[发明专利]无挤土的预制桩取土植入方法

说明书

技术领域

本发明涉及预制桩的植桩（压桩）方法，具体属于一种无挤土的预制桩取土植入方法。

背景技术

传统的预制桩（包括预应力钢筋混凝土空心管桩、预应力钢筋混凝土方桩、截面为其它形状的预应力钢筋混凝土桩、非预应力桩、钢桩等）多年来被广泛地应用在各种不同的工商、民用建筑物的基础中，由于其质量好、强度高，因此实现了较好的社会效益。但是，随着科学技术的发展进步，人们对建筑产品的质量要求越来越高，此时传统的预制桩自身的一些缺陷完全暴露出来，如原材料和加工机械等，此外，预制桩还受到施工技术的限制，因此在预制桩的施工过程中会出现挤土效应的问题，该挤土效应是由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态而产生的。

在沉桩过程中，由于桩自身的体积“占用”了土体原有的空间，使桩四周的土体向四周排开。当桩四周的土体为非饱和土层时，在土体受到挤压时，土体的体积会发生收缩，可以部分消散挤压应力，而当桩四周的土体为饱和软土时，土体受挤压时体积不会收缩或收缩量极小，挤压应力主要通过土体位移来消减，挤土效应则十分明显，因此会造成极大的负面影响。

挤土效应的影响主要表现在：(1)沉桩时，由于桩周土层被压密并挤开，使土体产生垂直方向的隆起和水平方向的位移，可能造成近邻已压入的桩产生上浮，桩端被“悬空”，使桩的承载力达不到设计要求；也会造成桩位偏移和桩身倾斜、翘曲折断等质量事故，甚至会使相邻的建筑物和市政设施发生不均匀变形以致损坏；(2)压桩过程中孔隙水压力升高造成土体破坏，未破坏的土体也会因孔隙水压力的不断传播和消散而蠕变，会导致土体的垂直隆起和水平方向的位移。目前，挤土效应已经极大地影响到预制桩在各行各业中的应用，因此迫切需要能够解决预制桩在施工过程中产生挤土效应问题的方法。

此外，多节桩之间的接头及预制桩本身在泥土中，尤其是沿海地区的土体中，会出现腐蚀问题，而且桩端难以进入较硬岩土持力层，导致预制桩的强度、寿命及建筑物的承载力均受到影响等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无挤土的预制桩取土植入方法，可以显著地降低预制桩植入过程的挤土效应，并解决桩端难以进入硬的岩土持力层的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的无挤土的预制桩取土植入方法，包括以下步骤：

1）使用动力头钻机对设计桩位的土层进行切削、搅拌并使土体破坏粉碎，形成桩孔；

2）起吊预制桩，将预制桩对准并植入桩孔的被破坏粉碎土体中；

3）使用空心螺旋取土钻头将桩孔某一部分外侧的土体取出，形成至少一节完整的环状空间；

4）在形成的环状空间中灌入水泥砂浆或混凝土，所述水泥砂浆或混凝土与预制桩结合形成复合裹心混凝土桩。

在步骤1中，向破坏粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆和/或化学防腐蚀浆液，所述防腐蚀水泥浆和/或化学防腐蚀浆液与被粉碎的土体在动力头钻机的钻头作用下搅拌混合形成新的复合土体。

被破坏粉碎的土体深度与要植入的预制桩的长度相对应，被破坏粉碎的土体截面面积大于预制桩外侧面的截面面积。

在步骤3中，所述环状空间位于桩孔的上部和/或桩孔的中部和/或桩孔的底部。

步骤1中的动力头钻机为单轴动力头钻机或多轴动力头钻机。

步骤2中采用履带式吊车或压桩机起吊预制桩。

步骤1中采用高压泥浆泵向粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆或化学防腐蚀浆液。

所述预制桩为实心桩，被破坏粉碎的土体截面面积大于实心桩的截面面积。

所述预制桩为空心管桩，被破坏的土体截面面积大于空心管桩的外侧面的截面面积。

本发明利用动力头钻机对设计桩位的土层原始结构进行结构性的破坏，使植入预制桩的土体被彻底粉碎形成极大的空隙，同时在破坏粉碎的土体中注入防腐蚀水泥浆或化学防腐蚀浆液，二者在钻头的作用下充分搅拌混合形成复合土体，预制桩利用自身的重量植入设计桩位的复合土体中，在植入过程中预制桩与周边的复合土体之间的摩擦力几乎可以忽略不计，并且对周边土体不产生任何挤压应力，因此可以大幅度降低或消除挤土效应的产生。同时，复合土体与预制桩的周身固结、紧密包裹结合形成完整的裹芯一体基础桩，完全隔绝了桩身内外表面、桩与桩之间的接头与土体接触可能产生氧化腐蚀反应的基本条件，从而在一定程度上解决预制桩在土中（尤其是沿海地区）的永久抗腐蚀问题。更重要的是，在桩身周围可以根据实际需要形成多个环状灌砼部分，这样不但提高了预制桩的单桩承受力和抗震能力，还可以使桩端顺利进入较硬的岩土持力层。