CN202543906U

CN202543906U - 预留注浆管预制桩

Info

Publication number: CN202543906U
Application number: CN 201220118008
Authority: CN
Inventors: 丁智; 魏新江; 张涛; 葛国宝
Original assignee: Zhejiang University City College ZUCC
Current assignee: Zhejiang University City College ZUCC
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-03-27

Abstract

一种预留注浆管预制桩，包括桩身，所述桩身底部与桩头固定连接，所述桩身内设桩侧注浆管和桩端注浆管；所述桩端注浆管位于桩身的中心位置，所述桩侧注浆管隔段预设桩侧单向出浆口，桩端注浆管的下端与所述桩身下端出口连通；所述桩侧注浆管的上端安装桩侧连接管，所述桩端注浆管的上端安装桩端连接管，所述桩侧连接管和桩端连接管均与桩身的上端面连接。本实用新型提供一种有效提高桩侧摩擦力和桩端承载力、降低成本的预留注浆管预制桩。

Description

预留注浆管预制桩

技术领域

本发明涉及一种预制桩及其成桩工艺。

背景技术

随着我国建筑事业的大力发展桩基础成为各种建筑物尤其是高层建筑、重型厂房、地铁车站等广泛采用的一种深基础形式。根据不同的分类标准桩基可划分为不同的类型，按成桩方法可分为：预制桩(木桩、钢桩、混凝土桩)、灌注桩(沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖空灌注桩)、就地搅拌桩等。从经济、环保、安全等角度出发，混凝土预制桩以及灌注桩的使用相当普遍。对于在覆盖层松软的土层、地下水比较多的土层以及工期紧急地情况下采用预制桩施工具有明显的优势，但是由于吊桩设备的限制导致单节桩长长度不足，接桩位置又会成为薄弱面，沉桩后桩身裂缝会降低桩身强度、桩端承载力不高、桩侧摩阻力小。对于钻孔灌注桩，虽然适用于复杂的土层但是桩身质量不易控制，容易出现断桩、露筋、夹泥等问题，导致单桩承载力不高。近年来后注浆工艺有所发展并得到了广泛的使用，但是在钻孔灌注桩中采用后注浆工艺时注浆孔的通畅不易保证；对于PHC管桩，由于管壁太薄，水平承载力低，由此引入的后注浆工艺可以对管桩的水平承载力有所提高，但是在桩底桩侧同时注浆时又面临桩侧注浆难以控制，桩底注浆需控制钻孔深度等问题。根据上述问题若能开发出一种兼具预制桩和后注浆相结合的新工艺将会为桩基的施工解决很多问题，预留注浆管预制桩便是这一思路的实施。

发明内容

为了克服已有预制桩及其成桩工艺的桩侧摩擦力较小、桩端承载力较小、成本较高的不足，本发明提供一种有效提高桩侧摩擦力和桩端承载力、降低成本的预留注浆管预制桩及其成桩工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种预留注浆管预制桩，包括桩身，所述桩身底部与桩头固定连接，所述桩身内设桩侧注浆管和桩端注浆管；所述桩端注浆管位于桩身的中心位置，所述桩侧注浆管隔段预设桩侧单向出浆口，桩端注浆管的下端与所述桩身下端出口连通；所述桩侧注浆管的上端安装桩侧连接管，所述桩端注浆管的上端安装桩端连接管，所述桩侧连接管和桩端连接管均与桩身的上端面连接。

进一步，所述桩头包括圆锥头部和圆柱身部，所述圆柱身部呈笼状或网状。

更进一步，桩端注浆管的下端安装四通管。

再进一步，所述桩头内填充碎石。

所述桩身有至少两段，靠上的桩身的下端出口与相邻靠下的桩身的上端面连接，且上下相邻的桩身内的两根侧注浆管连通，两根桩端注浆管连通。

所述桩侧注浆管和桩端注浆管为波纹管。

一种预留注浆管预制桩的成桩工艺，所述成桩工艺包括以下步骤：

(1)、布置模板和钢筋，将桩端注浆管设在桩身中心位置，桩侧注浆管布置在桩身的桩侧，

(2)用先张法加工预应力桩的桩身；

(3)打桩并将桩送至设计标高后开始注浆；

(4)采用连接管将注浆管接头分别与桩侧注浆管和桩端注浆管连通；

(5)用高压水疏通桩侧注浆管和桩端注浆管，打开出浆口；

(6)先进行桩侧注浆，再进行桩端注浆，形成预制桩。

进一步，所述步骤(1)中，桩侧注浆管和桩端注浆管的主体均采用塑料波纹管，端头连接管为带有内螺纹的钢管。

再进一步，所述步骤(1)中，桩身的两端增设预埋件；所述步骤(2)中，将上下相邻的两段桩身的预埋件对焊。

所述步骤(1)中，将模板在开有与桩侧单向出浆口配合的孔。

本发明的技术构思为：使用的塑料波纹管一方面有很好的弯曲性能，另一方面在预应力施加完毕截断预应力钢筋时即能协调桩身的变形又能与桩身紧密地咬合，其次塑料波纹管价格低廉可以节约工程造价，综合各方面的因素该设计有很大的优势。

当桩侧浆液注入时，首先对桩侧泥皮进行破坏、消除，对桩周土起到渗透和挤密作用，充填桩与桩侧周围土体的间隙，随着注浆量和注浆压力的增加，现场的护壁泥皮在高压浆液的顶压、充填、挤压作用下被破坏并挤出地表，逐渐扩大桩侧压密区范围，使桩侧土的应力路径和固结状态改变。当桩侧为粘性土或粉质土等渗透性差的土时形成劈裂注浆，如果桩侧为砂砾性等渗透性能较好的土层时，形成桩侧压密注浆状态。桩侧后压浆使水泥浆与桩侧泥皮、土层之间发生挤密、渗入、充填、劈裂等过程，提高了桩侧土体的强度以及桩侧混凝土与土体之间的粘结力，且增大了桩径，提高了桩侧摩阻力，从而提高了单桩承载力。

桩端注浆时，由于预制桩头内碎石的存在，一方面可以防止桩端出浆口被堵塞形成良好的出浆通道，另一方面注浆结束后浆液与碎石、桩端伸出的钢筋结合形成抗压能力比较大的混凝土。而且随着注浆量的增加，桩底逐渐形成“梨形头”压密区域也逐渐扩大，最终桩底可产生扩底桩的效果，也会大大地提高单桩承载力。

本发明适合于上覆土层为松软土层、地下水流大、工期比较紧迫等传统预制桩适用的情况。此外，本发明结合了传统预制桩、预应力管桩、钻孔灌注桩后注浆工艺的优势，比传统预制桩有更高的承压能力以及抗拔性能。

本发明的有益效果主要表现在：(1)桩身钢筋所施加的低预应力可以有效地减轻吊桩、打桩过程出现的裂缝，可以保证桩身质量。(2)注浆管布置更合理，不易被堵塞，提高施工效率。(3)通过注浆工艺可以弥补接桩缺陷，并且在桩身出现裂缝的情况下，后压浆可以填充于裂缝，达到修补桩身的效果。(4)使桩侧摩擦力以及桩端承载力大大提高，进而可以减少打桩数量，节约造价。(5)在设计时就考虑到后注浆，比将后注浆作为补救措施节省人力以及财力，也达到了经济高效的目的。(5)工艺简单，并且可以在保证桩身承载力的前提下大大地缩短工期。(6)桩头填料可用矿渣、建筑废料，可将废品重新利用，节能环保。

本发明同时具有上述特点，从而大幅提高了桩的承载能力同时减少工程成本，可有效地为桩基工程服务。

附图说明

图1是预留注浆管预制桩桩身结构示意图。

图2是预留注浆管预制桩A-A剖面结构示意图。

图3是预留注浆管预制桩连接段桩身A-A结构示意图。

图4是预留注浆管预制桩B-B截面结构示意图。

图5是桩头结构示意图。

图6是接桩卡具的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图1～图4，一种预留注浆管预制桩，采用预制桩与后注浆工艺相结合，桩身采用低预应力混凝土，内设桩侧注浆管5，桩端注浆管7；桩头10为预制，桩头内填充碎石9，并将桩头与桩端焊接成整体。桩侧注浆管隔段预设桩侧单向出浆口6，桩端设置与桩端注浆管连接的四通管8作为桩底出浆口，尽量保证三个出浆口均匀分布(在水平面的投影为120°)

上述预制桩头10为类似“蒙古包”状的整体，其中圆柱部分(与桩端连接区域以下)为笼状或网状。

上述碎石9也可由砂砾、钢渣、建筑碎块代替。

实施例2

参照图1～图6，一种预留注浆管预制桩的成桩工艺，包括如下步骤：

(1)布置模板、钢筋及桩侧注浆管5、桩端注浆管7和下桩端预埋件11和上桩端预埋件13，桩底注浆管7设在中心位置，桩侧注浆管5布置在桩侧；注浆管的主体采用塑料波纹管(桩侧注浆管可用4分管，桩端注浆管可用6分管)，端头连接管为带有内螺纹的钢管4。

(2)用先张法加工预应力桩的桩身，施加的预应力不要太大(4-6MPa即可)，以避免打桩时桩身混凝土被压碎。

(3)当混凝土达到强度要求后截断两端多余钢筋，对于桩端部分的钢筋要留出略小于桩头10圆柱部分的长度。

(4)连接桩端出浆口——四通管8(亦可预埋置)。

(5)将预制桩头10内填充碎石料9，碎石料不要填充过满以防损坏桩端出浆口。

(6)将桩头10按图与下桩端预埋件11焊接成桩。

(7)打桩时最好采用特制桩帽，以防损坏注浆口，将桩送至设计标高后开始注浆。

(8)采用连接管3将桩侧注浆管外接头1、桩端注浆管外接头2分别与相应的内螺纹钢管连接，形成注浆通道。

(9)用高压水疏通注桩侧注浆管5、桩端注浆管7，打开出浆口。

(10)注浆采取注浆压力与注浆量双控制的措施，先进行桩侧注浆，再进行桩端注浆(一般在桩侧注浆结束6小时左右)。

在需要接桩的情况下，每节桩的两端增设预埋件，将两段桩的预埋件对焊(空隙内可填充碎石料)。

为了保证成桩后桩侧单向出浆口6的完好，可以考虑在步骤1中，将模板在相应的位置留出略大于桩侧注浆管5的孔。

如图2、3顺序布置模板、钢筋及桩侧注浆管5、桩端注浆管7、下桩端预埋件11和上桩端预埋件13，尽量保证桩端注浆管7设在中心位置，桩侧注浆管5布置在桩侧；注浆管的主体采用塑料波纹管(桩侧注浆管用四分管，桩端注浆管用六分管)，并在端头处替换为带有内螺纹的钢管4；将预制桩头10内填充碎石料9用以改善注浆效果，碎石料不要填充过满以防损坏桩端出浆口；将桩头10按图与桩端预埋件11焊接成桩；注浆采取注浆压力与注浆量双控制的措施，先进行桩侧注浆，再进行桩端注浆(一般在桩侧注浆结束6小时)。

Claims

1.一种预留注浆管预制桩，包括桩身，所述桩身底部与桩头固定连接，其特征在于：所述桩身内设桩侧注浆管和桩端注浆管；所述桩端注浆管位于桩身的中心位置，所述桩侧注浆管隔段预设桩侧单向出浆口，桩端注浆管的下端与所述桩身下端出口连通；所述桩侧注浆管的上端安装桩侧连接管，所述桩端注浆管的上端安装桩端连接管，所述桩侧连接管和桩端连接管均与桩身的上端面连接。

2.如权利要求1所述的预留注浆管预制桩，其特征在于：所述桩头包括圆锥头部和圆柱身部，所述圆柱身部呈笼状或网状。

3.如权利要求1或2所述的预留注浆管预制桩，其特征在于：桩端注浆管的下端安装四通管。

4.如权利要求1或2所述的预留注浆管预制桩，其特征在于：所述桩头内填充碎石。

5.如权利要求1或2所述的预留注浆管预制桩，其特征在于：所述桩身有至少两段，靠上的桩身的下端出口与相邻靠下的桩身的上端面连接，且上下相邻的桩身内的两根侧注浆管连通，两根桩端注浆管连通。

6.如权利要求1或2所述的预留注浆管预制桩，其特征在于：所述桩侧注浆管和桩端注浆管为波纹管。