[发明专利]预应力管桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻孔设备的技术领域，尤其涉及预应力管桩及其施工方法。

背景技术

随着沿海城市建设发展的需要，会进行大规模的填海造地工程，一大批超高、超深建筑也会在填海区拔地而起，在这些填海区域中，大直径超深预应力管桩(直径在800mm以上，孔深超过50m)的使用也越来越广泛。预应力管桩具有成桩质量好、单桩承载力高、施工速度快、工期短、成本低等优点，且在成孔过程中无需泥浆护壁，避免产生大量泥浆废渣，实现绿色施工。

现有技术中，预应力管桩的施工方法主要有锤击法、静压法等，如图1所示，为预应力管桩1施工方法的原理示意图。预应力管桩1成桩时，通过锤击、静压等方式提供外力F，该外力F作用在预应力管桩1桩身的上端，在预应力管桩1桩身的下端，设置有十字型钢桩尖11，在外力F的作用下，该钢桩尖11逐渐挤入土层中，依序穿过杂填土层6、填石层3、残积层4，并最后落在基岩5上，完成预应力管桩2成桩的效果。

在现有的填海区中，由于深厚填石层3的广泛分布，且受填石层3无序堆填和填石块的块度大小不一(块度粒径300mm～2000mm)的影响，往往在填海区中施工大直径(φ800mm)预应力管桩1时，经常会遇到预应力管桩1难以穿过深厚填石层3的困难，因此，预应力管桩1的下端难以达到基岩5上，导致成桩失败，或者需要消耗长时间的施工，才能实现成桩，施工效率低，大大难以延迟施工周期。

发明内容

本发明的目的在于提供预应力管桩施工方法，旨在解决现有技术中的预应力施工方法中，存在预应力管桩难以穿过填石层导致成桩失败、施工效率低的问题。

本发明是这样实现的，预应力管桩施工方法，用于在填海区成桩，包括以下步骤：

1)、在填海区待成桩的位置，采用潜孔锤开设主钻孔，且利用全护筒跟随所述潜孔锤钻进，直至所述潜孔锤及全护筒穿越填石层；

2)、起拔所述潜孔锤，且于所述全护筒内填充砂土，直至砂土填至所述填海区上表面，起拔所述全护筒，所述主钻孔形成填砂孔；

3)、于预应力管桩的上端施加外力，使得所述预应力管桩穿过所述填砂孔，其下端嵌于所述填石层下方的基岩中，完成预应力管桩的成桩。

本发明还提供了预应力管桩，预应力管桩包括桩身、连接在桩身下端的管桩接头以及连接在管桩接头下端的管桩桩尖，所述管桩接头的下端连接有多个导向板，多个所述导向板环绕所述管桩桩尖外周相邻布置。

与现有技术相比，本发明提供的预应力管桩施工方法具有以下有益效果：

1)、成孔速度快

在填海区上待成桩的位置，用潜孔锤配合全护筒跟管钻进开孔，主钻孔穿越填石层；起拔全护筒前，用砂土回填主钻孔，将填石层置换为砂土，再利用锤桩机等连续打入管桩，可使管桩轻易穿透填石层，施工效率大幅提升。

2)、施工成本低、工期短

由于采用了潜孔锤引孔技术，施工速度快，单机综合效率高，机械施工成本相对低。与采用冲击引孔使用泥浆护壁工艺，减少了泥浆的使用量和废浆废渣的外运量，减小了施工成本，提升了环保效益。

3)、场地清洁、现场管理简化

其主要表现在以下方面：施工不使用泥浆循环，现场施工环境得到极大的改善，不存在废浆废渣外运及处理困难，大大减少了废泥浆储存、外运等日常的管理工作，管理环节得到极大的简化。

在预应力管桩中，管桩接头的下端，设置多个导向板，预应力管桩成桩的过程中，导向板可以起到较好的导向作用，避免出现孔斜现象，且可以平衡预应力管桩如土端时承受的应力，抵消部分动能，有效减少断桩几率，增加成桩过程，预应力管桩对土层的穿透能力。

附图说明

图1是现有技术中的预应力管桩施工过程的原理示意图；

图2是本发明实施例提供的潜孔锤及全护筒开钻主钻孔的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的填海区中形成填砂孔的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的三个副钻孔与主钻孔的俯视示意图；

图5是本发明实施例提供的预应力管桩在填砂孔中成桩的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的预应力管桩的横向剖切示意图；

图7是本发明实施例提供的管桩接头的剖切示意图；

图8是本发明实施例提供的桩身与管桩接头的主视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。