[发明专利]喷翼沉管成桩法

说明书

本发明涉及一种侧翼结构桩的制作方法，属于地基基础领域。

桩基础在建筑施工中得到广泛的应用，世界上有许多制桩方法，但无论那一种制桩方法，都力求降低制桩成本，提高桩的负荷能力。现有的沉管灌注桩存在以下缺点：桩体强度大而本身所具有的摩阻力小；桩的体积大而表面积小，所以属于低效型桩，其桩周摩阻力小。

基础桩除桩端支撑在硬岩层的端承桩外，桩的承载力由两部分组成：一是桩周摩阻力，二是桩端端承力。而桩周摩阻力在桩的总承载力中占80％以上，所以要使桩具有很高的承载力，增加桩周摩阻力是关键。

要提高桩的摩阻力，必须采取两项措施：一是使桩与桩周土紧密结合起来；二是挤密桩周土或改造桩周土，提高桩周土的强度，增大摩擦系数。

EP151389A号欧洲专利公开了一种带加固喷射管的桩的制作方法：它是在地基中首先采用泥浆护壁的方法钻一个桩孔，在桩孔内下入喷射管，在喷射管内又下入导管进行混凝土灌注，在处理完环状空间的悬浮物后，实施摆喷提升。此工艺显然有着工艺繁琐、制桩速度慢、比表面积小、效率低、制桩成本高、泥浆流溢造成环境污染等缺陷。

本发明的目的是针对上述灌注桩存在的问题，提出一种可增加桩周摩阻力进而使桩的承载力大大提高的喷翼沉管成桩法。

为达上述目的，本发明采用以下沉管灌注与高压定喷相结合的制桩方法-喷翼沉管成桩法，其步骤为：

采用外壁连接若干根喷浆管的桩管，该喷浆管的底端开有方向朝外的喷嘴；

采用活瓣沉管桩机，将该桩管打入地下；

将钢筋笼、压浆管下入桩管内；

在桩管内填入级配骨料；

通过桩管内的压浆管压入砂浆或灰浆；

接通桩管外壁的喷浆管；

在提升桩管的同时，用高压注浆泵向桩管外壁的喷浆管灌注高压水泥浆，直至桩管提升到地面为止。

注入桩管内的水泥浆或砂浆填实了沉管内骨料间的空隙，制成混凝土主桩体，而从桩管外壁喷浆管喷出的水泥浆一方面挤压桩周土，使桩周土的密度加大，另一方面与形成的主桩体连成一体，从而在提升沉管的过程中自下而上地逐渐形成一根带翼翅的多翼状非均质桩体，其桩中心部分具有灌注桩一样的高强度，其翼翅部分的强度则从根部到梢部逐渐减小。

由于多翼桩带有向外突出的翼部，故可使桩与桩周土的结合力提高；由于在形成翼部的过程中，高压水泥浆对桩周土有挤压作用，故而提高了桩周土的强度，也增大了桩周土的摩擦系数；由于桩周土的摩擦系数及桩与桩周土的结合力均得到了提高，使得桩周摩擦力大大提高，故使得桩的承载能力大大提高。

本方法所需施工机具简单，机械化程度高，可以节约大量的人工费，成桩速度快、效率高。

下面结合实施例对本发明进行详细描述。

本方法步骤为：

采用外壁对称焊接4根喷浆管的桩管，每根喷浆管的底端开有方向朝外的喷嘴；

采用活瓣沉管桩机，将该桩管打入地下；

将钢筋笼、压浆管下入桩管内；

在桩管内填入级配骨料；

通过桩管内的压浆管压入砂浆或灰浆；

接通桩管外壁的喷浆管；

在提升桩管的同时，用高压注浆泵向桩管外壁的喷浆管内灌注压力为20MPa的高压水泥浆，直至桩管提升到地面为止。

这样将制成一根Φ400的多翼桩。

桩管外壁的喷浆管的数量可根据制桩的直径来确定，一般为2～10根。喷浆管内灌注压力应根据制桩的直径和地层土质情况来确定，一般为10MPa～40MPa。

本发明方法的效益分析：

以Φ400，深8米的一根桩进行成本分析表明，单一的沉管混凝土灌注桩的材料成本约200元。而增加喷翼后，材料成本增加50元，如果桩承载力增加一倍，那么每百元材料所承担的荷载效率将提高60％。不用增加设备，还可以克服原沉管方法不能通过砂层的缺陷。

喷翼沉管成桩法采用沉管灌注与高压喷射两种工艺同时作业成桩，使桩不但有很高的强度，而且有很高的承载力。在同样的地质条件下，按每百元所负担的荷载计算，与其它成桩方法比较，无疑属高效型桩。