預(yù)應(yīng)力管樁及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉆孔設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，用于在填海區(qū)成樁，包括以下步驟：1)采用潛孔錘開(kāi)設(shè)主鉆孔，且利用全護(hù)筒跟隨所述潛孔錘鉆進(jìn)，直至潛孔錘及全護(hù)筒穿越填石層；2)起拔潛孔錘，且于全護(hù)筒內(nèi)填充砂土，直至砂土填至填海區(qū)上表面，起拔全護(hù)筒，主鉆孔形成填砂孔；3)于預(yù)應(yīng)力管樁的上端施加外力，使得預(yù)應(yīng)力管樁穿過(guò)填砂孔，其下端嵌于填石層下方的基巖中。該預(yù)應(yīng)力管樁施工方法在填海區(qū)上待成樁的位置，用潛孔錘配合全護(hù)筒跟管鉆進(jìn)開(kāi)孔，主鉆孔穿越填石層，將填石層置換為砂土，再利用錘樁機(jī)等連續(xù)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(chǎng)地清潔等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】預(yù)應(yīng)力管粧及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆孔設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及預(yù)應(yīng)力管樁及其施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著沿海城市建設(shè)發(fā)展的需要，會(huì)進(jìn)行大規(guī)模的填海造地工程，一大批超高、超深建筑也會(huì)在填海區(qū)拔地而起，在這些填海區(qū)域中，大直徑超深預(yù)應(yīng)力管樁(直徑在800_以上，孔深超過(guò)50m)的使用也越來(lái)越廣泛。預(yù)應(yīng)力管樁具有成樁質(zhì)量好、單樁承載力高、施工速度快、工期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，且在成孔過(guò)程中無(wú)需泥漿護(hù)壁，避免產(chǎn)生大量泥漿廢渣，實(shí)現(xiàn)綠色施工。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力管樁I施工方法的原理示意圖。預(yù)應(yīng)力管樁I成樁時(shí)，通過(guò)錘擊、靜壓等方式提供外力F，該外力F作用在預(yù)應(yīng)力管樁I樁身的上端，在預(yù)應(yīng)力管樁I樁身的下端，設(shè)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(guò)雜填土層6、填石層3、殘積層4，并最后落在基巖5上，完成預(yù)應(yīng)力管樁2成樁的效果。
[0004]在現(xiàn)有的填海區(qū)中，由于深厚填石層3的廣泛分布，且受填石層3無(wú)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(qū)中施工大直徑(Φ 800mm)預(yù)應(yīng)力管樁I時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到預(yù)應(yīng)力管樁I難以穿過(guò)深厚填石層3的困難，因此，預(yù)應(yīng)力管樁I的下端難以達(dá)到基巖5上，導(dǎo)致成樁失敗，或者需要消耗長(zhǎng)時(shí)間的施工，才能實(shí)現(xiàn)成樁，施工效率低，大大難以延遲施工周期。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)應(yīng)力施工方法中，存在預(yù)應(yīng)力管樁難以穿過(guò)填石層導(dǎo)致成樁失敗、施工效率低的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，用于在填海區(qū)成樁，包括以下步驟:
[0007]I)、在填海區(qū)待成樁的位置，采用潛孔錘開(kāi)設(shè)主鉆孔，且利用全護(hù)筒跟隨所述潛孔錘鉆進(jìn)，直至所述潛孔錘及全護(hù)筒穿越填石層；
[0008]2)、起拔所述潛孔錘，且于所述全護(hù)筒內(nèi)填充砂土，直至砂土填至所述填海區(qū)上表面，起拔所述全護(hù)筒，所述主鉆孔形成填砂孔；
[0009]3)、于預(yù)應(yīng)力管樁的上端施加外力，使得所述預(yù)應(yīng)力管樁穿過(guò)所述填砂孔，其下端嵌于所述填石層下方的基巖中，完成預(yù)應(yīng)力管樁的成樁。
[0010]本發(fā)明還提供了預(yù)應(yīng)力管樁，預(yù)應(yīng)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(gè)導(dǎo)向板，多個(gè)所述導(dǎo)向板環(huán)繞所述管樁樁尖外周相鄰布置。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的預(yù)應(yīng)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(qū)上待成樁的位置，用潛孔錘配合全護(hù)筒跟管鉆進(jìn)開(kāi)孔，主鉆孔穿越填石層；起拔全護(hù)筒前，用砂土回填主鉆孔，將填石層置換為砂土，再利用錘樁機(jī)等連續(xù)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]由于采用了潛孔錘引孔技術(shù)，施工速度快，單機(jī)綜合效率高，機(jī)械施工成本相對(duì)低。與采用沖擊引孔使用泥漿護(hù)壁工藝，減少了泥漿的使用量和廢漿廢渣的外運(yùn)量，減小了施工成本，提升了環(huán)保效益。
[0016]3)、場(chǎng)地清潔、現(xiàn)場(chǎng)管理簡(jiǎn)化
[0017]其主要表現(xiàn)在以下方面:施工不使用泥漿循環(huán)，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境得到極大的改善，不存在廢漿廢渣外運(yùn)及處理困難，大大減少了廢泥漿儲(chǔ)存、外運(yùn)等日常的管理工作，管理環(huán)節(jié)得到極大的簡(jiǎn)化。
[0018]在預(yù)應(yīng)力管樁中，管樁接頭的下端，設(shè)置多個(gè)導(dǎo)向板，預(yù)應(yīng)力管樁成樁的過(guò)程中，導(dǎo)向板可以起到較好的導(dǎo)向作用，避免出現(xiàn)孔斜現(xiàn)象，且可以平衡預(yù)應(yīng)力管樁如土端時(shí)承受的應(yīng)力，抵消部分動(dòng)能，有效減少斷樁幾率，增加成樁過(guò)程，預(yù)應(yīng)力管樁對(duì)土層的穿透能力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)應(yīng)力管樁施工過(guò)程的原理示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的潛孔錘及全護(hù)筒開(kāi)鉆主鉆孔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的填海區(qū)中形成填砂孔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的三個(gè)副鉆孔與主鉆孔的俯視示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的預(yù)應(yīng)力管樁在填砂孔中成樁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的預(yù)應(yīng)力管樁的橫向剖切示意圖；
[0025]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的管樁接頭的剖切示意圖；
[0026]圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的樁身與管樁接頭的主視示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0029]參照?qǐng)D2?8所示，為本發(fā)明提供的較佳實(shí)施例。
[0030]本實(shí)施例提供的預(yù)應(yīng)力管樁2施工方法，用于將預(yù)應(yīng)力管樁2在填海區(qū)中成樁，填海區(qū)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，該施工方法用于將預(yù)應(yīng)力管樁2的下端插設(shè)在基巖5中，實(shí)現(xiàn)成樁的效果。
[0031]預(yù)應(yīng)力管樁2施工方法，其具體操作步驟如下:
[0032]I)、在填海區(qū)待成樁的位置，采用潛孔錘22在填海區(qū)開(kāi)設(shè)主鉆孔，且利用全護(hù)筒21跟隨潛孔錘22鉆進(jìn)，也就是全護(hù)筒21也插設(shè)在該主鉆孔中，且隨著潛孔錘22的不斷朝下移動(dòng)，該全護(hù)筒21在不斷朝下插設(shè)，直至潛孔錘22穿過(guò)填石層3，同時(shí)全護(hù)筒21也穿越在填石層3中，即主鉆孔穿越填石層3 ；
[0033]2)、將潛孔錘22撥出，并在全護(hù)筒21內(nèi)填充砂土，待砂土填充至填海區(qū)的上表面后，再拔出全護(hù)筒21，從而，主鉆孔形成填砂孔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(yù)應(yīng)力管樁2上端施加外力，使得預(yù)應(yīng)力管樁2穿過(guò)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(gè)預(yù)應(yīng)力管樁2成樁操作。
[0035]上述提供的預(yù)應(yīng)力管樁2施工方法中，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0036]I)、成孔速度快
[0037]在填海區(qū)上待成樁的位置，先用大直徑潛孔錘22且配合全護(hù)筒21跟管鉆進(jìn)開(kāi)孔，主鉆孔穿越填石層3 ;起拔全護(hù)筒21前，用砂土回填主鉆孔，將各孔位處的上部填石層3 土體置換為砂土。隨后，再利用錘樁機(jī)等連續(xù)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]由于采用了潛孔錘22引孔技術(shù)，施工速度快，單機(jī)綜合效率高，機(jī)械施工成本相對(duì)低。與采用沖擊引孔使用泥漿護(hù)壁工藝，減少了泥漿的使用量和廢漿廢渣的外運(yùn)量，減小了施工成本，提升了環(huán)保效益。
[0040]3)、場(chǎng)地清潔、現(xiàn)場(chǎng)管理簡(jiǎn)化
[0041]其主要表現(xiàn)在以下方面:施工不使用泥漿循環(huán)，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境得到極大的改善，不存在廢漿廢渣外運(yùn)及處理困難，大大減少了廢泥漿儲(chǔ)存、外運(yùn)等日常的管理工作，管理環(huán)節(jié)得到極大的簡(jiǎn)化。
[0042]在步驟3)中，在填砂孔23中打入預(yù)應(yīng)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(jīng)被砂土替換，本實(shí)施例中，在步驟I)之前，以待成樁的位置的軸線為中心，采用潛孔錘22在依序分別在填海區(qū)中開(kāi)設(shè)三個(gè)副鉆孔24，且利用全護(hù)筒21跟隨潛孔錘22鉆進(jìn)，也就是全護(hù)筒21也插設(shè)在該副鉆孔24中，且隨著潛孔錘22的不斷朝下移動(dòng)，該全護(hù)筒21在不斷朝下插設(shè)，直至潛孔錘22穿過(guò)填石層3，同時(shí)全護(hù)筒21也穿越在填石層3中，即副鉆孔24穿越填石層3 ;將潛孔錘22撥出，并在全護(hù)筒21內(nèi)填充砂土，待砂土填充至填海區(qū)的上表面后，再拔出全護(hù)筒21，從而，副鉆孔24形成填砂孔23，該填砂孔23穿越填石層3。
[0043]上述中開(kāi)設(shè)的三個(gè)副鉆孔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(huán)繞狀交叉相交布置，且三個(gè)副鉆孔24分別都待成樁位置的軸線包含在內(nèi)，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(dāng)然，作為其它實(shí)施例，上述在步驟I)之前，開(kāi)設(shè)的副鉆孔24也可以是三個(gè)以上，只要該三個(gè)以上的副鉆孔24呈環(huán)繞狀交叉相交布置，且將待成樁位置的軸線包含在內(nèi)則可。
[0045]本實(shí)施例，預(yù)應(yīng)力管樁2包括長(zhǎng)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(gè)導(dǎo)向板25，該多個(gè)導(dǎo)向板25沿著樁身27的長(zhǎng)度方向延伸，且呈環(huán)繞管樁樁尖26外周相鄰布置。
[0046]在管樁接頭28下端，通過(guò)設(shè)置多個(gè)導(dǎo)向板25，預(yù)應(yīng)力管樁2的成樁的過(guò)程中，導(dǎo)向板25可以起到較好的導(dǎo)向作用，避免出現(xiàn)孔斜現(xiàn)象，且可以平衡預(yù)應(yīng)力管樁2如土端時(shí)承受的應(yīng)力，抵消部分動(dòng)能，有效減少斷樁幾率，增加成樁過(guò)程，預(yù)應(yīng)力管樁2對(duì)土層的穿透能力。
[0047]具體地，導(dǎo)向板25的內(nèi)側(cè)連接在管樁樁尖26的外周上，這樣，增強(qiáng)其穩(wěn)固性，使得其導(dǎo)向效果更好，及具有更佳的穿透能力。
[0048]本實(shí)施例中，導(dǎo)向板25的下端呈尖端29，這樣，其導(dǎo)向以及穿透能力更強(qiáng)。
[0049]具體地，導(dǎo)向板25的下端外側(cè)呈傾斜狀，且于下端形成上述的尖端29，當(dāng)然，作為其它實(shí)施例，導(dǎo)向板25下端的兩側(cè)分別呈傾斜狀，并相交形成上述的尖端29。
[0050]本實(shí)施例中，管樁接頭28的側(cè)壁設(shè)有雙向泄水孔281，這樣，在成樁的過(guò)程中，利用該雙向泄水孔281，可以將預(yù)應(yīng)力管樁2內(nèi)的水排泄出外，從而有效消除地下水浮力的影響，且可以排除預(yù)應(yīng)力管樁2內(nèi)部的密閉空氣，防止發(fā)生爆管的現(xiàn)象。
[0051]另外，在樁身27的側(cè)壁上也設(shè)有上述的雙向泄水孔281，其可以起到上述的技術(shù)效果。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，用于在填海區(qū)成樁，其特征在于，包括以下步驟: 1)、在填海區(qū)待成樁的位置，采用潛孔錘開(kāi)設(shè)主鉆孔，且利用全護(hù)筒跟隨所述潛孔錘鉆進(jìn)，直至所述潛孔錘及全護(hù)筒穿越填石層； 2)、起拔所述潛孔錘，且于所述全護(hù)筒內(nèi)填充砂土，直至砂土填至所述填海區(qū)上表面，起拔所述全護(hù)筒，所述主鉆孔形成填砂孔； 3)、于預(yù)應(yīng)力管樁的上端施加外力，使得所述預(yù)應(yīng)力管樁穿過(guò)所述填砂孔，其下端嵌于所述填石層下方的基巖中，完成預(yù)應(yīng)力管樁的成樁。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，其特征在于，于所述步驟I)之前，以填海區(qū)待成樁位置的軸線為中心，采用所述潛孔錘依序分別開(kāi)設(shè)三個(gè)副鉆孔，所述全護(hù)筒跟隨所述潛孔錘鉆進(jìn)，所述三個(gè)副鉆孔呈環(huán)繞狀交叉相交布置，且分別將所述填海區(qū)待成樁位置的軸線包含在內(nèi)，待所述潛孔錘及全護(hù)筒穿越填石層，起拔潛孔錘；于所述全護(hù)筒中填充砂土，待砂土填至填海區(qū)上表面，起拔全護(hù)筒。
3.如權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，其特征在于，預(yù)應(yīng)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(gè)導(dǎo)向板，多個(gè)所述導(dǎo)向板環(huán)繞所述管樁樁尖外周相鄰布置。
4.如權(quán)利要求3所述的預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，其特征在于，所述導(dǎo)向板的下端呈尖端。
5.如權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，其特征在于，所述導(dǎo)向板的內(nèi)側(cè)連接于所述管樁樁尖的外周。
6.如權(quán)利要求3所述的預(yù)應(yīng)力管樁施工方法，其特征在于，所述管樁接頭的側(cè)壁中設(shè)有雙向泄水孔。
7.預(yù)應(yīng)力管樁，其特征在于，預(yù)應(yīng)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(gè)導(dǎo)向板，多個(gè)所述導(dǎo)向板環(huán)繞所述管樁樁尖外周相鄰布置。
8.如權(quán)利要求7所述的預(yù)應(yīng)力管樁，其特征在于，所述導(dǎo)向板的下端呈尖端。
9.如權(quán)利要求7或8所述的預(yù)應(yīng)力管樁，其特征在于，所述導(dǎo)向板的內(nèi)側(cè)連接于所述管樁樁尖的外周。
10.如權(quán)利要求7或8所述的預(yù)應(yīng)力管樁，其特征在于，所述管樁接頭的側(cè)壁中設(shè)有雙向泄水孔。
【文檔編號(hào)】E02D5/58GK104164873SQ201410250049
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】尚增弟, 宋明智, 于芳, 葉坤, 雷斌, 李波 申請(qǐng)人:深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司, 深圳市晟輝機(jī)械有限公司, 深圳市市政工程總公司