[发明专利]一种预制根式桩结构和施工方法

说明书

本发明属于工程施工技术领域，具体涉及一种预制根式桩结构，一种预制根式桩结构是指在预制管桩的基础上，通过侧壁顶推根键而形成的一种预制根式桩，包括管桩，推伸根键盒和内芯注浆体；管桩侧壁嵌有推伸根键盒，材质为钢材，由加强钢套、基础根键和顶推根键组成，呈一定规则固定管桩壁上，且具有自锁功能。管桩施工至桩底后通过顶推设备将伸推根键顶出，并对管桩和根键内腔注浆，发挥根键承载特性提高桩承载力形成类似树根的仿生预制桩。根键的握裹力，增大基础的稳定性和承载力，减轻结构自重，具有良好的经济性，具有结构简单、安全牢靠、节省工期、节省造价等优点。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，更具体地，涉及一种预制根式桩结构和施工方法。

背景技术

根式桩作为一种新型的以仿生机理而命名的变截面桩形式，根式桩充分调动周围土体的承载力，从而提高桩的承载力、减少沉降，进而缩短桩长或减少桩的数量，在保持桩的原有优点的前提下，在很小的附加投入下达到巨大的承载潜力。

目前常采用人工挖孔或者现浇灌注桩顶推根键的施工工艺，人工挖孔成孔效率低，安全风险大，有地下水时无法施工，现浇灌注桩顶推根键的工艺，存在灌注桩桩径大根键过短，以及钢筋笼绑扎困难，以及施工质量难以把控等问题。因此，研发一种先进高效的根键结构是根式桩技术推广应用的关键。

由于存在上述不足，本领域需进一步完善和改进，设计一种预制根式桩结构和施工方法，具有技术先进、安全可靠、经济合理、施工简便等优点。

说明书

一种预制根式桩结构，包括管桩，推伸根键盒和内芯注浆体，在预制管桩的基础上，通过侧壁顶推根键而形成的预制根式桩；所述管桩侧壁嵌有推伸根键盒，由加强钢套、基础根键和顶推根键组成，材质为钢材，呈一定规则固定管桩壁上，且具有自锁功能；管桩施工至桩底后通过顶推设备将伸推根键顶出，并对管桩和根键内腔注浆，发挥根键承载特性提高桩承载力形成类似树根的仿生预制桩。

根键间距较大时，各个根键独立工作，根键的应力叠加效应较弱，根键下的土体主要以压密变形为主，伴有少量的侧向剪切位移。根键间距较小时，各个根键应力叠加效应较大，根键间土体受到附加压应力的作用，产生较大的附加沉降，对于压缩性较高的土层局部根键的土体可能产生拉裂隙，削弱根键与土体的摩阻力作用。因此，根键间距不宜太密，一方面减少根键引起的土层应力叠加，带动更多的土体一起受力，同时避免因土体挤密而使根键顶进困难及互相干扰宜合理布置根键。根键布置分为等角度的交错布置与非交错布置，是将奇数层与偶数层的根键交错布置，可减小重叠效应，提高土体对根键的整体承载力。

推伸根键盒截面形式要有利于根键正面土抗力的发挥，同时还要方便根键的制作和顶推难度，工程中选择十字形、矩形、梯形截面形式，大直径根式桩的根键能采用变截面，末端加大渐变坡率，形成扩口。

推伸根键盒需采取有限的防腐措施，在推伸后根键节段间有空隙，确保注浆过程中封闭的管桩内腔能从空隙排出，以及可以对桩侧土体注浆，达到加固桩侧土体的作用。

加强钢套在管桩的侧壁与推伸根键盒之间，有导向基础根键顶进作用，并使推伸后的根键与预制桩侧壁固接，加强钢套材质应采用Q235B，其厚度不应小于18mm。

一种预制根式桩结构的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一，推伸根键盒和钢筋笼制作；

步骤二，管桩合模，浇筑砼及养护管桩；

步骤三，管桩施工至桩底；

步骤四，顶推设备顶进推伸根键；

步骤五，下放注浆管和隔板封闭；

步骤六，内芯注浆。

管桩施工采用抱压桩机静压时，夹持机构应能全断面抱紧桩截面，且不得夹伤桩身混凝土和推伸根键盒，夹持机构中的夹具应避开桩身两侧合缝的位置。