[发明专利]预应力管桩的沉桩施工方法及施工结构

说明书

本发明公开了一种预应力管桩的沉桩施工方法及施工结构，沉桩施工方法包括采用钻进钻头钻孔配合沉桩同步施工的方式将预应力管桩沉桩至地基中小于设计沉桩深度的第一深度，采用扩底钻头在沉入第一深度的预应力管桩的下方钻出一段深度大于设计沉桩深度的扩底孔段，向扩底孔段中填充混凝土，然后将预应力管桩沉桩至设计沉桩深度的步骤。施工结构为采用该沉桩施工方法施工得到的施工结构。本发明具有施工质量高、施工效率高、成本低、操作简便、管桩承载能力大等优点。

技术领域

本发明涉及建筑工程施工技术领域，具体涉及一种预应力管桩的沉桩施工方法及施工结构。

背景技术

中掘法沉桩适用于桩端持力层一般为粘性土层、粉土层、砂土层、碎石类土层、强风化基岩和软质岩层的地质情况。传统的预应力管桩中掘法沉桩施工方法都是采用钻头钻孔配合锤击沉桩同步施工的方式将预应力管桩沉入地基中，由于钻头是穿设在预应力管桩的管腔中进行钻孔，不能去除预应力管桩管壁端部的土体，在预应力管桩沉桩过程中，预应力管桩管壁端部的土体会形成阻碍预应力管桩进一步沉桩的压力球根，且预应力管桩管壁端面的面积越大，该压力球根的阻力也越大，在阻力达到一定程度时，会导致预应力管桩无法沉桩、以及因阻力过大而导致桩身挤压破裂的问题，尤其是在遇到中风化、强风化岩层等硬度较大的土层时，沉桩阻力会大大增加，导致沉桩达不到设计的持力层效果。在实际施工过程中，对于普通口径桩(口径为400mm-600mm)，在土层硬度达到32基时对桩形成的阻力就会导致无法继续沉桩，对于大口径桩(口径大于600mm)，在土层硬度达到20基时对桩形成的阻力就会导致无法继续沉桩。因此，该种沉桩施工方法在沉桩深度需要达到中风化、强风化岩层等硬度较大的地质岩层时，无法满足施工要求，尤其是无法满足大口径预应力管桩的沉桩施工要求。并且，即使土层硬度较小，能够将预应力管桩沉桩到设计深度，采用该种施工方法，钻头也需要钻出深度大于沉桩深度的引孔，以为预应力管桩管壁端部挤压土体提供避让空间，而该引孔会对桩底部的土层形成扰动，造成不稳定因素，形成安全隐患。同时，采用该种沉桩施工方法，由于缺少对桩身应力和位移的实时监测，在沉桩施工过程中，一旦桩身发生破裂或倾斜，施工很难第一时间判断问题所在，尤其是在遇到孤石、土洞等不良地质作用时，将大大增加桩身破裂或倾斜的风险，这将为后续的建筑施工带来安全隐患，并造成不必要的经济损失。

为实现大口径预应力管桩的沉桩施工，现有做法都是先采用钻头钻出孔径大于预应力管桩管径的孔，然后在钻出的孔中灌注混凝土，再将预应力管桩打入灌注有混凝土的孔中。这种施工方法需要钻孔的孔径大，在钻孔过程中容易出现垮孔情况，在地质不稳定的时候需要配合钢护筒进行施工，且所需的混凝土用量大，存在成本高、施工效率低、稳定可靠性低、施工质量差的问题。

针对大口径预应力管桩，目前还没有一种既能保证施工质量，又能节省成本、保证施工效率的沉桩施工方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种施工质量高、施工效率高、成本低、操作简便、管桩承载能力大的预应力管桩的沉桩施工方法及施工结构。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种预应力管桩的沉桩施工方法，包括以下步骤：

(S1)采用钻进钻头钻孔配合沉桩同步施工的方式将预应力管桩沉桩至地基中的第一深度，该第一深度小于设计沉桩深度；

(S2)取出钻进钻头，采用扩底钻头在沉入第一深度的预应力管桩的下方钻出一段扩底孔段，该扩底孔段的孔径大于等于所述预应力管桩的管径，该扩底孔段的深度为大于设计沉桩深度的第二深度；

(S3)向扩底孔段中填充混凝土，然后将预应力管桩沉桩至设计沉桩深度。

上述的沉桩施工方法，优选的，所述第二深度比设计沉桩深度深1m以上。