[发明专利]一种内部预置桩端压浆装置的PHC管桩及其施工工艺

说明书

本发明涉及一种内部预置桩端压浆装置的PHC管桩及其施工工艺，桩体内部对称预置安装有两根贯通整个桩体的钢质压浆管，桩体顶端安装钢桩帽，桩体与桩尖以法兰接头焊接方式连接，桩尖为圆锥体，其表面对称布置两根加强筋肋，强筋肋内部含弯管状桩端压浆器，桩端压浆器出浆口竖直向上。在桩体沿着竖直方向向下打压时，如遇坚硬地层，从桩体顶部注浆孔向压浆管注入高压水源，高压水源从桩端出浆口射出。待管桩打入目标土层后，再从桩端顶部注浆孔向压浆管内压入水泥浆，水泥浆从桩端出浆口处压出。本发明结构简单、施工简便，可解决传统工艺无法实施后压浆加固的问题以及PHC管桩难适用坚硬地层的问题，能够延长桩基使用寿命并提高桩基承载能力。

技术领域

本申请属于建筑材料应用技术及建筑施工领域，具体涉及一种内部预置桩端压浆装置的PHC管桩及其施工工艺。

背景技术

在建筑工程领域，采用高强度预应力混凝土管桩即PHC管桩为基础形式，可有效降低上部结构物沉降量、大幅提高地基极限承载力。PHC管桩在桩身强度、成桩速度、环境保护、现场管理和质量稳定性等方面均具有突出优势，应用潜力较大。但是现有的沉桩工艺(锤击法和静压法)限制了PHC管桩的发展，在坚硬地层沉桩时不易穿透土层且容易造成桩端损伤，仅适用于较小沉桩阻力地层，桩端只能进入强风化岩层1～3m，同时PHC管桩直径一般为300-600mm，目前的PHC管桩设计工艺造成其单桩承载力有限。统计资料表明，PHC管桩单桩承载力一般不超过3500kN，这导致了PHC管桩难以作为主导桩型应用到码头、大跨度桥梁、港口等大型基建工程中。而桩基后压浆技术，通过预设装置对桩端实施压力压浆，通过水泥浆液充填压密等作用改善桩端力学性质，提高桩基承载力。目前桩基后压浆技术已经广泛应用于钻孔灌注桩施工中，但受施工工艺影响目前在PHC管桩中后压浆技术依旧应用较少。

在PHC管桩施工中，由于PHC管桩采用沉桩工艺(锤击法和静压法)，在沉桩过程中通常会损坏或堵塞桩端压浆装置的现象。尤其在面对如砾石，风化岩层时PHC管桩无法有效穿过该类坚硬土层，并且PHC管桩端及桩端压浆器会在打桩过程中被严重破坏。现有施工技术的种种缺陷，使得在PHC管桩中无法有效应用后压浆技术，以实现加固桩端土层，提高PHC管桩承载力的目的。如何解决上述问题是有效地提高PHC管桩桩基承载力的关键，经专利检索，目前尚无解决上述问题的有效措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种内部预置桩端压浆装置的PHC管桩及其施工工艺，该发明用于解决传统PHC管桩无法通过使用桩端后压浆技术有效提高单桩承载力，以及在坚硬地层中施工适用性等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种内部预置桩端压浆装置的PHC管桩的施工工艺，该PHC管桩分为上部分的桩体和下部分的桩尖，所述桩体的顶部设有连通桩体内压浆管的注浆孔，桩体上端安装有钢桩帽；所述桩尖内嵌有桩端压浆器并在桩尖上布置有加强筋肋，桩尖具有桩端出浆口；其施工工艺包括以下步骤：

S1、桩体采用先张法预应力工艺和离心成型法制成，桩尖为铸铁材质圆锥体；

S2、在制作桩体时，其内部预先对称放置两根压浆管，两根压浆管贯通整个桩体；桩尖预先内嵌有弯管状桩端压浆器，并在桩尖上对称布置有加强筋肋，所述的桩端压浆器为U形，桩端压浆器向上反弯并使其一端嵌于加强筋肋内，用以防止施工时桩端出浆口被土壤堵塞，所述桩体与桩尖通过法兰接头焊接连接；

S3、在桩体上端处卡合安装有钢桩帽，以保护PHC管桩在垂直方向被捶击打入土层时不被破坏；在桩体沿着竖直方向向下打压时，如遇坚硬地层，从桩体顶部的注浆孔向压浆管注入高压水源，高压水源从桩端出浆口射出，实现对坚硬地层的软化；

S4、待PHC管桩打入目标土层后，从桩端顶部注浆孔向压浆管内压入水泥浆，水泥浆从桩端出浆口处压出，实现对PHC管桩的后压浆加固。

进一步的，所述桩体内部对称预置安装有两根钢质压浆管，两根压浆管均贯通整个桩体，所述压浆管在桩体顶端部分均设有注浆口。