CN102900080A

CN102900080A - 无挤土的预制桩取土植入方法

Info

Publication number: CN102900080A
Application number: CN2012103261678A
Authority: CN
Inventors: 张后禅; 孙亚卓; 张雪丽
Original assignee: Shanghai Zhongji Pile Industry Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zhongji Pile Industry Co Ltd
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明公开了一种无挤土的预制桩取土植入方法，包括以下步骤：1）使用动力头钻机对设计桩位的土层进行切削、搅拌并使土体破坏粉碎，形成桩孔；2）起吊预制桩，将预制桩对准并植入桩孔的被破坏粉碎土体中；3）使用空心螺旋取土钻头将桩孔某一部分外侧的土体取出，形成至少一节完整的环状空间；4）在形成的环状空间中灌入水泥砂浆或混凝土，所述水泥砂浆或混凝土与预制桩结合形成复合裹心混凝土桩。本发明不但可以消除挤土效应，并在一定程度上解决了预制桩在土中（尤其是沿海地区）的永久抗腐蚀问题，而且极大地提高了预制桩的单桩承载力和抗震能力，解决了桩端难以进入岩土持力层的问题。

Description

无挤土的预制桩取土植入方法

技术领域

本发明涉及预制桩的植桩（压桩）方法，具体属于一种无挤土的预制桩取土植入方法。

背景技术

传统的预制桩（包括预应力钢筋混凝土空心管桩、预应力钢筋混凝土方桩、截面为其它形状的预应力钢筋混凝土桩、非预应力桩、钢桩等）多年来被广泛地应用在各种不同的工商、民用建筑物的基础中，由于其质量好、强度高，因此实现了较好的社会效益。但是，随着科学技术的发展进步，人们对建筑产品的质量要求越来越高，此时传统的预制桩自身的一些缺陷完全暴露出来，如原材料和加工机械等，此外，预制桩还受到施工技术的限制，因此在预制桩的施工过程中会出现挤土效应的问题，该挤土效应是由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态而产生的。

在沉桩过程中，由于桩自身的体积“占用”了土体原有的空间，使桩四周的土体向四周排开。当桩四周的土体为非饱和土层时，在土体受到挤压时，土体的体积会发生收缩，可以部分消散挤压应力，而当桩四周的土体为饱和软土时，土体受挤压时体积不会收缩或收缩量极小，挤压应力主要通过土***移来消减，挤土效应则十分明显，因此会造成极大的负面影响。

挤土效应的影响主要表现在：(1)沉桩时，由于桩周土层被压密并挤开，使土体产生垂直方向的***和水平方向的位移，可能造成近邻已压入的桩产生上浮，桩端被“悬空”，使桩的承载力达不到设计要求；也会造成桩位偏移和桩身倾斜、翘曲折断等质量事故，甚至会使相邻的建筑物和市政设施发生不均匀变形以致损坏；(2)压桩过程中孔隙水压力升高造成土体破坏，未破坏的土体也会因孔隙水压力的不断传播和消散而蠕变，会导致土体的垂直***和水平方向的位移。目前，挤土效应已经极大地影响到预制桩在各行各业中的应用，因此迫切需要能够解决预制桩在施工过程中产生挤土效应问题的方法。

此外，多节桩之间的接头及预制桩本身在泥土中，尤其是沿海地区的土体中，会出现腐蚀问题，而且桩端难以进入较硬岩土持力层，导致预制桩的强度、寿命及建筑物的承载力均受到影响等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无挤土的预制桩取土植入方法，可以显著地降低预制桩植入过程的挤土效应，并解决桩端难以进入硬的岩土持力层的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的无挤土的预制桩取土植入方法，包括以下步骤：

1）使用动力头钻机对设计桩位的土层进行切削、搅拌并使土体破坏粉碎，形成桩孔；

2）起吊预制桩，将预制桩对准并植入桩孔的被破坏粉碎土体中；

3）使用空心螺旋取土钻头将桩孔某一部分外侧的土体取出，形成至少一节完整的环状空间；

4）在形成的环状空间中灌入水泥砂浆或混凝土，所述水泥砂浆或混凝土与预制桩结合形成复合裹心混凝土桩。

在步骤1中，向破坏粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆和/或化学防腐蚀浆液，所述防腐蚀水泥浆和/或化学防腐蚀浆液与被粉碎的土体在动力头钻机的钻头作用下搅拌混合形成新的复合土体。

被破坏粉碎的土体深度与要植入的预制桩的长度相对应，被破坏粉碎的土体截面面积大于预制桩外侧面的截面面积。

在步骤3中，所述环状空间位于桩孔的上部和/或桩孔的中部和/或桩孔的底部。

步骤1中的动力头钻机为单轴动力头钻机或多轴动力头钻机。

步骤2中采用履带式吊车或压桩机起吊预制桩。

步骤1中采用高压泥浆泵向粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆或化学防腐蚀浆液。

所述预制桩为实心桩，被破坏粉碎的土体截面面积大于实心桩的截面面积。

所述预制桩为空心管桩，被破坏的土体截面面积大于空心管桩的外侧面的截面面积。

本发明利用动力头钻机对设计桩位的土层原始结构进行结构性的破坏，使植入预制桩的土体被彻底粉碎形成极大的空隙，同时在破坏粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆或化学防腐蚀浆液，二者在钻头的作用下充分搅拌混合形成复合土体，预制桩利用自身的重量植入设计桩位的复合土体中，在植入过程中预制桩与周边的复合土体之间的摩擦力几乎可以忽略不计，并且对周边土体不产生任何挤压应力，因此可以大幅度降低或消除挤土效应的产生。同时，复合土体与预制桩的周身固结、紧密包裹结合形成完整的裹芯一体基础桩，完全隔绝了桩身内外表面、桩与桩之间的接头与土体接触可能产生氧化腐蚀反应的基本条件，从而在一定程度上解决预制桩在土中（尤其是沿海地区）的永久抗腐蚀问题。更重要的是，在桩身周围可以根据实际需要形成多个环状灌砼部分，这样不但提高了预制桩的单桩承受力和抗震能力，还可以使桩端顺利进入较硬的岩土持力层。

附图说明

图1是设计桩位的土体示意图；

图2是本发明无挤土的预制桩取土植入方法的流程图

图3是本发明无挤土的预制桩取土植入方法中步骤一的示意图；

图4是本发明无挤土的预制桩取土植入方法中步骤二的示意图；

图5是本发明无挤土的预制桩取土植入方法中步骤三第一实施例的示意图；

图6是本发明无挤土的预制桩取土植入方法中步骤四第一实施例的示意图；

图7是第一实施例的预制桩植入并灌砼后的示意图；

图8是本发明无挤土的预制桩取土植入方法中步骤三第二实施例的示意图；

图9是本发明无挤土的预制桩取土植入方法中步骤四第二实施例的示意图；

图10是第二实施例的预制桩植入并灌砼后的示意图；

图11是本发明无挤土的预制桩取土植入方法中步骤三第三实施例的示意图；

图12是本发明无挤土的预制桩取土植入方法中步骤四第三实施例的示意图；

图13是第三实施例的预制桩植入并灌砼后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的无挤土的预制桩取土植入方法是基于将预制桩的挤土效应基本消除、提高预制桩与接头的防腐性，以及在遭遇桩端难以进入较硬岩土持力层时提高桩身承载力的原则下发明的，适用于截面为各种形状的预应力钢筋混凝土预制桩、非预应力混凝土桩或钢桩，如图2所示，该方法包括以下步骤：

1）使用单轴或多轴的动力头钻机对设计桩位的土层（如图1所示）进行切削、搅拌并使土体破坏粉碎，形成桩孔，如图3所示，优选的，动力头钻机的钻头的截面积大于预制桩的外侧面截面面积；被破坏粉碎的土体深度与要植入的预制桩的长度相对应，被破坏粉碎的土体截面面积大于预制桩外侧面的截面面积；根据预制桩的使用目的要求，在破坏设计桩位土体的同时，用高压泥浆泵向破坏粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆和/或化学防腐蚀浆液，所述防腐蚀水泥浆和/或化学防腐蚀浆液与被粉碎的土体在动力头钻机的钻头作用下充分搅拌混合形成新的复合土体；

2）使用履带式吊车或者常规的压桩机起吊预制桩，如图4所示，将预制桩对准植入桩孔中，复合土体与预制桩的周身固结后紧密包裹结合形成完整的裹芯一体基础桩；

3）使用空心螺旋取土钻头按实际需要将桩孔某一部分外侧的土体取出，如图5所示，可以在桩孔的上部形成一节完整的环状空间，桩顶位于该环状空间内；也可以如图8所示，在除桩孔底部外的其它位置形成完整的环状空间，桩身除桩底外都位于环状空间内；还可以如图11所示，自上而下沿桩孔进行间隔地扩土取土，形成多个完整的环状空间，所述多个环状空间可以位于桩孔的上部，也可以位于桩孔的中部，还可以位于桩孔的底部；

4）如图6、图9和图12所示，在形成的环状空间中灌入水泥砂浆或混凝土，所述水泥砂浆或混凝土与预制桩结合最后形成复合裹心混凝土桩，如图7、图10和图13所示。

当需要沿桩孔进行间隔扩土取土并灌入水泥砂浆或混凝土时，如图12所述，先形成最下面的一个环状空间，并向内注入水泥砂浆或混凝土，然后间隔一段距离扩土取土形成一个环状空间，再向内注入水泥砂浆或混凝土，依次重复进行，最后相邻环状空间之间的土体被压实，与周围土体结构相同，如图13所示。

预制桩为实心桩，被破坏粉碎的土体截面面积大于实心桩的截面面积。

预制桩为空心管桩，被破坏的土体截面面积大于空心管桩的外侧面的截面面积。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员对本发明等做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims

1.一种无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，在步骤1中，向破坏粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆和/或化学防腐蚀浆液，所述防腐蚀水泥浆和/或化学防腐蚀浆液与被粉碎的土体在动力头钻机的钻头作用下搅拌混合形成新的复合土体。

3.根据权利要求1所述的无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，被破坏粉碎的土体深度与要植入的预制桩的长度相对应，被破坏粉碎的土体截面面积大于预制桩外侧面的截面面积。

4.根据权利要求1所述的无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，在步骤3中，所述环状空间位于桩孔的上部和/或桩孔的中部和/或桩孔的底部。

5.根据权利要求1所述的无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，步骤1中的动力头钻机为单轴动力头钻机或多轴动力头钻机。

6.根据权利要求1所述的无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，步骤2中采用履带式吊车或压桩机起吊预制桩。

7.根据权利要求2所述的无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，步骤1中采用高压泥浆泵向粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆或化学防腐蚀浆液。

8.根据权利要求3所述的无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，所述预制桩为实心桩，被破坏粉碎的土体截面面积大于实心桩的截面面积。

9.根据权利要求3所述的无挤土的预制桩取土植入方法，其特征是，所述预制桩为空心管桩，被破坏的土体截面面积大于空心管桩的外侧面的截面面积。