保证的情况；

通过底部灌注桩与上部预制管桩相结合来保证静压力值。

作为本发明所述一种复合型桩施工方法的一种优选方案，其中：3.所述沉桩位置按照设计图纸的尺寸根据基准点投放每一根桩的中心点，并设置标志，放桩位前，须做出测量图；进行取土引孔法时，采用螺旋钻机预先钻孔后,在预先钻好的孔位静压管桩,使管桩达到设计要求的深度，且随钻随打；

在沉桩时按照标准做好桩长、终压力等原始记录，焊口作好焊接隐蔽记录，插桩时桩头对准地面桩位标志物，两台经纬仪交叉成90°且架置在能看清桩的全长的位置；先观测桩机导杆的垂直度，符合要求后，用经纬仪观测桩的垂直度，保证垂直度在5‰以内，指挥桩机进行多次调整，第一节桩要严格保证其垂直度，确保其导向作用，桩入土三米后严禁用桩机调整其垂直度，沉桩时桩帽与桩周围的间隙应控制在5～10mm之间，桩帽与桩之间垫弹性垫，且应在同一中心线上。

作为本发明所述一种复合型桩施工方法的一种优选方案，其中：4.所述接桩采用端板焊接连接，焊接前应先确定管节是否合格；拼接处坡口槽的电焊应分三层以上对称进行环缝焊接，并采用措施减少焊接变形，正确掌握焊接电流和施焊速度，每层焊接厚度宜高出坡口1mm，焊缝必须每层检查，焊接不宜有夹渣、气泡等缺陷；

在送桩之前，应预先算好送桩深度，并选择合适的送桩器，在送桩器上作明显标志，送桩杆与桩应在同一中心线上，送桩杆上的桩帽与桩周围间隙控制在5～10mm之间，送桩杆与桩之间垫有一定厚度的平整弹性纸垫。送桩时要做好的压力值等原始记录，用水准仪控制桩顶设计标高的偏差，桩顶设计标高偏差应符合规范及设计要求。

作为本发明所述一种复合型桩施工方法的一种优选方案，其中：5.所述引孔后采用履带式液压锚杆长螺旋钻机，清孔深度不小于压桩前的引孔深度，保证后续钢筋笼全长设置，清孔完成后，经验收后按孔深放入钢筋笼，钢筋笼按标准进行配筋，钢筋笼为全长设置；

采用C35/P8水下微膨胀商品混凝土浇筑桩底孔及桩芯。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种复合型桩辅助施工装置，包括

第一管桩；

第二管桩，所述第二管桩设置在第一管桩一侧；以及，

紧固组件，所述紧固组件连接所述第一管桩与第二管桩，包括第一连接端板、第二连接端板、紧固件，所述第一连接端板与第一管桩相连接，所述第二连接端板与第二管桩相连接，所述紧固件连接第一连接端板与第二连接端板；

辅助组件，所述辅助组件设置在紧固组件一侧，包括辅助套筒、辅助对准件，所述辅助套筒与第一连接端板相连接，所述辅助对准件设置在辅助套筒侧壁。

作为本发明所述一种复合型桩辅助施工装置的一种优选方案，其中：.所述紧固件包括插杆、插块、卡块，所述插杆一端与第二连接端板一侧相连接，且插杆中心处于空心状态，所述插块设置在第一连接端板一侧的插槽中，所述卡块设置在插杆侧壁伸缩槽中，且卡块通过滑动凸条与伸缩槽相连接；

所述卡块一侧设置有卡入斜面，所述插槽直径小于卡块伸出插杆宽度，且插槽内侧壁还设置有卡槽，所述卡槽直径与卡块伸出伸缩槽后相契合。

作为本发明所述一种复合型桩辅助施工装置的一种优选方案，其中：所述第一连接端板一侧还设置有连接槽，所述连接槽一侧设置有第一加长凸块，且第一连接端板侧壁还设置第一凹槽，所述第二连接端板一侧设置有连接插块、第二凹槽、第二加长凸块，所述连接插块与连接槽相契合，所述第二凹槽宽度与第一加长凸块相契合，所述第二加长凸块与第一凹槽相契合。

作为本发明所述一种复合型桩辅助施工装置的一种优选方案，其中：所述辅助套筒由套筒与螺杆连接组成，通过螺杆与第一管桩相连接；

所述辅助对准件包括对准盒、连接弹簧以及连接滑块，所述对准盒设置在套筒侧壁，所述连接滑块通过连接弹簧与对准盒内侧壁相连接。

作为本发明所述一种复合型桩辅助施工装置的一种优选方案，其中：所述连接滑块侧壁设置定位滑槽，且第二连接端板侧壁设置有定位凸块，所述定位凸块与定位滑槽相契合。

本发明的有益效果：通过静压法施工预制管桩，避免了锤击法导致的桩身受损等情况，同时为应对复杂的地质情况，在预制管桩出现欠送情况后，放入全长钢筋笼，浇筑补偿混凝土，在预制管桩的底部形成灌注桩来保证静压力值与抗拔性能，有效解决了预制管桩在复杂地质情况下难以下压的问题；

同时，通过设置紧固组件与辅助对准组件，在预制管桩接桩时提供辅助作用，以及在完成接桩后增强了抗拔性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明的辅助施工装置整体示意图。

图2为本发明的辅助施工装置部分示意图。

图3为本发明的紧固组件示意图。

图4为本发明的紧固组件爆炸示意图。

图5为本发明的紧固件爆炸示意图。

图6为本发明的辅助组件示意图。

图7为本发明的对准见爆炸示意图。

图8为本发明的抗拔静载试验数据图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1、图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种复合型桩辅助施工装置，包括第一管桩100、第二管桩200、紧固组件300以及辅助组件400；

进一步的，第二管桩200设置在第一管桩100一侧；以及，

具体的，紧固组件300连接第一管桩100与第二管桩200，包括第一连接端板301、第二连接端板302、紧固件303，第一连接端板301与第一管桩100相连接，第二连接端板302与第二管桩200相连接，紧固件303连接第一连接端板301与第二连接端板302；

进一步的，辅助组件400设置在紧固组件300一侧，包括辅助套筒401、辅助对准件402，辅助套筒401与第一连接端板301相连接，辅助对准件402设置在辅助套筒401侧壁。

在使用时，当第二管桩200需要与第一管桩100进行接桩时，先将辅助套筒401与第一管桩100相连接，再进行吊装第二管桩200，在第二管桩200与第一管桩100位置调整对准时，仅需将第二管桩200与辅助对准件402相对准，即可在继续下降时保持位置相对稳定，第一管桩100与第二管桩200之间通过紧固组件300实现紧固连接，第一连接端板301与第一管桩100在预制时固定连接，第二连接端板302与第二管桩200之间也在预制时固定连接，紧固件303作为紧固连接第一连接端板301与第二连接端板302的结构，通过紧固件303的作用，实现第一、第二管桩连接紧密，最后在通过焊接，加强两者之间的连接牢固性。

实施例2

参照图1～图7，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。

具体的，紧固件303包括插杆303a、插块303b、卡块303c，插杆303a一端与第二连接端板302一侧相连接，且插杆303a中心处于空心状态，插块303b设置在第一连接端板301一侧的插槽301a中，与插槽301a底侧壁固定连接，插块303b可以插入插杆303a内部空心初，卡块303c设置在插杆303a侧壁伸缩槽303a-1中，且卡块303c通过滑动凸条303c-1与伸缩槽303a-1相连接，应说明的是卡块303与插块303b为一体，卡块303始终在伸缩槽303a-1中滑动，不会掉出插杆303a；

优选的，插杆303a与第二连接端板302可通过螺纹连接，即在需要接装时将若干插杆303a与第二连接端板302相连接即可。

进一步的，卡块303c一侧设置有卡入斜面303c-2，插槽301a直径小于卡块303c伸出插杆303a宽度，且插槽301a内侧壁还设置有卡槽301a-1，卡槽301a-1直径与卡块303c伸出伸缩槽303a-1后相契合。

在使用时，若在插杆303a插入插槽301a前，卡块303c处于伸缩槽303a-1外，即可通过卡入斜面303c-2与插槽301a顶部力的作用缩入伸缩槽303a-1内，当插块303b插入插杆303a内部空心时，又会推动卡块303c伸出插杆303a外，卡入卡槽301a-1内，从而使得插杆303a无法拔出，继而实现第一连接端板301与第二连接端板302之间的紧固连接。

第一连接端板301一侧还设置有连接槽301b，连接槽301b一侧设置有第一加长凸块301c，且第一连接端板301侧壁还设置第一凹槽301d，第二连接端板302一侧设置有连接插块302a、第二凹槽302b、第二加长凸块302c，连接插块302a与连接槽301b相契合，第二凹槽302b宽度与第一加长凸块301c相契合，第二加长凸块302c与第一凹槽301d相契合。

在使用时，当第一连接端板301与第二连接端板302闭合连接时，连接插块302a插入连接插槽301b、第一加长凸块301c与第二凹槽302b契合连接，使得呈现第一连接端板301与第二连接端板302内侧壁连接处形成直角式连接，加强了对整体紧固组件300内部的密封防水性以及灌注混凝土时，避免过多的水分流失；

在两个连接端板的外侧壁，第二加长凸块302c契合第一凹槽，也使得连接缝隙避开了只要内部构件，加强了密封防水性。

进一步的，辅助套筒401由套筒401a与螺杆401b连接组成，通过螺杆401b与第一管桩100相连接；

辅助对准件402包括对准盒402a、连接弹簧402b以及连接滑块402c，对准盒402a设置在套筒401a侧壁，连接滑块402c通过连接弹簧402b与对准盒402a内侧壁相连接。

连接滑块402b侧壁设置定位滑槽402b-1，且第二连接端板302侧壁设置有定位凸块302d，定位凸块302d与定位滑槽402b-1相契合。

具体的，接桩时，将辅助套筒401与第一管桩100侧壁相连接，对准插槽301a相应位置，再将第二连接端板302侧壁的定位凸块302d对准定位滑槽402b-1，由于定位凸块302d处于外侧壁，对于施工人员较对准内部的紧固件303较易于观察，当定位凸块302d滑入定位滑槽402b-1时，会挤压定位滑块402c向外挤压入对准盒402a，完成接桩后，再通过螺杆401b取下辅助套筒401。应说明的是，初始未接桩完成时，第一连接端板301对连接滑块402c起到支撑作用。

综上，通过辅助组件400使得在接桩时孔位对准更省时省力，通过紧固组件300的设置，使得两个管桩接桩后有更强的稳固性，从而具有更强的抗拔性能，两个连接端板之间的密封连接，也使得后续在浇筑混凝土时，混凝土中水分的流失对接桩部分产生影响。

实施例3

参照图1～图8，为本发明第三个实施例，该实施例基于上一个实施例，不同的是，提供了一种复合型桩施工方法，包括

桩位的确定及投放；

取土引孔法引孔；

沉桩、接桩及送桩；

旋钻机清孔；

放置全长钢筋笼；

注浆及验收。

具体的，放置全长钢筋笼主要应对预制管桩由于地质原因欠送，底部存在悬空导致的底部静压力值无法保证的情况；

通过底部灌注桩与上部预制管桩相结合来保证静压力值。

进一步的，沉桩位置按照设计图纸的尺寸根据基准点投放每一根桩的中心点，并设置标志，放桩位前，须做出测量图；进行取土引孔法时，采用螺旋钻机预先钻孔后,在预先钻好的孔位静压管桩,使管桩达到设计要求的深度，且随钻随打；

在沉桩时按照标准做好桩长、终压力等原始记录，焊口作好焊接隐蔽记录，插桩时桩头对准地面桩位标志物，两台经纬仪交叉成90°且架置在能看清桩的全长的位置；先观测桩机导杆的垂直度，符合要求后，用经纬仪观测桩的垂直度，保证垂直度在5‰以内，指挥桩机进行多次调整，第一节桩要严格保证其垂直度，确保其导向作用，桩入土三米后严禁用桩机调整其垂直度，沉桩时桩帽与桩周围的间隙应控制在5～10mm之间，桩帽与桩之间垫弹性垫，且应在同一中心线上。

进一步的，接桩采用端板焊接连接，焊接前应先确定管节是否合格；拼接处坡口槽的电焊应分三层以上对称进行环缝焊接，并采用措施减少焊接变形，正确掌握焊接电流和施焊速度，每层焊接厚度宜高出坡口1mm，焊缝必须每层检查，焊接不宜有夹渣、气泡等缺陷；

在送桩之前，应预先算好送桩深度，并选择合适的送桩器，在送桩器上作明显标志，送桩杆与桩应在同一中心线上，送桩杆上的桩帽与桩周围间隙控制在5～10mm之间，送桩杆与桩之间垫有一定厚度的平整弹性纸垫。送桩时要做好的压力值等原始记录，用水准仪控制桩顶设计标高的偏差，桩顶设计标高偏差应符合规范及设计要求。

引孔后采用履带式液压锚杆长螺旋钻机，清孔深度不小于压桩前的引孔深度，保证后续钢筋笼全长设置，清孔完成后，经验收后按孔深放入钢筋笼，钢筋笼按标准进行配筋，钢筋笼为全长设置；

采用C35/P8水下微膨胀商品混凝土浇筑桩底孔及桩芯。

例如滁州新能源汽车产业园项目工期紧任务重，根据图纸设计要求第(4)层强风化泥质砂岩，极限端阻力标准值6000kPa,桩端全截面(不包括桩尖部分)进入持力层深度不小于1.2米，采用传统做法PHC管桩锤击法进行施工，虽然具有施工简单、施工质量易控制、但只能进入砂、砾、硬黏土、强风化岩层等坚实持力层不大的深度。

采用一种复合型桩施工方法，形成了形成了上端为PHC管桩，下端为灌注桩的复合桩型，当管桩欠送时，对悬空部位进行清孔(清孔后孔径为408)，通过250的管桩桩孔投入钢筋笼，然后浇筑补偿收缩混凝土，因实际施工时因桩压不下去(静压值采用2200KN)，抗压已不是主控指标，后期检测时主要是抗拔性能，该项目的部分单桩试验数据见图8。

说明本发明的一种复合型桩施工方法及辅助施工装置在能适应较复杂的地质情况下依然满足各项性能测试。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离发明发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种复合型桩施工方法，其特征在于：包括，

桩位的确定及投放；

取土引孔法引孔；

沉桩、接桩及送桩；

旋钻机清孔；

放置全长钢筋笼；

注浆及验收。

2.如权利要求1所述的复合型桩施工方法，其特征在于：所述放置全长钢筋笼主要应对预制管桩由于地质原因欠送，底部存在悬空导致的底部静压力值无法保证的情况；

通过底部灌注桩与上部预制管桩相结合来保证静压力值。

3.如权利要求1或2所述的复合型桩施工方法，其特征在于：所述沉桩位置按照设计图纸的尺寸根据基准点投放每一根桩的中心点，并设置标志，放桩位前，须做出测量图；进行取土引孔法时，采用螺旋钻机预先钻孔后,在预先钻好的孔位静压管桩,使管桩达到设计要求的深度，且随钻随打；

在沉桩时按照标准做好桩长、终压力等原始记录，焊口作好焊接隐蔽记录，插桩时桩头对准地面桩位标志物，两台经纬仪交叉成90°且架置在能看清桩的全长的位置；先观测桩机导杆的垂直度，符合要求后，用经纬仪观测桩的垂直度，保证垂直度在5‰以内，指挥桩机进行多次调整，第一节桩要严格保证其垂直度，确保其导向作用，桩入土三米后严禁用桩机调整其垂直度，沉桩时桩帽与桩周围的间隙应控制在5～10mm之间，桩帽与桩之间垫弹性垫，且应在同一中心线上。

4.如权利要求3所述的复合型桩施工方法，其特征在于：所述接桩采用端板焊接连接，焊接前应先确定管节是否合格；拼接处坡口槽的电焊应分三层以上对称进行环缝焊接，并采用措施减少焊接变形，正确掌握焊接电流和施焊速度，每层焊接厚度宜高出坡口1mm，焊缝必须每层检查，焊接不宜有夹渣、气泡等缺陷；

在送桩之前，应预先算好送桩深度，并选择合适的送桩器，在送桩器上作明显标志，送桩杆与桩应在同一中心线上，送桩杆上的桩帽与桩周围间隙控制在5～10mm之间，送桩杆与桩之间垫有一定厚度的平整弹性纸垫。送桩时要做好的压力值等原始记录，用水准仪控制桩顶设计标高的偏差，桩顶设计标高偏差应符合规范及设计要求。

5.如权利要求4所述的复合型桩施工方法，其特征在于：所述引孔后采用履带式液压锚杆长螺旋钻机，清孔深度不小于压桩前的引孔深度，保证后续钢筋笼全长设置，清孔完成后，经验收后按孔深放入钢筋笼，钢筋笼按标准进行配筋，钢筋笼为全长设置；

采用C35/P8水下微膨胀商品混凝土浇筑桩底孔及桩芯。

6.一种复合型桩辅助施工装置，其特征在于：包括权利要求1～5任一所述的复合型桩施工方法；以及，

第一管桩(100)；

第二管桩(200)，所述第二管桩(200)设置在第一管桩(100)一侧；以及，

紧固组件(300)，所述紧固组件(300)连接所述第一管桩(100)与第二管桩(200)，包括第一连接端板(301)、第二连接端板(302)、紧固件(303)，所述第一连接端板(301)与第一管桩(100)相连接，所述第二连接端板(302)与第二管桩(200)相连接，所述紧固件(303)连接第一连接端板(301)与第二连接端板(302)；

辅助组件(400)，所述辅助组件(400)设置在紧固组件(300)一侧，包括辅助套筒(401)、辅助对准件(402)，所述辅助套筒(401)与第一连接端板(301)相连接，所述辅助对准件(402)设置在辅助套筒(401)侧壁。

7.如权利要求6所述的复合型桩辅助施工装置，其特征在于：所述紧固件(303)包括插杆(303a)、插块(303b)、卡块(303c)，所述插杆(303a)一端与第二连接端板(302)一侧相连接，且插杆(303a)中心处于空心状态，所述插块(303b)设置在第一连接端板(301)一侧的插槽(301a)中，所述卡块(303c)设置在插杆(303a)侧壁伸缩槽(303a-1)中，且卡块(303c)通过滑动凸条(303c-1)与伸缩槽(303a-1)相连接；

所述卡块(303c)一侧设置有卡入斜面(303c-2)，所述插槽(301a)直径小于卡块(303c)伸出插杆(303a)宽度，且插槽(301a)内侧壁还设置有卡槽(301a-1)，所述卡槽(301a-1)直径与卡块(303c)伸出伸缩槽(303a-1)后相契合。

8.如权利要求7所述的复合型桩辅助施工装置，其特征在于：所述第一连接端板(301)一侧还设置有连接槽(301b)，所述连接槽(301b)一侧设置有第一加长凸块(301c)，且第一连接端板(301)侧壁还设置第一凹槽(301d)，所述第二连接端板(302)一侧设置有连接插块(302a)、第二凹槽(302b)、第二加长凸块(302c)，所述连接插块(302a)与连接槽(301b)相契合，所述第二凹槽(302b)宽度与第一加长凸块(301c)相契合，所述第二加长凸块(302c)与第一凹槽(301d)相契合。

9.如权利要求8所述的复合型桩辅助施工装置，其特征在于：所述辅助套筒(401)由套筒(401a)与螺杆(401b)连接组成，通过螺杆(401b)与第一管桩(100)相连接；

所述辅助对准件(402)包括对准盒(402a)、连接弹簧(402b)以及连接滑块(402c)，所述对准盒(402a)设置在套筒(401a)侧壁，所述连接滑块(402c)通过连接弹簧(402b)与对准盒(402a)内侧壁相连接。

10.如权利要求9所述的复合型桩辅助施工装置，其特征在于：所述连接滑块(402b)侧壁设置定位滑槽(402b-1)，且第二连接端板(302)侧壁设置有定位凸块(302d)，所述定位凸块(302d)与定位滑槽(402b-1)相契合。