一种扩引孔灌注充盈砂浆植入复合截面空心桩施工工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种扩引孔灌注充盈砂浆植入复合截面空心桩的施工工艺，扩引孔穿越强风化、中风化岩坚硬岩土层，空心桩植入充盈砂浆，激振排土填充环状间隙，形成管桩内环与充盈外环复合截面空心桩。本发明专利技术扩引孔协配大直径空心桩形成大直径复合截面空心桩，解决了预制桩截面偏小稳定性不够、设置深度与端承条件受限承载力不足等问题，可应用于荷载偏重、性质复杂的桥梁墩台桩基础，应用前景十分广泛。应用前景十分广泛。应用前景十分广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种扩引孔灌注充盈砂浆植入复合截面空心桩施工工艺


[0001]本专利技术属于桩基工程与地基处理的施工范畴，更具体地，涉及一种钻机扩引孔灌注充盈砂浆、植入预制管桩排浆(砂浆)填充管桩引孔环状间隙，形成一种管桩内环与充盈外环复合截面空心桩。工程应用领域十分广泛。

技术介绍

[0002]预制管桩及其接桩技术符合现代集约化装配施工特点，但是预制管桩穿越风化岩等坚硬岩土层困难，且沉桩设置存在严重排土效应等环境不利因素，严重制约了工程应用。
[0003]近年来高等级公路建设中，包括新一轮高速公路拓宽改造工程中，公路用地受限、路基土源匮乏，桩板路基结构成为一种新的路基形式。桩板路基结构采用预制管桩基础，管桩构件装配式立柱，预制面板装配式行车道面，建造施工集约化程度(速度、质量等)显著提高。但是，遇到强风化岩、中等风化岩、坚硬卵砾质土等坚硬岩土层时，预制管桩沉桩困难。高功率大型沉桩设备，不仅对施工场地提出更高要求，加剧了排土效应、噪音等环境影响，有时甚至难于实施。目前，多采取钻小孔预引孔技术，作为预制桩沉桩消能的方法。一方面，可降低沉桩设备功率；另一方面，有利于基桩平面精确定位。但是，遇到中等风化岩等偏硬岩土层时，上述小引孔消能方法实则难以达到预期效果。
[0004]鉴于上述现存问题，本专利技术提出了扩引孔灌注充盈砂浆植入预制管桩复合截面空心桩施工工艺及其应用型式，未见相关文献、报道和规程。扩引孔协配预制管桩复合截面空心桩的截面尺寸效应、桩端全截面(中等风化岩)嵌岩或(坚硬岩表面)支撑等，基桩承载力与稳定性显著提高，且保留了上述桩板路基结构装配式立柱建造模式。扩引孔协配大直径预制管桩可形成大直径复合截面空心桩，还可用于桥梁墩台桩基础。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种扩引孔灌注充盈砂浆植入复合截面空心桩及其施工工艺。包括：钻机扩引孔、灌注流动固化砂浆、封口管桩激振植入砂浆、排浆(砂浆)充盈管桩与扩引孔间的环状空隙，形成管桩内环与充盈外环复合截面空心桩。
[0006]具体施工工艺包括：测量放线，确定桩位；旋挖钻机扩引孔；成孔质量检查；安装定位装置；引孔内灌注砂浆；管桩植入充盈砂浆；精准定位；自然养护，回收设备。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
[0008]一种扩引孔灌注充盈砂浆植入复合截面空心桩及其施工工艺，扩引孔穿越强风化、中风化岩坚硬岩土层，空心桩植入充盈砂浆，激振排浆填充环状间隙，形成管桩内环与充盈外环复合截面空心桩。
[0009]本专利技术的进一步技术：
[0010]优选的，桩顶荷载较小、且性质单一时，选用空心桩PHC
‑
A或 AB 500
‑
600低强度、小直径空心桩，协配扩引孔DB＝700mm～800mm，作为桩板路基结构桩基础，装配式管桩构件立柱稳定控制PHC桩截面。
[0011]优选的，桩顶荷载偏重、且桩身抗弯拉时，选用PHC B或C800
‑
1000高强度抗弯拉大直径空心桩，协配扩引孔DB>1000mm大直径扩引孔空心桩，作为桥梁墩台桩基础。
[0012]优选的，复合空心桩桩顶嵌入承台30～50cm，充盈砂浆外环采用预制模具浇筑，形成深度3～5cm的环形槽口，槽口沿复合空心桩桩身间隔分布。
[0013]优选的，外芯(砂浆)环套增设圆形箍筋约束。
[0014]优选的，空心桩悬浮植入充盈砂浆形成桩身变截面桩，单节管桩植入形成上部复合截面空心管桩，下部素砂浆桩的变截面桩。
[0015]本专利技术扩引孔协配大直径空心桩形成大直径复合截面空心桩，解决了预制桩截面偏小稳定性不够、设置深度与端承条件受限承载力不足等问题，可应用于荷载偏重、性质复杂的桥梁墩台桩基础，应用前景十分广泛。
附图说明
[0016]图1为本专利技术预制管桩内环与充盈砂浆外环复合截面空心桩及其施工工艺示意图。
[0017]图2为本专利技术复合截面空心桩俯视图。
[0018]图3为本专利技术复合截面空心桩工程应用特点。
[0019]图4为本专利技术工程应用E处的局部放大图。
[0020]图5为本专利技术工程应用F处的局部放大图。
[0021]其中1—预制空心管桩；2—充盈砂浆环套；3—管桩接头；4—封闭桩靴；5—承台；6—锚固钢筋；7—桩顶连接钢筋；8—内芯箍筋， 9—外芯箍筋。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0023]本专利技术提出了一种扩引孔灌注充盈砂浆植入复合截面空心桩及其施工工艺，符合现代土木工程工业集约化施工发展趋势。主要技术方案如下：
[0024]如附图说明1，扩引孔中灌注砂浆，封口预制管桩植入孔内灌注砂浆充盈扩引孔与管桩间环状空隙，激振排土沉桩形成复合截面空心桩，桩身砂浆材料强度发挥更加充分，且充盈砂浆质量提高、扩引孔桩土接触面硬化显著。
[0025]如附图说明2、3(A)，桩顶荷载较小、且性质单一时，宜选用预制管桩PHC
‑
A或AB 500
‑
600低强度、小直径预制管桩，协配扩引孔DB＝700mm～800mm，可作为桩板路基结构桩基础，装配式管桩构件立柱稳定可控制PHC桩截面；
[0026]反之，如附图说明2、3(B)，桩顶荷载偏重、且桩身抗弯拉时，宜选用PHC B或C 800
‑
1000高强度抗弯拉大直径预制管桩，协配扩引孔DB>1000mm大直径扩引孔空心桩，可作为桥梁墩台桩基础。
[0027]如附图说明2、3(C)所示，预制管桩还可悬浮植入充盈砂浆形成桩身变截面桩，适用于深长扩引孔时植入大直径管桩，单节管桩植入形成上部复合截面空心管桩(承受抗压
与抗弯)，下部素砂浆桩(承受抗压)的变截面桩。
[0028]结合本专利技术摘要附图和附图专利技术，进一步说明本专利技术典型工程应用实例中的具体实施方案：
[0029]实施实例I——路基桩板结构
[0030]某高速公路位于安徽中部丘陵河谷地区，沿线天然沉积物较薄，下卧(全)强风化岩、中等风化岩，主要岩性为泥质砂岩、凝灰岩。由于路基填土土源匮乏，且路基征地困难，同时该工程建造周期紧张，论证后采用了路基桩板结构，累计里程达到60km。
[0031]由于表面沉积土和(全)强风化层中桩长相对较短，基于桩板结构桩柱系统稳定，预制桩需要进入中等风化岩，甚至穿越中风化层，预制桩直接设置困难。路基桩板结构桩基础采用本专利技术，旋挖钻扩引孔(DB＝700mm)至中风化岩嵌岩深度或弱风化坚硬岩表面，灌注充盈砂浆后植入预制管桩(DP＝500mm)，激振排(砂浆)浆填充环形间隙，形成复合截面空心桩。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩引孔灌注充盈砂浆植入复合截面空心桩的施工工艺，其特征在于：扩引孔穿越强风化、中风化岩坚硬岩土层，空心桩植入充盈砂浆，激振排土填充环状间隙，形成管桩内环与充盈外环复合截面空心桩，具体的包括了以下步骤：(1)测量放线，确定桩位，场地平整后进驻旋挖套筒一体式钻机，扩径引孔至设计孔径和桩底标高，引孔外径大于预制管桩外径；(2)旋挖钻机扩引孔，其特征是成孔过程中，钢护筒顶面与旋挖钻机通过法兰连接，钻机旋压带动钢护筒向下旋转入土；同时，钻机在钢护筒内部进行取土作业，取出的土通过抽吸泵输送至钻孔外；相对预制管桩直径扩大引孔，进入中等风化岩或穿越至下卧坚硬岩表面，复合截面空心桩桩端全断面封闭，在中等风化岩中形成嵌岩桩、或在坚硬岩表面形成支撑桩。(3)引孔结束后，进行成孔质量检查；(4)钻机移位，采用吊机将定位装置下放至钻孔内，定位装置外缘搭接在钢护筒顶面；(5)钻孔内下放注浆导管，通过导管向钻孔内灌注砂浆至设计标高；(6)管桩植入充盈砂浆，激振排土填充环状间隙，形成预制管桩内环与充盈砂浆外环的复合截面空心桩；(7)通过定位装置对桩位进行局部精确调整；(8)进行自然养护，控制养护时间，回收定位装置，再拔出钢护筒。2.根据权利要求1中所述的一种扩引孔灌注充盈砂浆植入复合截面空心桩的施工工艺，其特征在于：桩顶荷载较小、且性质单一时，选用空心桩PHC
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A或AB 500
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600低强度、小直径空心桩，协配扩引孔DB＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇，席进，朱玉，张浩，刘维正，邵虎，江磊，张孝虹，王伟，姚孝虎，
申请(专利权)人：公路交通节能与环保技术及装备交通运输行业研发中心中南大学，
类型：发明
国别省市：