CN112252312A - 一种增强phc管桩整体受力性能的施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，主要包括以下施工步骤：步骤一、平整施工场地，用打桩机或静压机将PHC管桩打入或压入地基土层中至预定深度；步骤二、使钻机钻头对准PHC管桩的中心位置，钻至超出PHC管桩的底端数米；步骤三、提升钻杆旋转喷浆至PHC管桩的底端，停止喷浆；步骤四、二次喷浆，旋转喷浆至超出PHC管桩的底端数米后提升钻杆出管桩；步骤五、从管桩中心位置将预制好的钢筋笼下放至PHC管桩的底端预定位置；通过PHC管桩桩芯浇筑混凝土至桩顶。该施工方法，操作简便、工艺成熟、安全、桩端土体加固效果好，可有效地提高PHC管桩的承载力、减小沉降变形。

Description

一种增强PHC管桩整体受力性能的施工方法
技术领域
本发明涉及地基基础施工领域，具体而言，涉及一种增强PHC管桩整体受力性能的施工方法。
背景技术
随着经济的日益发展，在工程领域，越来越多的超高层建筑拔地而起，伴随主体结构的高度和体量不断增大，对地基基础的承载能力要求也越来越高。其中，PHC管桩具有强度高、施工简单、节省材料、变形小、质量稳定等诸多优点，由于上述良好的力学性能以及经济技术指标，其被广泛应用于建筑地基基础领域。
目前我国应用在建筑桩基领域的PHC管桩一般依靠桩侧土层的摩擦阻力提供支承力，直接利用压桩或者打桩技术使管桩作用在承载力较高的基石岩层上难以实现，因此PHC管桩通常施工在承载力较低的土层中，进而无法充分利用管桩的端承力，使得管桩自身的强度没有充分的发挥出来。同时，由于受群桩效应影响，PHC管桩易受水平挤压而产生桩身倾斜，从而影响成桩质量。
为提高PHC管桩抗压、抗水平荷载的整体受力性能，一般采用扩大桩头的方法来提高竖向承载性能，提高水平承载性能尚未有相关技术。传统的带有扩大头的PHC管桩施工方法采用射水施工法，排出的泥浆污染环境并且会给混凝土的灌注带来困难；或者采用混凝土直接灌注入PHC管桩底端进行夯扩，这样既影响形成扩大头的效果，也对PHC管桩的破坏较大；或者在PHC管桩底端采用机械扩孔形成扩大头，但效率不高。这三种扩大头成形方法都会影响扩大头的形成效果进而会影响到PHC管桩承载力的发挥。
所以，非常有必要对上述PHC管桩施工工艺进行改进，以解决环境污染、扩大头成形不稳定、对PHC管桩桩身破坏大、桩身已倾斜、施工效率低及施工质量难以保证等问题。
发明内容
本发明提供一种PHC管桩施工方法，解决现有技术中存在的环境污染、扩大头成形不稳定、对PHC管桩桩身破坏大、桩身已倾斜、施工效率低及施工质量难以保证等问题。
为了实现上述目的，本发明涉及的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、清理施工场地，用打桩机或压桩机将PHC管桩压入地基土层中的预定深度；
步骤二、使钻机钻头对准所述PHC管桩的中心位置，进行钻头定位，执行钻孔至超出PHC管桩的底端数米；
步骤三、提升钻杆旋转喷浆至PHC管桩的底端，停止喷浆，防止管桩桩身内喷浆导致浆液堵塞后续钢筋笼下放通道，同时防止高压射流破坏桩身完整性；
步骤四、为进一步加固PHC管桩桩底土体和扩大桩底土体加固范围，可根据现场工程需求和地质条件实施二次喷浆，旋转喷浆至超出PHC管桩的底端数米后提升至PHC管桩的底端，停止喷浆，将钻杆提出PHC管桩；
步骤五、将预制好的钢筋笼通过PHC管桩桩芯下放至PHC管桩的底端预定位置；通过PHC管桩桩芯浇筑混凝土至桩顶。此过程应保证先下放钢筋笼再注砼，确保钢筋笼能顺利***桩底加固土体，实现与桩底加固土体的良好连接，使得PHC管桩通过桩芯的钢筋混凝土与桩底加固土体连成倒“T”型，能有效提高承受竖向承载力和水平侧压力的能力；如果先注砼会堵塞钢筋笼下放通道，增大钢筋笼下放至桩底加固土体的难度，如果钢筋笼不能与桩底加固土体实现良好的连接，最终将对桩体受力的完整性产生不利影响。
根据本发明的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，可采用高压旋喷施工工艺在所述PHC管桩的底端处进行土体加固，在PHC管桩底部形成强度高、抗压能力强的承压平台；同时，通过钢筋笼与混凝土将PHC管桩和桩底加固土体连成整体，以提高其抗水平荷载能力，改善管桩受挤压变形问题。
根据本发明的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，所述加固土体的有效范围为PHC管桩的外直径的2～3倍；钢筋笼与混凝土将PHC管桩和桩底加固土体连成倒“T”型。
此外，所述步骤四中，可以根据地层实际情况，上下提升钻杆复喷水泥浆2～4次。
此外，喷射钻头经过PHC管桩桩身阶段时停止喷浆，能确保正常施工即可。
此外，可根据现场施工实际情况，在配置的水泥浆内加入适当膨胀剂、早强剂等添加剂，以提高施工效果。
此外，PHC管桩桩孔内在浇筑混凝土前需进行清孔。
此外，PHC管桩桩孔内需注满细石混凝土，使钢筋笼与PHC管桩形成整体。
与现有技术相比，该施工方法操作简便、施工效率高、安全、对PHC管桩破坏小、能有效提高PHC管桩的竖向承载力和抗水平荷载能力、沉降和水平变形有效减小，是具有良好经济效益的地基基础加固方法。
附图说明
图1是表示本发明涉及的新型PHC管桩地基的结构示意图。
图2是表示本发明涉及的增强PHC管桩整体受力性能施工方法的流程图。
附图标记说明
1、PHC管桩；
2、钻杆；
3、旋喷钻头；
4、加固土体；
5、钢筋笼；
6、细石混凝土。
具体实施方式
通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
附图和描述在本质上只是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，相同的附图标记标示相同的部分。
如图1所示，新型PHC管桩地基的结构，其构成部分为：PHC管桩1、钻杆2、旋喷钻头3、加固土体4和钢筋笼5。
如图2所示，增强PHC管桩整体受力性能施工方法包括以下步骤：
步骤一，根据地基荷载和土体条件，选取所需要的PHC管桩1，并且根据PHC管桩1的内径尺寸设计所要旋喷钻头尺寸。然后对施工场地进行整理，设置沉桩中心点，用悬吊设备将PHC管桩1吊放至待成桩处。将打桩机或压桩机放置在PHC管桩1的上端，将PHC管桩1沉入土层中。
步骤二，通过设备将钻机的旋喷钻头3对准PHC管桩1的中心位置，进行旋喷钻头3定位，启动钻机，旋喷钻头3在管桩孔内钻进，根据管桩1的深度调整钻杆2的长度进行施工，执行钻孔直至超出PHC管桩1底端数米处，此时停止钻机的工作。
步骤三，打开与钻杆2连接的高压泵将配制好的水泥浆注入钻杆2，同时提升钻杆进行旋喷施工，旋喷施工应控制钻杆2的提升或下降的速度，确保有足够水泥浆注入土体。
步骤四，实施水泥浆复喷施工，此过程中注意确保注浆压力和钻杆2的提升或下降的速度，可根据现场土层的实际情况复喷2～4次，以确保形成良好的加固土体4。
步骤五，完成PHC管桩1桩底土体加固后，立即将预制好的钢筋笼5通过管桩内孔压入至桩底数米，浇筑细石混凝土6至桩顶，将管桩1与加固土体4形成整体，形成倒T型，实现共同承受荷载。
需要说明的是，本发明提供的施工方法适用于承载力较低的软弱地层或粉砂地层，通过加固土体4与PHC管桩1结合为整体共同承力，这样增强了PHC管桩1的竖向及水平承载力。此施工方法可在地基基础工程中广泛推广。
在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行对本发明进行改进，而这些改进，都落在发明的保护范围内，上述的具体描述只是更好地解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、清理施工场地，用打桩机或压桩机将PHC管桩压入地基土层中的预定深度；
步骤二、使钻机钻头对准所述PHC管桩的中心位置，进行钻头定位，执行钻孔至超出PHC管桩的底端数米；
步骤三、提升钻杆旋转喷射水泥浆至PHC管桩的底端，停止喷浆；
步骤四、二次喷浆，旋转喷浆至超出PHC管桩的底端数米后提升钻杆至PHC管桩的底端，停止喷浆，将钻杆提出PHC管桩；
步骤五、将预制好的钢筋笼通过PHC管桩桩芯下放至PHC管桩的底端预定位置；通过PHC管桩桩芯浇筑混凝土至桩顶。
2.根据权利要求1所述的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，其特征在于：
采用高压旋喷施工工艺在所述PHC管桩的底端处进行土体加固，在PHC管桩底部形成强度高、抗压能力强的承压平台；同时，通过钢筋笼与混凝土将PHC管桩和桩底加固土体连成整体，以提高其抗水平荷载能力，改善管桩受挤压变形问题。
3.根据权利要求2所述的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，其特征在于：
所述加固土体的有效范围为PHC管桩的外直径的2～3倍；
钢筋笼与混凝土将PHC管桩和桩底加固土体连成倒“T”型。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，其特征在于：
所述步骤四中，根据地层实际情况，上下提升钻杆复喷水泥浆2～4次。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，其特征在于：
喷射钻头经过PHC管桩桩身阶段时停止喷浆，能确保正常施工即可。
6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，其特征在于：
根据现场施工实际情况，在配置的水泥浆内加入适当膨胀剂、早强剂添加剂，以提高施工效果。
7.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，其特征在于：
PHC管桩桩孔内在浇筑混凝土前需进行清孔。
8.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的增强PHC管桩整体受力性能的施工方法，其特征在于：
PHC管桩桩孔内需注满细石混凝土，使钢筋笼与PHC管桩形成整体。
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