高頻振衝擴底注漿管樁及其施工方法
2023-12-02 00:18:11
高頻振衝擴底注漿管樁及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種高頻振衝擴底注漿管樁及其施工方法，高頻振衝擴底注漿管樁的下端設有火柴頭狀的水泥漿包裹的碎石砼複合體，碎石砼複合體由平均直徑為3～8㎝的建築垃圾與水泥漿凝結而成。施工方法為根據設計要求把管樁錘擊、靜壓至設計標高，使用高頻振衝器對管樁底部進行振衝，並填充小顆粒建築垃圾與水泥漿，在管樁下端形成碎石砼複合體。本發明高頻振衝擴底注漿管樁具有較大支承強度，碎石砼複合體保證管樁較高的承載能力；本發明的施工方法能夠有效穿透砂層和硬殼層，施工效率高，施工成本低，單樁承載力較大且高效環保，本發明施工方法能夠用於在管樁內使用自由落錘夯擊建築垃圾形成擴大頭。
【專利說明】 高頻振衝擴底注漿管粧及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建築結構和施工方法，具體涉及一種高頻振衝擴底注漿管樁及其施工方法。
【背景技術】
[0002]預應力砼管樁簡稱PC、PHC管樁，它具有工廠化生產，樁身預應力鋼筋張拉，砼蒸汽養護、高壓蒸養後砼強度高，質量穩定可靠、標準化生產程度高、吊裝運輸、現場施工方便等特點深受廣大業主、設計、施工單位歡迎。
[0003]預應力砼管樁自九十年代初期廣東引進該項技術到現在、管樁生產到管樁施工已遍布大江南北、全國各地，施工方法從自由落錘到柴油錘重錘輕擊過渡，靜壓施工也從鋼絲繩反壓到現在的大噸位全液壓靜力壓樁施工為主。
[0004]但是現在管樁施工不管採用錘擊還是靜壓施工方法，多是擠土樁，不可避免受樁擠壓而土體受到擾動，改變土體的應力狀態，對密實粘性土產生較大的擠土效應，容易對多樁承臺樁和樁間距較密的樁產生對已壓入的樁土體再擠壓而上浮，樁端被「懸空」使樁的承載力達不到設計要求採取補樁或加固處理方案，即費時間、又費經濟的情況、而且由於地質情況不同，設備選用不當，在施工開挖過程中發現樁林現象較為普遍，由於未達到設計深度、管樁超出樁頂標高1-3米。另外，由於在管樁施工過程中，一般設計都採用摩擦樁作為單樁承載力，單樁承載力與樁身砼強度對比較小，未發揮樁身高砼的優勢，所以針對上述問題，需要設計高頻振衝擴底注漿管樁設備與施工工藝，克服現有管樁與施工的不足。
【發明內容】
[0005]本發明需要解決的技術問題就在於克服現有技術的缺陷，提供一種高頻振衝擴底注漿管樁及其施工方法。高頻振衝擴底注漿管樁具有較大的支撐強度，底部的碎石砼複合體保證了管樁較強的承載能力；本發明的施工方法能夠有效穿透硬殼層，施工效率高，施工成本低，單樁承載力較大，提高了施工質量。
[0006]為解決上述問題，本發明採用技術方案為:
高頻振衝擴底注漿管樁，高頻振衝擴底注漿管樁的下端設有火柴頭狀的水泥漿包裹的碎石砼複合體，碎石砼複合體由平均直徑為3?8 cm的磚塊、碎石、砼塊建築垃圾與水泥漿凝結而成，碎石砼複合體為球形或橢球形，碎石砼複合體的直徑為0.8?2m，視管樁直徑及設計要求確定。管樁底端的碎石砼複合體能夠有效提高管樁的單樁承載力，保持管樁的穩定性和質量。
[0007]高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法:
(I)根據設計要求把管樁錘擊、靜壓至設計標高，在管樁穿透粉砂、粉土的過程時使用高頻振衝設備在管樁孔中噴射高壓水柱，管樁孔內的高頻振衝器經上、下激振力衝刷、振擠，使原狀粉砂、粉土形成泥漿，在管樁的端部形成孔洞將管樁振衝至設計樁底標高；穿透粉砂、粉土、硬殼層後，高頻振衝器停止工作，由錘擊和靜壓方式將管樁下壓至設計樁端標聞ο
[0008]( 2 )開啟高頻振衝器對管樁底端土壤進行振衝；由振衝器頭部射出高壓水流，高壓水流經高頻振衝器產生的上、下方向激振力衝刷、振擠地基土壤成孔，直至管樁端部，隨後投入平均直徑為3?8 cm的磚塊、碎石、砼塊、建築垃圾後，開啟高頻振衝器用小泵量水泥漿經高頻振衝器產生的激振力衝刷、振壓磚塊、碎石、砼塊,並壓實、擠密管樁端部的土壤形成擴大頭。
[0009](3)不斷向管樁孔內添加平均直徑為3?8 cm的建築垃圾並將建築垃圾振衝至樁底之下0.8?2m，然後大泵量向管樁下端注入稠水泥漿；
(4)使用高頻振衝器進行二次振衝和三次振衝在管樁下端部形成達到設計規格的擴大頭；高壓水泥漿充填擴大頭後，在樁底、樁周土體和管樁樁身周邊土體產生冒漿現象；在半磚、碎石、砼塊等建築垃圾振擠下，振密了原狀土的結構，而且經高壓水泥漿充填後，對樁底、樁周土體和管樁樁身周邊土體產生冒漿現象，增強了樁周摩阻力，達到提高單樁承載力的效果，大大提高了管樁的單樁承載力。
[0010](5)停止高頻振衝器與水泥漿充填作業，水泥漿與建築垃圾在擴大頭處凝結形成火柴頭狀的水泥漿包裹的碎石砼複合體。
[0011]本發明為了提高碎石砼複合體的承載能力，較佳的技術方案有，管樁的下端位於碎石砼複合體內，管樁下端距碎石砼複合體上端的距離不少於I?2倍的管樁直徑，擴大頭直徑視設計要求確定，計算投料量。
[0012]本發明為了提高振衝效果和管樁端部土壤結構密度，較佳的技術方案還有，管樁孔內投入的磚塊、碎石、砼塊建築垃圾的平均直徑為3?8 Cm。
[0013]本發明為了進一步提高振衝效果和管樁端部土壤結構密度，較佳的技術方案還有，步驟(4)中使用高頻振衝器進行二次振衝和三次振衝的同時向管樁孔內加入磚塊、碎石、砼塊建築垃圾。
[0014]本發明為了提高碎石砼複合體的承載力，以提高管樁的承載能力，較佳的技術方案還有，橢球形碎石砼複合體的寬度為碎石砼複合體高度的4/5?3/5。
[0015]本發明的施工方法用於預應力砼管樁的施工。
[0016]本發明的投料次數和施工工藝能夠用於在管樁內使用自由落錘夯擊半磚、碎石、混凝土塊等建築垃圾達到夯實樁端原狀土和擴大頭的效果。
[0017]本發明的優點和有益效果為:
本發明高頻振衝擴底注漿管樁具有較強的承載能力，經與有效同樁徑試驗對比，單樁承載力提聞2O %?so % ；
本發明的施工方法，通過高頻振衝解決了穿透密實粉砂、粉土中間土層，葉片引孔樁機深度不夠的難題。而且經過樁底採用半磚、碎石、砼塊等建築垃圾作為輔料，振擠擴底後形成擴大頭，大大提高了單樁承載力，既節能、減排、環保又符合綠色施工的要求，單樁造價更經濟，社會經濟效益更顯著。並且本施工方法能夠有效穿透粉砂、粉土、硬殼層，施工效率高，施工成本低，單樁承載力較大，提高了施工質量。本發明的投料次數和施工工藝能夠用於在管樁內使用自由落錘夯擊半磚、碎石、混凝土塊等建築垃圾達到夯實樁端原狀土和擴大頭的效果。【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法流程圖。
[0019]圖中:1、地表；2、振衝頭；3、擴大頭；4、管樁；5、碎石砼複合體；A、步驟I作業；B、步驟2作業；C、步驟3作業；D、步驟4作業；E、步驟5作業。
【具體實施方式】
[0020]下列實施例將進一步說明本發明。
[0021]高頻振衝擴底注漿管樁，高頻振衝擴底注漿管樁的下端設有火柴頭狀的水泥漿包裹的碎石砼複合體5，碎石砼複合體5由平均粒度為5 cm的磚塊、碎石、砼塊建築垃圾與水泥漿凝結而成，碎石砼複合體5為橢球形，碎石砼複合體5的直徑為1.8m (Φ600mm管樁)。
[0022]高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法，該施工方法步驟為:
(1)根據設計要求從地表I把管樁4錘擊、靜壓至設計標高，在管樁4穿透粉砂、粉土的過程時使用高頻振衝設備在管樁孔中噴射高壓水柱，管樁孔內的高頻振衝器經上、下激振力衝刷、振擠，使原狀粉砂、粉土形成泥漿，在管樁4的端部形成孔洞將管樁4振衝至設計樁底標聞;
(2)向管樁孔內投入平均直徑為5cm的磚塊、碎石、砼塊建築垃圾，開啟高頻振衝器的振衝頭2對用小泵量水泥漿對磚塊、碎石、砼塊振衝，並擠壓管樁4底端土壤進行壓實、擠密、擴底作業；
(3)不斷向管樁孔內添加平均直徑為5cm的建築垃圾並將建築垃圾振衝至樁底之下1.8m ( Φ600mm管樁)形成擴大頭3,然後大泵量向管樁4下端注入水泥眾；
(4)使用高頻振衝器進行二次振衝和三次振衝在管樁4下端部形成達到設計規格大小的擴大頭3 ;高壓水泥漿充填擴大頭3後，在樁底、樁周土體和管樁4樁身周邊土體產生冒漿現象；
(5)停止高頻振衝器與水泥漿充填作業，水泥漿與建築垃圾在擴大頭3處凝結形成火柴頭狀的水泥漿包裹的碎石砼複合體5。橢球形碎石砼複合體5的寬度為碎石砼複合體5高度的4/5。
[0023]最後應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。
【權利要求】
1.高頻振衝擴底注漿管樁，其特徵在於，高頻振衝擴底注漿管樁的下端設有火柴頭狀的水泥漿包裹的碎石砼複合體，碎石砼複合體由平均直徑為3?8 Cm的磚塊、碎石、砼塊建築垃圾與水泥漿凝結而成，碎石砼複合體為球形或橢球形，碎石砼複合體的直徑為0.8?2m ο
2.高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法，其特徵在於，該施工方法步驟為: (1)根據設計要求把管樁錘擊、靜壓至設計標高，在管樁穿透粉砂、粉土的過程時使用高頻振衝設備在管樁孔中噴射高壓水柱，管樁孔內的高頻振衝器經上、下激振力衝刷、振擠，使原狀粉砂、粉土形成泥漿，在管樁的端部形成孔洞將管樁振衝至設計樁底標高； (2)向管樁孔內投入平均直徑為3?8cm的磚塊、碎石、砼塊建築垃圾，開啟高頻振衝器用小泵量水泥漿對磚塊、碎石、砼塊建築垃圾進行振衝、擠壓，對管樁底端土壤進行壓實、擠密、擴底作業； (3)不斷向管樁孔內添加平均直徑為3?8cm的建築垃圾並將建築垃圾振衝至樁底之下0.8?2m，然後大泵量向管樁下端注入稠水泥漿； (4)使用高頻振衝器進行二次振衝和三次振衝在管樁下端部形成達到設計規格的擴大頭；高壓水泥漿充填擴大頭後，在樁底、樁周土體和管樁樁身周邊土體產生冒漿現象； (5)停止高頻振衝器與水泥漿充填作業，水泥漿與建築垃圾在擴大頭處凝結形成火柴頭狀的水泥漿包裹的碎石砼複合體。
3.如權利要求2所述的高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法，其特徵在於，管樁的下端位於碎石砼複合體內，管樁下端距碎石砼複合體上端的距離不少於I?2倍的管樁直徑。
4.如權利要求3所述的高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法，其特徵在於，管樁孔內投入的磚塊、碎石、輪塊建築垃圾的平均直徑為5 Cm。
5.如權利要求4所述的高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法，其特徵在於，步驟(4)中使用高頻振衝器進行二次振衝和三次振衝的同時向管樁孔內加入磚塊、碎石、砼塊建築垃圾。
6.如權利要求5所述的高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法，其特徵在於，橢球形碎石砼複合體的寬度為碎石砼複合體高度的3/5?4/5。
7.如權利要求6所述的高頻振衝擴底注漿管樁的施工方法，其特徵在於，該施工方法用於提高預應力砼管樁的單樁承載力；本發明的投料次數和施工工藝能夠用於在管樁內使用自由落錘夯擊半磚、碎石、混凝土塊等建築垃圾達到夯實樁端原狀土和擴大頭的效果。
【文檔編號】E02D7/26GK103835292SQ201310688550
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】沈國勤, 歐國興, 沈飛 申請人:建基建設集團有限公司