预制空心管桩的加固方法和组合桩基技术

技术编号:21883205 阅读:46 留言:0更新日期:2019-08-17 11:32
本发明专利技术提供了一种预制空心管桩的加固方法和组合桩基,涉及桩基施工的技术领域,包括在预制空心管桩内沿着桩身轴线钻的孔内垂直沉入钢管、重力注浆管和至少两根压力注浆管,钢管伸出桩的部分的管壁上开设有孔洞,先进行重力注浆,待浆料初凝后,浆料和钢管形成封闭整体,再进行压力注浆,使注入的浆料冲破已初凝的浆料,挤压周围土体形成扩大头,保压凝固后将桩基础用混凝土浇筑形成承台。本发明专利技术缓解了目前加固方式承载力不高的技术问题,注浆完成后原预制空心管桩、钢管及注浆料形成一个组合桩基,该组合桩基的承载力高。

Reinforcement Method of Prefabricated Hollow Pipe Pile and Composite Pile Foundation

【技术实现步骤摘要】
预制空心管桩的加固方法和组合桩基
本专利技术涉及桩基施工
,尤其是涉及一种预制空心管桩的加固方法和组合桩基。
技术介绍
桩基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体,共同承受动静荷载的一种深基础形式,承载能力高、适用范围广,在高层建筑、港口和桥梁等工程中有着大量应用。预制空心管桩是桩基础的一种常见形式。预制空心管桩沉桩方式有锤击式、振动沉桩式、螺旋钻入式和静压式。在利用锤击式、振动法和静压方式时,经常会因为下部局部土体包裹较大孤石或土层存在较薄岩层等原因,预制空心管桩无法达到设计深度,桩基承载力无法达到设计要求。解决方法通常会采用换位置重新沉桩或采用高压射水配合锤击法或振动法沉桩。在桩基检测时也经常会遇到III类(桩身有明显缺陷,影响桩身结构承载力)或IV类桩(桩身存在严重缺陷)等缺陷桩。对缺陷在上部的桩基常采取开挖处理,即先切除上部缺陷部分然后重新接钢筋支模浇筑混凝土进行加固处理。当缺陷较深时,通常采用在桩空心管中放入钢筋笼,灌注微膨胀混凝土进行加固,或重新确定桩位补加基桩。但上述加固方法还存在以下不足:若采用补桩法时,位置发生变化,会影响桩承台制作尺寸,不仅费用高,桩受力也不均匀。若采用高压射水法,应用范围较小,而且操作环境较差,如孤石过大、薄岩层硬度较大等状况下无法解决。开挖方式处理缺陷桩工作量较大,在桩中放入钢筋笼,灌注微膨胀混凝土进行加固方法,对桩承载能力提高有限,甚至起不到加固作用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种预制空心管桩的加固方法,能缓解上述技术问题中的至少一个。本专利技术的目的之二在于提供一种组合桩基,该组合桩基的承载能力高。为了实现本专利技术的上述目的,特采用以下技术方案:第一方面,提供了一种预制空心管桩的加固方法,包括以下步骤:(a)在孔内垂直沉入钢管、重力注浆管和至少两根压力注浆管,所述钢管沿所述孔的轴线布置,所述重力注浆管置于所述钢管内,至少两根所述压力注浆管沿所述钢管外周布置;所述孔是在所述预制空心管桩内沿着桩身轴线钻孔得到的,所述孔的深度大于所述预制空心管桩的深度;所述钢管伸出所述预制空心管桩的部分的管壁上开设有孔洞;(b)通过所述重力注浆管在所述钢管内注入浆料,直至浆料到达桩顶,并取出所述重力注浆管,待浆料初凝后,所述预制空心管桩内浆料和所述钢管形成封闭的整体;(c)通过所述压力注浆管进行压力注浆,使注入的浆料冲破已初凝的浆料,挤压周围土体形成扩大头;(d)压力注浆结束后进行压力保持,待压力注浆凝固后,切除桩顶多余的压力注浆管,将桩基础用混凝土浇筑形成承台。进一步的,利用钻孔设备在所述预制空心管桩内沿着桩身轴线钻孔,并采用机械垂直清土,得到所述孔。进一步的,所述孔的深度与所述预制空心管桩的深度之差不小于所述预制空心管桩外径的3倍;和/或,所述孔的底部沉渣厚度不大于30mm。进一步的,所述钢管采用多个钢管段通过焊接或套筒连接而成,所述钢管底部开放;优选地,每个所述钢管段的长度为6-12m。进一步的,所述钢管的中轴线与所述孔的中轴线重合。进一步的,至少两根所述压力注浆管沿所述钢管外周均匀布置。进一步的,所述浆料初凝过程包括:浆料静止4-6小时,优选静止5小时。进一步的,所述压力注浆管采用多个注浆管段通过焊接或套筒连接而成,所述压力注浆管伸出所述预制空心管桩的注浆管段采用袖阀管。第二方面,提供了一种组合桩基,包括预制空心管桩、钢管和注浆料;所述预制空心管桩内沿桩身轴向开设有孔,所述孔的深度大于所述预制空心管桩的深度;所述钢管沿所述孔的轴线布置,所述钢管伸出所述预制空心管桩的部分的管壁上开设有孔洞;所述钢管外周布置有至少两根注浆管;所述钢管内、所述钢管外与所述孔之间的空间均充满所述注浆料,位于所述预制空心管桩下方的所述注浆料向周围土体延伸形成扩大头;所述组合桩基的顶部浇筑有混凝土承台。进一步的,所述孔的深度与所述预制空心管桩的深度之差不小于所述预制空心管桩外径的3倍;和/或,所述孔的底部沉渣厚度不大于30mm;优选地,所述钢管采用多个钢管段通过焊接或套筒连接而成,所述钢管底部开放;每个所述钢管段的长度为6-12m;优选地,所述钢管的中轴线与所述孔的中轴线重合;优选地,所述钢管外周均匀布置有至少两根注浆管;优选地,所述注浆管采用多个注浆管段通过焊接或套筒连接而成,所述注浆管伸出所述预制空心管桩的注浆管段采用袖阀管。与已有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:本专利技术的预制空心管桩的加固方法通过在预制空心管桩深度以下钢管壁上开孔,使重力注浆时浆液填充到钢管外的空隙,待浆料初凝后再利用压力注浆冲破已初凝的浆料,挤压周围土体形成扩大头,提高桩基底部的稳固性。同时压力注浆管设置至少两根,压力注浆后可以在多处形成扩大截面,受力性能好。注浆完成后预制空心管桩、钢管、压力注浆管及注浆料形成一个组合桩基,该组合桩基的承载力高,综合效益显著。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为预制空心管桩内钻孔后的状态图;图2为钢管和注浆管入孔状态图;图3为钢管桩外重力注浆完成状态图;图4为压力注浆完成状态图;图5为桩基承台浇筑完成状态图。图标:1-预制空心管桩;2-孔;3-重力注浆管;4-钢管;5-压力注浆管;6-钢管内注浆料;7-钢管外注浆料;8-扩大头;9-承台。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的第一个方面,提供了一种预制空心管桩的加固方法,包括以下步骤:(a)在预制空心管桩内沿着桩身轴线钻孔,钻孔后的结构如图1所示,使孔2的深度大于预制空心管桩1的深度;(b)在孔2内垂直沉入钢管、重力注浆管和至少两根压力注浆管,如图2所示,钢管4沿孔2的轴线布置,重力注浆管3置于钢管4内,至少两根压力注浆管5沿钢管4外周布置;钢管4伸出预制空心管桩1的部分的管壁上开设有孔洞;(c)通过重力注浆管3在钢管4内注入浆料,直至浆料到达桩顶,并取出重力注浆管3,待浆料初凝后,预制空心管桩1内浆料和钢管4形成封闭的整体,如图3所示,注浆料充满钢管内外的所有缝隙,即注浆料包括钢管内注浆料6和钢管外注浆料7;(d)通过压力注浆管5进行压力注浆,如图4所示,使注入的浆料冲破已初凝的浆料,挤压周围土体形成扩大头8;(e)压力注浆结束后进行压力保持,待压力注浆凝固后,切除桩顶多余的压力注浆管,将桩基础用混凝土浇筑形成承台,如图5所示,组合桩基的顶部浇筑有混凝土承台9。步骤(d)中的冲破是指重力注浆结束后会在底部桩周(钢管外与孔壁间)形成较薄的浆料,浆料会凝固,压力注浆管也在这层浆料里面,压力注浆时的浆料需突破初凝的浆料,完成压力注浆,形成扩大头。本专利技术通过在预制空心管桩深度以下钢管壁上开孔,使重力注浆时浆液填充到钢管外的空隙,待浆料初凝后再利用压力注浆冲破已初凝的浆料,挤压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制空心管桩的加固方法,其特征在于,包括以下步骤:(a)在孔内垂直沉入钢管、重力注浆管和至少两根压力注浆管,所述钢管沿所述孔的轴线布置,所述重力注浆管置于所述钢管内,至少两根所述压力注浆管沿所述钢管外周布置;所述孔是在所述预制空心管桩内沿着桩身轴线钻孔得到的,所述孔的深度大于所述预制空心管桩的深度;所述钢管伸出所述预制空心管桩的部分的管壁上开设有孔洞;(b)通过所述重力注浆管在所述钢管内注入浆料,直至浆料到达桩顶,并取出所述重力注浆管,待浆料初凝后,所述预制空心管桩内浆料和所述钢管形成封闭的整体;(c)通过所述压力注浆管进行压力注浆,使注入的浆料冲破已初凝的浆料,挤压周围土体形成扩大头;(d)压力注浆结束后进行压力保持,待压力注浆凝固后,切除桩顶多余的压力注浆管,将桩基础用混凝土浇筑形成承台。

【技术特征摘要】
1.一种预制空心管桩的加固方法,其特征在于,包括以下步骤:(a)在孔内垂直沉入钢管、重力注浆管和至少两根压力注浆管,所述钢管沿所述孔的轴线布置,所述重力注浆管置于所述钢管内,至少两根所述压力注浆管沿所述钢管外周布置;所述孔是在所述预制空心管桩内沿着桩身轴线钻孔得到的,所述孔的深度大于所述预制空心管桩的深度;所述钢管伸出所述预制空心管桩的部分的管壁上开设有孔洞;(b)通过所述重力注浆管在所述钢管内注入浆料,直至浆料到达桩顶,并取出所述重力注浆管,待浆料初凝后,所述预制空心管桩内浆料和所述钢管形成封闭的整体;(c)通过所述压力注浆管进行压力注浆,使注入的浆料冲破已初凝的浆料,挤压周围土体形成扩大头;(d)压力注浆结束后进行压力保持,待压力注浆凝固后,切除桩顶多余的压力注浆管,将桩基础用混凝土浇筑形成承台。2.根据权利要求1所述的预制空心管桩的加固方法,其特征在于,利用钻孔设备在所述预制空心管桩内沿着桩身轴线钻孔,并采用机械垂直清土,得到所述孔。3.根据权利要求2所述的预制空心管桩的加固方法,其特征在于,所述孔的深度与所述预制空心管桩的深度之差不小于所述预制空心管桩外径的3倍;和/或,所述孔的底部沉渣厚度不大于30mm。4.根据权利要求1所述的预制空心管桩的加固方法,其特征在于,所述钢管采用多个钢管段通过焊接或套筒连接而成,所述钢管底部开放;优选地,每个所述钢管段的长度为6-12m。5.根据权利要求1所述的预制空心管桩的加固方法,其特征在于,所述钢管的中轴线与所述孔的中轴...

【专利技术属性】
技术研发人员:张魁宗钟凌鲁先龙赵晓晴孙海霞张胜林朱立位宋海勇林祥军何玲郁飞郑许林
申请(专利权)人:国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司淮海工学院
类型:发明
国别省市:江苏,32

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