預應力管樁及其施工方法
2023-12-11 13:22:57
預應力管樁及其施工方法
【專利摘要】本發明涉及鑽孔設備的【技術領域】，公開了預應力管樁施工方法，用於在填海區成樁，包括以下步驟：1)採用潛孔錘開設主鑽孔，且利用全護筒跟隨所述潛孔錘鑽進，直至潛孔錘及全護筒穿越填石層；2)起拔潛孔錘，且於全護筒內填充砂土，直至砂土填至填海區上表面，起拔全護筒，主鑽孔形成填砂孔；3)於預應力管樁的上端施加外力，使得預應力管樁穿過填砂孔，其下端嵌於填石層下方的基巖中。該預應力管樁施工方法在填海區上待成樁的位置，用潛孔錘配合全護筒跟管鑽進開孔，主鑽孔穿越填石層，將填石層置換為砂土，再利用錘樁機等連續打入管樁，可使管樁輕易穿透填石層，具有成孔速度快、施工效率高、施工成本低、工期短以及施工場地清潔等優點。
【專利說明】預應力管粧及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑽孔設備的【技術領域】，尤其涉及預應力管樁及其施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著沿海城市建設發展的需要，會進行大規模的填海造地工程，一大批超高、超深建築也會在填海區拔地而起，在這些填海區域中，大直徑超深預應力管樁(直徑在800_以上，孔深超過50m)的使用也越來越廣泛。預應力管樁具有成樁質量好、單樁承載力高、施工速度快、工期短、成本低等優點，且在成孔過程中無需泥漿護壁，避免產生大量泥漿廢渣，實現綠色施工。
[0003]現有技術中，預應力管樁的施工方法主要有錘擊法、靜壓法等，如圖1所示，為預應力管樁I施工方法的原理示意圖。預應力管樁I成樁時，通過錘擊、靜壓等方式提供外力F，該外力F作用在預應力管樁I樁身的上端，在預應力管樁I樁身的下端，設置有十字型鋼樁尖11，在外力F的作用下，該鋼樁尖11逐漸擠入土層中，依序穿過雜填土層6、填石層3、殘積層4，並最後落在基巖5上，完成預應力管樁2成樁的效果。
[0004]在現有的填海區中，由於深厚填石層3的廣泛分布，且受填石層3無序堆填和填石塊的塊度大小不一(塊度粒徑300mm?2000mm)的影響，往往在填海區中施工大直徑(Φ 800mm)預應力管樁I時，經常會遇到預應力管樁I難以穿過深厚填石層3的困難，因此，預應力管樁I的下端難以達到基巖5上，導致成樁失敗，或者需要消耗長時間的施工，才能實現成樁，施工效率低，大大難以延遲施工周期。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供預應力管樁施工方法，旨在解決現有技術中的預應力施工方法中，存在預應力管樁難以穿過填石層導致成樁失敗、施工效率低的問題。
[0006]本發明是這樣實現的，預應力管樁施工方法，用於在填海區成樁，包括以下步驟:
[0007]I)、在填海區待成樁的位置，採用潛孔錘開設主鑽孔，且利用全護筒跟隨所述潛孔錘鑽進，直至所述潛孔錘及全護筒穿越填石層；
[0008]2)、起拔所述潛孔錘，且於所述全護筒內填充砂土，直至砂土填至所述填海區上表面，起拔所述全護筒，所述主鑽孔形成填砂孔；
[0009]3)、於預應力管樁的上端施加外力，使得所述預應力管樁穿過所述填砂孔，其下端嵌於所述填石層下方的基巖中，完成預應力管樁的成樁。
[0010]本發明還提供了預應力管樁，預應力管樁包括樁身、連接在樁身下端的管樁接頭以及連接在管樁接頭下端的管樁樁尖，所述管樁接頭的下端連接有多個導向板，多個所述導向板環繞所述管樁樁尖外周相鄰布置。
[0011]與現有技術相比，本發明提供的預應力管樁施工方法具有以下有益效果:
[0012]I)、成孔速度快
[0013]在填海區上待成樁的位置，用潛孔錘配合全護筒跟管鑽進開孔，主鑽孔穿越填石層；起拔全護筒前，用砂土回填主鑽孔，將填石層置換為砂土，再利用錘樁機等連續打入管樁，可使管樁輕易穿透填石層，施工效率大幅提升。
[0014]2)、施工成本低、工期短
[0015]由於採用了潛孔錘引孔技術，施工速度快，單機綜合效率高，機械施工成本相對低。與採用衝擊引孔使用泥漿護壁工藝，減少了泥漿的使用量和廢漿廢渣的外運量，減小了施工成本，提升了環保效益。
[0016]3)、場地清潔、現場管理簡化
[0017]其主要表現在以下方面:施工不使用泥漿循環，現場施工環境得到極大的改善，不存在廢漿廢渣外運及處理困難，大大減少了廢泥漿儲存、外運等日常的管理工作，管理環節得到極大的簡化。
[0018]在預應力管樁中，管樁接頭的下端，設置多個導向板，預應力管樁成樁的過程中，導向板可以起到較好的導向作用，避免出現孔斜現象，且可以平衡預應力管樁如土端時承受的應力，抵消部分動能，有效減少斷樁機率，增加成樁過程，預應力管樁對土層的穿透能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是現有技術中的預應力管樁施工過程的原理示意圖；
[0020]圖2是本發明實施例提供的潛孔錘及全護筒開鑽主鑽孔的結構示意圖；
[0021]圖3是本發明實施例提供的填海區中形成填砂孔的結構示意圖；
[0022]圖4是本發明實施例提供的三個副鑽孔與主鑽孔的俯視示意圖；
[0023]圖5是本發明實施例提供的預應力管樁在填砂孔中成樁的結構示意圖；
[0024]圖6是本發明實施例提供的預應力管樁的橫向剖切示意圖；
[0025]圖7是本發明實施例提供的管樁接頭的剖切示意圖；
[0026]圖8是本發明實施例提供的樁身與管樁接頭的主視示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0028]以下結合具體實施例對本發明的實現進行詳細的描述。
[0029]參照圖2?8所示，為本發明提供的較佳實施例。
[0030]本實施例提供的預應力管樁2施工方法，用於將預應力管樁2在填海區中成樁，填海區的土層，自上而下，分別是雜填土層6、填石層3、殘積層4以及基巖5上，該施工方法用於將預應力管樁2的下端插設在基巖5中，實現成樁的效果。
[0031]預應力管樁2施工方法，其具體操作步驟如下:
[0032]I)、在填海區待成樁的位置，採用潛孔錘22在填海區開設主鑽孔，且利用全護筒21跟隨潛孔錘22鑽進，也就是全護筒21也插設在該主鑽孔中，且隨著潛孔錘22的不斷朝下移動，該全護筒21在不斷朝下插設，直至潛孔錘22穿過填石層3，同時全護筒21也穿越在填石層3中，即主鑽孔穿越填石層3 ；
[0033]2)、將潛孔錘22撥出，並在全護筒21內填充砂土，待砂土填充至填海區的上表面後，再拔出全護筒21，從而，主鑽孔形成填砂孔23，該填砂孔23穿越填石層3 ；
[0034]3)、利用錘擊法或靜壓法等在預應力管樁2上端施加外力，使得預應力管樁2穿過填砂孔23，且下端嵌入在填石層3下方的基巖5中，完成整個預應力管樁2成樁操作。
[0035]上述提供的預應力管樁2施工方法中，其具有以下優點:
[0036]I)、成孔速度快
[0037]在填海區上待成樁的位置，先用大直徑潛孔錘22且配合全護筒21跟管鑽進開孔，主鑽孔穿越填石層3 ;起拔全護筒21前，用砂土回填主鑽孔，將各孔位處的上部填石層3 土體置換為砂土。隨後，再利用錘樁機等連續打入管樁，可使管樁輕易穿透填石層3，施工效率大幅提升。
[0038]2)、施工成本低、工期短
[0039]由於採用了潛孔錘22引孔技術，施工速度快，單機綜合效率高，機械施工成本相對低。與採用衝擊引孔使用泥漿護壁工藝，減少了泥漿的使用量和廢漿廢渣的外運量，減小了施工成本，提升了環保效益。
[0040]3)、場地清潔、現場管理簡化
[0041]其主要表現在以下方面:施工不使用泥漿循環，現場施工環境得到極大的改善，不存在廢漿廢渣外運及處理困難，大大減少了廢泥漿儲存、外運等日常的管理工作，管理環節得到極大的簡化。
[0042]在步驟3)中，在填砂孔23中打入預應力管樁2，為了保證形成的填砂孔23中的全部填石層3已經被砂土替換，本實施例中，在步驟I)之前，以待成樁的位置的軸線為中心，採用潛孔錘22在依序分別在填海區中開設三個副鑽孔24，且利用全護筒21跟隨潛孔錘22鑽進，也就是全護筒21也插設在該副鑽孔24中，且隨著潛孔錘22的不斷朝下移動，該全護筒21在不斷朝下插設，直至潛孔錘22穿過填石層3，同時全護筒21也穿越在填石層3中，即副鑽孔24穿越填石層3 ;將潛孔錘22撥出，並在全護筒21內填充砂土，待砂土填充至填海區的上表面後，再拔出全護筒21，從而，副鑽孔24形成填砂孔23，該填砂孔23穿越填石層3。
[0043]上述中開設的三個副鑽孔24分別以待成樁位置的軸線為中心，呈品字狀交叉相交布置，也就是環繞狀交叉相交布置，且三個副鑽孔24分別都待成樁位置的軸線包含在內，這樣，則可以充分去除待成樁位置軸線周圍的填石層3，也就是將填石層3完全被砂土替換。
[0044]當然，作為其它實施例，上述在步驟I)之前，開設的副鑽孔24也可以是三個以上，只要該三個以上的副鑽孔24呈環繞狀交叉相交布置，且將待成樁位置的軸線包含在內則可。
[0045]本實施例，預應力管樁2包括長筒狀的樁身27、連接在樁身27下端的管樁接頭28以及連接在管樁接頭28下端的管樁樁尖26，在該管樁接頭28的下端連接有多個導向板25，該多個導向板25沿著樁身27的長度方向延伸，且呈環繞管樁樁尖26外周相鄰布置。
[0046]在管樁接頭28下端，通過設置多個導向板25，預應力管樁2的成樁的過程中，導向板25可以起到較好的導向作用，避免出現孔斜現象，且可以平衡預應力管樁2如土端時承受的應力，抵消部分動能，有效減少斷樁機率，增加成樁過程，預應力管樁2對土層的穿透能力。
[0047]具體地，導向板25的內側連接在管樁樁尖26的外周上，這樣，增強其穩固性，使得其導向效果更好，及具有更佳的穿透能力。
[0048]本實施例中，導向板25的下端呈尖端29，這樣，其導向以及穿透能力更強。
[0049]具體地，導向板25的下端外側呈傾斜狀，且於下端形成上述的尖端29，當然，作為其它實施例，導向板25下端的兩側分別呈傾斜狀，並相交形成上述的尖端29。
[0050]本實施例中，管樁接頭28的側壁設有雙向洩水孔281，這樣，在成樁的過程中，利用該雙向洩水孔281，可以將預應力管樁2內的水排洩出外，從而有效消除地下水浮力的影響，且可以排除預應力管樁2內部的密閉空氣，防止發生爆管的現象。
[0051]另外，在樁身27的側壁上也設有上述的雙向洩水孔281，其可以起到上述的技術效果。
[0052]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.預應力管樁施工方法，用於在填海區成樁，其特徵在於，包括以下步驟: 1)、在填海區待成樁的位置，採用潛孔錘開設主鑽孔，且利用全護筒跟隨所述潛孔錘鑽進，直至所述潛孔錘及全護筒穿越填石層； 2)、起拔所述潛孔錘，且於所述全護筒內填充砂土，直至砂土填至所述填海區上表面，起拔所述全護筒，所述主鑽孔形成填砂孔； 3)、於預應力管樁的上端施加外力，使得所述預應力管樁穿過所述填砂孔，其下端嵌於所述填石層下方的基巖中，完成預應力管樁的成樁。
2.如權利要求1所述的預應力管樁施工方法，其特徵在於，於所述步驟I)之前，以填海區待成樁位置的軸線為中心，採用所述潛孔錘依序分別開設三個副鑽孔，所述全護筒跟隨所述潛孔錘鑽進，所述三個副鑽孔呈環繞狀交叉相交布置，且分別將所述填海區待成樁位置的軸線包含在內，待所述潛孔錘及全護筒穿越填石層，起拔潛孔錘；於所述全護筒中填充砂土，待砂土填至填海區上表面，起拔全護筒。
3.如權利要求1或2所述的預應力管樁施工方法，其特徵在於，預應力管樁包括樁身、連接在樁身下端的管樁接頭以及連接在管樁接頭下端的管樁樁尖，所述管樁接頭的下端連接有多個導向板，多個所述導向板環繞所述管樁樁尖外周相鄰布置。
4.如權利要求3所述的預應力管樁施工方法，其特徵在於，所述導向板的下端呈尖端。
5.如權利要求4所述的預應力管樁施工方法，其特徵在於，所述導向板的內側連接於所述管樁樁尖的外周。
6.如權利要求3所述的預應力管樁施工方法，其特徵在於，所述管樁接頭的側壁中設有雙向洩水孔。
7.預應力管樁，其特徵在於，預應力管樁包括樁身、連接在樁身下端的管樁接頭以及連接在管樁接頭下端的管樁樁尖，所述管樁接頭的下端連接有多個導向板，多個所述導向板環繞所述管樁樁尖外周相鄰布置。
8.如權利要求7所述的預應力管樁，其特徵在於，所述導向板的下端呈尖端。
9.如權利要求7或8所述的預應力管樁，其特徵在於，所述導向板的內側連接於所述管樁樁尖的外周。
10.如權利要求7或8所述的預應力管樁，其特徵在於，所述管樁接頭的側壁中設有雙向洩水孔。
【文檔編號】E02D5/58GK104164873SQ201410250049
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】尚增弟, 宋明智, 於芳, 葉坤, 雷斌, 李波 申請人:深圳市工勘巖土集團有限公司, 深圳市晟輝機械有限公司, 深圳市市政工程總公司