CN105421445A - 非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供非预应力离心高强混凝土桩植桩结构及其施工方法，该方法施工步骤包括有植桩机就位、引孔作业、持力层确认、扩底、注入桩端水泥浆、注入桩周水泥浆与拔钻、预钻孔接桩、将非预应力离心高强混凝土桩植入桩孔。本发明效果是该方法有效地减少了桩身的破坏，提高了桩身的延性30％以上，避免了桩身开裂的现象，提管桩的整体性能20％以上，工艺简单，成本低，性价比高，竖向承载力高、桩基水平承载力也高、能满足抗震要求的离心混凝土桩，可穿越坚硬中间层、较厚的团结层，广泛应用于各种土质的基础施工，保证质量符合住宅产业化的要求，具有良好的社会效益和推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种桩结构及其施工方法，特别是一种非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法。
背景技术
随着城市建设的迅猛发展，可用于建设的土地资源越来越少，因此房屋建筑向高层发展，各种高层及超高层建筑成为当前建设的主导。对于高层及超高层建筑的基础工程，基础承载力的要求越来越高，建筑物沉降变形要求也越来越高。为满足承载力及变形要求，设计往往采用深长桩基础。
现有预制桩虽然施工中广泛应用，但是还是存在不少缺点：例如：软土地基中桩周侧阻力发挥不完全；软土地基中竖向抗压荷载下桩身强度不能充分发挥；开挖施工不当时易发生桩身倾斜，造成对桩身的损害；焊接施工不当及桩头结构处理不当时，产生抗拔承载力无法满足要求；变形性能不够高，易脆性破坏等问题。
现有预制桩一般以锤击沉桩、静压沉桩施工为主，往往也存在着挤土，施工中对周围设施(地下构造物、管线)有影响；施工耗能高、产生噪声和空气污染；穿透各种夹层时有难度施工不当时易对桩身造成宏观或微观的损害；桩顶标高难以控制。另外，现有灌注桩也存在以下问题：缩颈，泥浆排放成为社会问题；桩底沉渣等时有发生，桩身质量波动大不够稳定；桩顶标高易发生参差不齐现象，开挖施工时难度大；现场难以保持整洁；施工速度慢，效率低；单方混凝土换算承载力仅为PHC桩30％至40％，有限资源利用不充分等。
发明内容
针对上述存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法，以利于达到节能减排无震动，低噪声、无污染，成桩质量好，单桩承载力高、泥浆排放少，具有良好的社会效益和推广价值的效果。
为实现上述目的，本发明提供一种非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法，该非预应力离心高强混凝土桩植桩结构有多种形式包括：端部扩大端、接桩处扩大端、不同持力层处扩大端。多种形式可以相互组合形成不同形式的组合结构桩。
本发明提供一种非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法，该方法包括有以下步骤：
a.钻孔：根据地质情况选择钻机的钻孔速度，并注水或膨润土混合液，对桩孔进行修整和护壁，钻孔时应对钻杆垂直度、平面位置、钻孔速度、钻机电流、用水或膨润土混合液的量进行监控，钻孔孔径大于桩孔孔径200mm；
b.桩端持力层确认：根据积分电流变化情况与静力触探变化，确认持力层，钻机钻孔速度应保持一致，随时监测电流的负荷变化；
c.扩底：按照设定的扩大直径，分多次进行扩孔，并通过液压扩大装置对扩孔过程进行实时监测，保证扩孔直径的准确性；扩孔在不同部位，包括：底部扩大端、顶部扩大端、桩两端扩大端、两节桩接桩处扩大端、三节桩接桩处及不同持力层处扩大端，多种扩大端形式的非预应力离心高强混凝土桩能够相互组合形成不同形式的组合结构桩，非预应力离心高强混凝土桩的扩大端处用水泥灌浆；
d.注入桩端水泥浆：注浆时上下反复升降钻机钻杆，确保全部注入扩底部位并保证桩端水泥浆的均匀分布；
e.注入桩周水泥浆与拔钻：注入桩端水泥浆后，开始拔出钻杆，在拔钻杆的同时注入桩周水泥浆并进行反复搅拌，注浆时根据提升钻机钻杆的速度确定相匹配的注浆流量，保证水泥浆在孔内上下整体均匀分布；
f.预钻孔接桩：在预钻孔处将两节或者多节非预应力离心高强混凝土桩机械连接或者焊接形成组合桩；通过在不同部位的扩孔及相互组合形成不同形式的组合结构桩；
g.植桩：钻机钻杆拔出后，利用吊机将组合桩吊入桩孔，利用桩自重将桩植入钻孔内至设计深度，对于两节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节桩从预钻孔吊出植入钻孔内；对于三节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节桩从预钻孔吊出植入孔内后，再在孔口接上第三节桩，组成三节组合桩。
本发明的效果是采用该植桩施工方法，在扩大端处用水泥灌浆，保证较大的桩端阻力；单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发挥，桩身抗拔性能得到大幅提高，桩身抗水平承载力大幅提高，施工对周围设施无影响，无泥浆和空气污染，适应桩端持力层变化较大的地质条件；桩顶标高可控，可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力的变化，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，桩身完整性更加可靠。
使用非预应力高强离心混凝土桩有效地减少了桩身的破坏，提高了桩身的延性30％以上，避免了桩身开裂的现象，提高桩的整体性能20％以上，而且工艺简单，成本低，性价比高，是一种竖向承载力高、桩基水平承载力也高、能满足抗震要求的离心混凝土桩，广泛应用于各种土质的基础施工。
将非预应力离心高强混凝土桩与植桩工艺结合效果是振动小，噪声低，可穿越坚硬中间层、较厚的团结层；采用工业化的生产方式施工，能够降低成本、提高效率、保证质量符合住宅产业化的要求，具有良好的社会效益和推广价值。
附图说明
图1-1、1-2、1-3分别是本发明非预应力离心高强混凝土桩植桩结构底部、顶部、两端部扩孔形式示意图；
图1-4、1-5分别是本发明非预应力离心高强混凝土桩植桩结构桩两节桩、三节桩接桩处扩孔形式示意图；
图1-6是本发明非预应力离心高强混凝土桩植桩结构桩不同持力层处扩孔形式示意图；
图2-1为本发明底部扩大端与顶部扩大端组合示意图；
图2-2为本发明底部扩大端与接桩处扩大端组合示意图；
图2-3所示为顶部扩大端与接桩处扩大端与底部扩大端组合示意图；
图2-4为不同持力层扩大端与底部扩大端组合示意图；
图2-5为不同持力层扩大端与与接桩处扩大端底部扩大端组合示意图；
图2-6为不同持力层扩大端与接桩处扩大端与顶部扩大端组合示意图；
图3是本发明非预应力离心高强混凝土桩的钢筋笼骨架与桩头的结构示意图；
图4为本发明的非预应力离心高强混凝土桩植桩方法实施例的现场操作流程示意图。
图中：
1、非预应力主筋2、螺旋箍筋3、钢筋骨架笼4、桩头
5、混凝土桩身6、底部扩大端7、顶部扩大端8、桩两端扩大端
9、两节桩接桩处扩大端10、三节桩接桩处扩大端11、不同持力层处扩大端
具体实施方式
结合附图对本发明的非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法加以说明。
本发明的非预应力离心高强混凝土桩的结构有多种形式，包括如图1-1底部扩大扩孔形式的底部扩大端6、如图1-2顶部扩大形式的顶部扩大端7、如图1-3桩两端扩孔形式桩的两端扩大端8、如图1-4两节桩接桩处扩孔形式的两节桩接桩处扩大端9、如图1-5三节桩接桩处扩孔形式的10、如图1-6不同持力层处扩孔形式的不同持力层处扩大端11。
本发明不同形式组合结构桩示意图，端部扩大端、接桩处扩大端、不同持力层处扩大端三种不同形式的结构桩可组合形成新的组合结构桩。图2-1为本发明底部扩大端与顶部扩大端组合示意图；图2-2为本发明底部扩大端与接桩处扩大端组合示意图；图2-3所示为顶部扩大端与接桩处扩大端与底部扩大端组合示意图；图2-4为不同持力层扩大端与底部扩大端组合示意图；图2-5为不同持力层扩大端与与接桩处扩大端底部扩大端组合示意图；图2-6为不同持力层扩大端与接桩处扩大端与顶部扩大端组合示意图。
该组合结构桩桩身抗拔性能得到大幅提高，桩身抗水平承载力大幅提高，施工对周围设施无影响，无泥浆和空气污染，适应桩端持力层变化较大的地质条件；桩顶标高可控，可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力的变化，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，桩身完整性更加可靠。
如图3所示，非预应力离心高强混凝土桩结构包含有混凝土桩身5及两端桩头4。在混凝土桩身5内设有钢筋笼骨架3，所述的钢筋笼骨架3包括有多根非预应力主筋1、螺旋箍筋2；非预应力主筋1纵向均匀分布，螺旋箍筋2固定连接在非预应力主筋1上，非预应力主筋1两端分别固定连接在两端桩头4处。
如图4所示，本发明的非预应力离心高强混凝土桩植桩方法包括有以下步骤：
a.钻孔：根据地质情况选择钻机的钻孔速度，并注水或膨润土混合液，对桩孔进行修整和护壁，钻孔时应对钻杆垂直度、平面位置、钻孔速度、钻机电流、用水或膨润土混合液的量进行监控，钻孔孔径大于桩孔孔径200mm。
b.桩端持力层确认：根据积分电流变化情况与静力触探变化，确认持力层，钻机钻孔速度应保持一致，随时监测电流的负荷变化。
c.扩底：按照设定的扩大直径，分多次进行扩孔，并通过液压扩大装置对扩孔过程进行实时监测，保证扩孔直径的准确性。可以在不同部位扩孔包括：底部扩大端6、顶部扩大端7、桩两端扩大端8、两节桩接桩处扩大端9、三节桩接桩处10不同持力层处扩大端11。多种扩大端形式的非预应力离心高强混凝土桩可以相互组合形成不同形式的组合结构桩，非预应力离心高强混凝土桩扩大端处用水泥灌浆。
d.注入桩端水泥浆：注浆时上下反复升降钻机钻杆，确保全部注入扩底部位并保证桩端水泥浆的均匀分布。
e.注入桩周水泥浆与拔钻：注入桩端水泥浆后，开始拔出钻杆，在拔钻杆的同时注入桩周水泥浆并进行反复搅拌，注浆时根据提升钻机钻杆的速度确定相匹配的注浆流量，保证水泥浆在孔内上下整体均匀分布。
f.预钻孔接桩：在预钻孔处将两节或者多节非预应力离心高强混凝土桩机械连接或者焊接形成组合桩；通过在不同部位的扩孔及相互组合形成不同形式的组合结构桩。
g.植桩：钻机钻杆拔出后，利用吊机将组合桩吊入桩孔，利用桩自重将桩植入钻孔内至设计深度，对于两节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节桩从预钻孔吊出植入钻孔内；对于三节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节桩从预钻孔吊出植入孔内后，再在孔口接上第三节桩，组成三节组合桩。
使用非预应力高强离心混凝土桩有效地减少了桩身的破坏，提高了桩身的延性30％以上，避免了桩身开裂的现象，提管桩的整体性能20％以上，而且工艺简单，成本低，性价比高，是一种竖向承载力高、桩基水平承载力也高、能满足抗震要求的离心混凝土桩，广泛应用于各种土质的基础施工。
将非预应力离心高强混凝土桩与植桩工艺结合效果是振动小，噪声低，可穿越坚硬中间层、较厚的团结层；在将水泥浆或砂浆注入桩端形成扩大头时，保证较大的桩端阻力；单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发挥，桩身抗拔性能得到大幅提高，桩身抗水平承载力大幅提高，施工对周围设施无影响，无泥浆和空气污染，适应桩端持力层变化较大的地质条件；桩顶标高可控，可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力的变化，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，桩身完整性更加可靠。采用工业化的生产方式施工，能够降低成本、提高效率、保证质量符合住宅产业化的要求，具有良好的社会效益和推广价值。
Claims (2)
1.一种非预应力离心高强混凝土桩植桩方法，该方法采用设备有吊机、钻机、挖机、搅拌机、钻头扩大翼、电流检测装置、深度检测装置、施工管理装置、液压扩大装置、桩基荷载监控装置、钻杆垂直度检测装置、水泥浆水灰比流量控制装置及水泥浆流量检测装置，该方法的步骤包括有：
a.钻孔：根据地质情况选择钻机的钻孔速度20-50r/min，并注水或膨润土混合液，对桩孔进行修整和护壁，钻孔时应对钻杆垂直度、平面位置、钻孔速度、钻机电流、用水或膨润土混合液的量通过电流检测装置、深度检测装置、钻杆垂直度检测装置进行监控，钻孔孔径大于桩孔孔径200mm；
b.非预应力离心高强混凝土桩的桩端持力层确认：根据电流检测装置测量孔底积分电流变化情况与静力触探变化，确认持力层，钻机钻孔速度应与积分电流变化保持一致，随时监测电流的负荷变化；
c.扩底：按照设定的扩大直径，分多次进行扩孔，并通过液压扩大装置对扩孔过程进行实时监测，保证扩孔直径的准确性；扩孔在不同部位，包括：底部扩大端(6)、顶部扩大端(7)、桩两端扩大端(8)、两节桩接桩处扩大端(9)、三节桩接桩处(10)及不同持力层处扩大端(11)，多种扩大端形式的非预应力离心高强混凝土桩能够相互组合形成不同形式的组合结构桩，非预应力离心高强混凝土桩的扩大端处用水泥灌浆；
d.注入桩端水泥浆：注浆时上下反复升降钻机钻杆，确保全部注入扩底部位并保证桩端水泥浆的均匀分布；
e.注入桩周水泥浆与拔钻：注入桩端水泥浆后，开始拔出钻杆，在拔钻杆的同时注入桩周水泥浆并进行反复搅拌，注浆时根据提升钻机钻杆的速度确定相匹配的注浆流量，保证水泥浆在孔内上下整体均匀分布；
f.预钻孔接桩：在预钻孔处将两节或者多节非预应力离心高强混凝土桩机械连接或者焊接形成组合桩；通过在不同部位的扩孔及相互组合形成不同形式的组合结构桩；
g.植桩：钻机钻杆拔出后，利用吊机将组合桩吊入桩孔，利用组合桩自重将组合桩植入钻孔内至设计深度，对于两节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节组合桩从预钻孔吊出植入钻孔内；对于三节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的两节组合桩从预钻孔吊出植入孔内后，再在孔口接上第三节桩，组成三节组合桩。
2.根据权利要求1所述非预应力离心高强混凝土桩植桩方法，其特征是：所述非预应力离心高强混凝土桩结构包含有混凝土桩身及两端桩头，在混凝土桩身内设有包括有多根非预应力主筋和螺旋箍筋的钢筋笼骨架，非预应力主筋纵向均匀分布，螺旋箍筋固定连接在非预应力主筋上，非预应力主筋两端分别固定连接在两端桩头处。
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