[发明专利]一种软硬夹层交互地基排水预应力管桩及施工方法

权利要求书

1.一种软硬夹层交互地基排水预应力管桩，主要由预应力管桩、扩大预制桩尖、排水管、土工布袋、弧形钢板、钢绞线、承载板、排水板、盖板组成，其特征在于扩大预制桩尖设置于预应力管桩的底部；预制桩尖及预应力管桩外侧套有土工布袋，并在硬土层顶部以及软土层中局部扩大形成扩挤布袋；排水管设于预应力管桩和土工布袋之间，上端伸出盖板顶部与盖板上部的水平排水主管连通；土工布袋和预应力管桩之间设有透水混凝土桩周；承载板或排水板竖向中心标高处沿预应力管桩侧壁设置3～4块串联的弧形钢板；钢绞线穿过扩大预制桩尖的钢绞线固定端，另一端固定于盖板顶部的锚具上；桩体顶部设置有盖板。

2.根据权利要求1所述的软硬夹层交互地基排水预应力管桩，其特征在于：所述扩大预制桩尖为钢筋混凝土预制桩尖，扩大预制桩尖从外到内依次设有排水管限位凹槽、钢绞线固定端、预应力管桩限位凹槽；钢绞线固定端为钢环或钢筋预埋件。

3.根据权利要求1所述的软硬夹层交互地基排水预应力管桩，其特征在于：所述土工布袋采用无纺土工布或有纺土工布或复合土工布袋体，土工布袋上端固定在桩孔上部的钢护筒上。

4.根据权利要求1所述的软硬夹层交互地基排水预应力管桩，其特征在于：所述排水管管壁上均匀设有花孔。

5.根据权利要求1所述的软硬夹层交互地基排水预应力管桩，其特征在于：所述弧形钢板中间留有100～200mm排水管通过的空隙，上、下弧形钢板通过铰连接，其中上部弧形钢板通过预埋件固定在预应力管桩外壁上，并且能够转动；上部弧形钢板上预留钢绞线穿过的条形孔；下部弧形钢板端部固定在钢绞线上，钢绞线下端绕过扩大预制桩尖上的钢绞线固定端并伸出盖板。

6.根据权利要求1所述的软硬夹层交互地基排水预应力管桩，其特征在于：所述预制管桩顶部设置托板并填芯，在填芯中预埋钢筋，盖板通过预埋钢筋与预制管桩固定连接。

7.根据权利要求1所述的软硬夹层交互地基排水预应力管桩，其特征在于：所述钢绞线在施工后期可施加预应力，并在盖板顶部设置锚具。

8.根据权利要求1所述的软硬夹层交互地基排水预应力管桩，其特征在于：所述盖板中预留钢绞线贯穿预埋管。

9.一种软硬夹层交互地基排水预应力管桩的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、钻进成孔：利用钻机进行钻进成孔至设计深度，并在桩孔上部3~5m处设置钢护筒；

步骤二、桩体构件连接：根据设计要求将预应力管桩、排水管与扩大预制桩尖固定连接，将弧形钢板通过铰固定在预应力管桩上的预埋件上，下部弧形钢板端部焊接在钢绞线上，并在扩大预制桩尖和预应力管桩的外侧套上土工布袋；

步骤三、采用静压桩机将预应力管桩以及扩大预制桩尖压入桩孔内直到设计深度；

步骤四、压力注入透水混凝土：向土工布袋和预应力管桩之间形成的环形空间内压力注入混凝土，并振动密实；

步骤五、展开弧形钢板：当对局部扩大的扩挤布袋内压力注入透水混凝土时，提拉钢绞线，使弧形钢板展开，从而形成承载板或排水板；

步骤六、盖板施工：待桩体施工完成后，对桩头进行处理，然后在桩顶浇筑钢筋混凝土盖板，待盖板达到一定强度时对钢绞线施加预应力并在盖板顶部设置锚具；

步骤七、排水管网连接：将伸出盖板顶部的排水管与盖板顶部的水平排水主管连接，施工时可进行抽水；

步骤八、上部结构施工：盖板和排水管网施工结束后，根据工程需要进行上部结构的施工。