CN105821878A - 预应力砼管桩沉桩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种预应力砼管桩沉桩方法，包括场地平整压实，测量定位，预设筒套，预钻成孔，静置，起吊第一管桩，压第一管桩，起吊，焊接，压桩，重复起吊、焊接、压桩的步骤将第N管桩压入直至使用的管桩高度满足设计深度，下压，终压。采用本发明的方案进行砼管桩沉桩施工时，产生的泥浆少，成孔不塌孔，而且施工速度快，造价低，保证施工质量，较好的解决了预应力砼管桩难以进入和穿透密实砂层的难题。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程领域，具体而言涉及一种高强度预应力砼管桩在砂性土质中沉桩的施工方法。
背景技术
目前，预应力砼管桩因其桩体强度高，施工速度快，现场文明整洁，技术质量可靠，便于检测等优点，已被广泛应用于建(构)筑物桩基础工程中。管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工中采用的主要方法有锤击法、静压法、震动法、射水法、及中掘法等，其中静压法由于施工时无噪音、无振动、无污染，且与其他方法相比砼强度等级可明显降低、钢筋用量可明显减少，因此静压法应用最为广泛。
然而在使用静压法施工过程中遇到一些问题，当存在密实砂层，由于砂土之中阻力过大，导致管桩难以穿透砂层，为解决此问题，当前采用的做法是钻孔取土，然而由于沙土容易塌方，此种方法的成功率也难以保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种利用沸石粉注浆填充成孔的预应力砼管桩沉桩方法，使高强度预应力砼管桩顺利进入并穿透密实砂层，从而提高工作效率，提高预应力砼管桩的应用范围，降低工程造价。
为解决上述问题，本发明的预应力砼管桩沉桩方法包括以下施工步骤：
(1)场地平整压实，使平整后场地的坡度在8％以内，挖出排水渠；
(2)测量定位，测量、放线，计算桩位并标示；
(3)预设筒套，为了防止偏差，在计算后的桩位上固定一个直径520mm、高度500mm、厚度3mm的钢筒套，人工将筒套内的砂土挖掉，使筒套沉入地下与地表面平齐，并将其垂直度控制在不大于0.6％～0.9％的范围内；
(4)预钻成孔，采用高压旋喷法，采用的设备包括深层搅拌桩机、高压注浆泵、强制式浆液搅拌机，将钻杆对准筒套中心后开钻，同时开启高压注浆泵把配置好的浆液通过钻杆喷射入孔中，冒浆通过排水渠排出，通过调整注浆喷射压力控制成孔的直径，成孔深度按照设计要求；
(5)静置，静置2～3.5小时，使浆液初凝成半凝固状态，浆液在砂性土中起到膨化作用，确保成孔立面土体不被破坏；
(6)起吊第一管桩，砼管桩堆叠为4层，各层之间以垫木相隔，将管桩与筒套中心对准，并将管桩的垂直度控制在不大于0.6％～0.9％的范围内，下端距地面500～540mm；
(7)压第一管桩，提出筒套，使用静压压桩机将第一管桩压入，使上端的接头与地面相距0.3～0.6m；
(8)起吊，按第(6)步的步骤将第二管桩起吊至桩位上方，
(9)焊接，包括a)将第二管桩下端接头和已压入的第一管桩的上端接头使用抛光机进行除锈打磨；b)将第二管桩放置于第一管桩上使两管桩同心，错位不超过1.5mm，第二管桩与第一管桩的接头之间的间隙使用铁片填充，并将填充的铁片与一个接头点焊在一起；c)将两管桩的接头处及四角侧面处的预设钢板预热至45～55℃，使管桩接头处预设钢板温度分布均匀，误差不超过0.8℃；d)焊接采用氩弧焊的方式，先将四角侧面处的预设钢板两两对称焊接，且每对预设钢板的焊接同时进行，然后将接头预设钢板也以对称并且同时焊接的方式焊接到一起；e)将焊接好的接头自然冷却2～3min；f)打磨，将焊接后的痕迹研磨抛光；g)喷漆，在焊接部位进行喷漆处理；
(10)压桩，使用静压压桩机将焊接在一起的管桩压入，使上端的接头与地面相距0.3～0.6m；
(11)重复起吊、焊接、压桩的步骤将第N管桩压入直至使用的管桩高度满足设计深度；
(12)下压，使用与管桩直径相同的圆柱体放置于管桩顶端进行压桩，将管桩顶面压入地面以下，然后将圆柱体吊出，
下压深度＝设计桩顶标高-桩位自然标高；
(13)终压，以满载连续负压的方式进行终压，连续进行2～5次，终压值为不少于2倍设计承载力特征值。
优选的，起吊时为防止砼管桩划伤，在砼管桩的下端使用滑道滑车，滑道滑车以相邻管桩为导轨，将下端放置于滑道滑车的托板上，起吊时由吊机吊起上端，下端在滑道滑车的作用下运动至靠近桩位，最终使下端悬挂于空中。
优选的，预钻成孔步骤中采用的浆液由180～200份沸石粉、35～48份纤维素和300～350份水配置，在强制式浆液搅拌机中以35～50r/min的速度搅拌7～12分钟制成。
优选的，预钻成孔步骤中注浆喷射压力控制在30～35MPa之间，成孔直径控制在450～510mm之间。
优选的，预钻成孔步骤中各喷嘴处浆液的流速为2～4m/s。
优选的，焊接步骤中所使用的电压为12～30V，工作时的正常电流为60A，最大电流为120A，焊接速度为55～70mm/min。
优选的，按照从中心向四周扩散的方式进行其他桩位的沉桩施工。
采用上述方案进行砼管桩施工时，产生的泥浆少，成孔不塌孔，而且施工速度快，造价低，保证施工质量，较好的解决了预应力砼管桩难以进入和穿透密实砂层的难题。
附图说明
图1是本发明预应力砼管桩沉桩方法的流程图。
具体实施方式
下文以某施工现场土质条件为例对本发明的具体实施例进行详细说明，施工场地自上而下土层分别为粉质粘土、砂卵砾石层、粉细砂。根据施工场地情况，在多个桩位的沉桩施工中，采用的沉桩方法实施例包括以下施工步骤：
(1)场地平整压实，使平整后场地的坡度在8％以内，挖出排水渠；
(2)测量定位，测量、放线，计算桩位并标示；
(3)预设筒套，为了防止偏差，在计算后的桩位上固定一个直径520mm、高度500mm、厚度3mm的钢筒套，人工将筒套内的砂土挖掉，使筒套沉入地下与地表面平齐，并将其垂直度控制在不大于0.6％～0.9％的范围内；沉桩施工时筒套可起定位桩位的作用；
(4)预钻成孔，采用高压旋喷法，采用的设备包括深层搅拌桩机、高压注浆泵、强制式浆液搅拌机，采用的浆液由180～200份沸石粉、35～48份纤维素和300～350份水配置，在强制式浆液搅拌机中以35～50r/min的速度搅拌7～12分钟制成，将钻杆对准筒套中心后开钻，同时开启高压注浆泵把配置好的浆液通过钻杆喷射入孔中，冒浆通过排水渠排出，通过调整注浆喷射压力控制成孔的直径，成孔深度按照设计要求，本实施例中注浆喷射压力控制在30～35MPa之间，成孔直径控制在450～510mm之间，各喷嘴处浆液的流速为2～4m/s；
(5)静置，静置2～3.5小时，使浆液初凝成半凝固状态，浆液在砂性土中起到膨化作用，确保成孔立面土体不被破坏；
(6)起吊第一管桩，砼管桩堆叠为4层，各层之间以垫木相隔，起吊时为防止砼管桩划伤，在砼管桩的下端使用滑道滑车，滑道滑车以相邻管桩为导轨，将下端放置于滑道滑车的托板上，起吊时由吊机吊起上端，下端在滑道滑车的作用下运动至靠近桩位，最终使下端悬挂于空中，然后将管桩与筒套中心对准，并将管桩的垂直度控制在不大于0.6％～0.9％的范围内，下端距地面500～540mm；
(7)压第一管桩，提出筒套，使用静压压桩机将第一管桩压入，使上端的接头与地面相距0.3～0.6m；
(8)起吊，按第(6)步的步骤将第二管桩起吊至桩位上方，
(9)焊接，包括
a)将第二管桩两端接头以及已压入的第一管桩的上端接头使用抛光机进行除锈打磨；
b)将第二管桩放置于第一管桩上使两管桩同心，错位不超过1.5mm，第二管桩与第一管桩的接头之间的间隙使用铁片填充，并将填充的铁片与一个接头点焊在一起，
c)将两管桩的接头处及四角侧面处的预设钢板预热至45～55℃，使管桩接头处预设钢板温度分布均匀，误差不超过0.8℃；
d)焊接采用氩弧焊的方式，所使用的电压为12～30V，工作时的正常电流为60A，最大电流为120A，焊接速度为55～70mm/min，先将四角侧面处的预设钢板两两对称焊接，且每对预设钢板的焊接同时进行，然后将接头预设钢板也以对称并且同时焊接的方式焊接到一起；
e)将焊接好的接头自然冷却2～3min；
f)打磨，将焊接后的痕迹研磨抛光；
g)喷漆，在焊接部位进行喷漆处理；
(10)压桩，使用静压压桩机将焊接在一起的管桩压入，使上端的接头与地面相距0.3～0.6m；
(11)重复起吊、焊接、压桩的步骤将第N管桩压入直至使用的管桩高度达到设计深度；
(12)下压，使用与管桩直径相同的圆柱体放置于管桩顶端进行压桩，将管桩顶面压入地面以下，然后将圆柱体吊出，
下压深度＝设计桩顶标高-桩位自然标高，
其中下压深度指圆柱体底端距地面的距离(含正负值，正值指高于地面，负值指处于地面之下)；
设计桩顶标高指处于最上端的管桩的顶端的绝对高度的设计值；
桩位自然标高指压桩结束时处于最上端的管桩的顶端的绝对高度值；
(13)终压，以满载连续负压的方式进行终压，连续进行2～5次，终压值为不少于2倍设计承载力特征值；
(14)按照从中心向四周扩散的方式进行其他桩位的沉桩施工。
本发明中第一管桩至第N管桩指一个桩位需要使用多根管桩时，施工后自最下方的管桩开始向上依次使用的相应序号的管桩。
上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种预应力砼管桩沉桩方法，包括以下施工步骤：
(1)场地平整压实，使平整后场地的坡度在8％以内，挖出排水渠；
(2)测量定位，测量、放线，计算桩位并标示；
(3)预设筒套，在计算后的桩位上固定一个直径520mm、高度500mm、厚度3mm的钢筒套，人工将筒套内的砂土挖掉，使筒套沉入地下与地表面平齐，并将其垂直度控制在不大于0.6％～0.9％的范围内；
(4)预钻成孔，采用高压旋喷法，采用的设备包括深层搅拌桩机、高压注浆泵、强制式浆液搅拌机，将钻杆对准筒套中心后开钻，同时开启高压注浆泵把配置好的浆液通过钻杆喷射入孔中，冒浆通过排水渠排出，通过调整注浆喷射压力控制成孔的直径，成孔深度按照设计要求；
(5)静置，静置2～3.5小时，使浆液初凝成半凝固状态；
(6)起吊第一管桩，砼管桩堆叠为4层，各层之间以垫木相隔，将管桩与筒套中心对准，并将管桩的垂直度控制在不大于0.6％～0.9％的范围内，下端距地面500～540mm；
(7)压第一管桩，提出筒套，使用静压压桩机将第一管桩压入，使上端的接头与地面相距0.3～0.6m；
(8)起吊，按第(6)步的步骤将第二管桩起吊至桩位上方，
(9)焊接，包括
a)将第二管桩下端接头和已压入的第一管桩的上端接头使用抛光机进行除锈打磨；
b)将第二管桩放置于第一管桩上使两管桩同心，错位不超过1.5mm，第二管桩与第一管桩的接头之间的间隙使用铁片填充，并将填充的铁片与一个接头点焊在一起；
c)将两管桩的接头处及四角侧面处的预设钢板预热至45～55℃，使管桩接头处预设钢板温度分布均匀，误差不超过0.8℃；
d)焊接采用氩弧焊的方式，先将管桩四角侧面处的预设钢板两两对称焊接，且每对预设钢板的焊接同时进行，然后将接头预设钢板也以对称并且同时焊接的方式焊接到一起；
e)将焊接好的接头自然冷却2～3min；
f)打磨，将焊接后的痕迹研磨抛光；
g)喷漆，在焊接部位进行喷漆处理；
(10)压桩，使用静压压桩机将焊接在一起的管桩压入，使上端的接头与地面相距0.3～0.6m；
(11)重复起吊、焊接、压桩的步骤将第N管桩压入直至使用的管桩高度满足设计深度；
(12)下压，使用与管桩直径相同的圆柱体放置于管桩顶端进行压桩，将管桩顶面压入地面以下，然后将圆柱体吊出，
下压深度＝设计桩顶标高-桩位自然标高；
(13)终压，以满载连续负压的方式进行终压，连续进行2～5次，终压值为不少于2倍设计承载力特征值。
2.根据权利要求1所述的预应力砼管桩沉桩方法，其中
起吊时在砼管桩的下端使用滑道滑车，滑道滑车以相邻管桩为导轨，将下端放置于滑道滑车的托板上，起吊时由吊机吊起上端，下端在滑道滑车的作用下运动至靠近桩位，最终使下端悬挂于空中。
3.根据权利要求1所述的预应力砼管桩沉桩方法，其中
预钻成孔步骤中采用的浆液由180～200份沸石粉、35～48份纤维素和300～350份水配置，在强制式浆液搅拌机中以35～50r/min的速度搅拌7～12分钟制成。
4.根据权利要求1所述的预应力砼管桩沉桩方法，其中
预钻成孔步骤中注浆喷射压力控制在30～35MPa之间，成孔直径控制在450～510mm之间。
5.根据权利要求1所述的预应力砼管桩沉桩方法，其中
预钻成孔步骤中各喷嘴处浆液的流速为2～4m/s。
6.根据权利要求1所述的预应力砼管桩沉桩方法，其中
焊接步骤中所使用的电压为12～30V，工作时的正常电流为60A，最大电流为120A，焊接速度为55～70mm/min。
7.根据权利要求1所述的预应力砼管桩沉桩方法，其中
按照从中心向四周扩散的方式进行其他桩位的沉桩施工。
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