专利名称：桩基加固预应力锁桩方法
技术领域：
本发明涉及既有建筑物加固的桩基工程，特别涉及既有建筑物加固桩基工 程沉桩后的锁桩方法，本发明还可应用在建筑物逆作法桩基础施工技术中。
背景技术：
目前，在既有建筑物加固工程中，广泛采用桩基础。如图1A 图1D所示， 常见的桩基结构有钢管桩、灌注桩、预制桩、锚杆静压桩以及预应力管桩， 常见的沉桩方式包括静力压入、锚杆静压、现场灌注以及振动沉桩等。无论采 用何种形式的桩基结构或者沉桩方法，均存在一个混凝土硬化过程，因此周期 较长。以现场灌注沉桩为例，在沉桩后，需要使用压桩架与千斤顶锁住桩头，防 止桩产生上升冲切变位；锁住桩头后，再进行灌注混凝土作业；待混凝土经过 必要的硬化时间(大约28天)，才能将压桩架与千斤顶拆离。上述现有锁桩方法在工程量小、工程时间比较充分的情况下，缺陷并不明 显，但是，在工程量大并且需要加快工程进度的时候，上述方法就暴露出了它 的问题。由于压桩架体积庞大，大型的千斤顶价格昂贵，施工单位拥有的压桩 架与千斤顶的数目有限，在桩基数目较多的情况下，需要不停地重复使用同一 套压桩架与千斤顶，若每个桩基都需要使用一个压桩架以及多个千斤顶锁桩至 少28天，这样的施工速度是无法接受的，这样的施工方法导致的社会财富的损 失也将是巨大的。虽然以上仅以现场灌注的灌注桩为例进行的说明，但其它桩基结构以及沉 桩方法也同样存在压桩架与千斤顶运转周期慢的问题。发明内容针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种桩基加固预应力锁桩 方法，缩短压桩架与千斤顶在锁桩工作中的运转周期、加快工程速度、降低工程造价。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是 一种桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，包括以下步骤 压桩步骤压桩架的千斤顶下压，压力依次通过一4艮预应力型钢梁和一冲艮 稳压封桩管传递到桩头，并将所述的桩头压至设计标高；所述的预应力型钢梁 的长度方向与所述的千斤顶下压方向垂直，所述的稳压封桩管长度方向与所述 的千斤顶下压方向相同；预应力锁桩步骤将预应力型钢梁两端固定，以承受压桩反作用力；压桩架与千斤顶卸除步骤拆除压桩架和千斤顶；封桩头步骤灌注封头混凝土，形成稳定的封桩头结构；卸除预应力型钢梁步骤待封头混凝土达到预期强度后再拆除预应力型钢梁。在一个较佳的技术方案中，在预应力锁桩步骤中，所述的预应力型钢梁是 通过采用型钢或者粗钢筋焊接在锁桩锚杆上，使预应力型钢梁两端固定在地面 或者工作台上。在一个较佳的技术方案中，在所述的千斤顶与所述的预应力型钢梁之间设 置有钢垫片。在一个较佳的技术方案中，在所述的预应力型钢梁与所迷的稳压封桩管之 间设置有钢垫片。在一个较佳的技术方案中，在所述的稳压封桩管与所述的桩头之间设置有 钢垫片。在一个较佳的技术方案中，所述的稳压封桩管是由外部的钢管管体以及钢 管管体内部充填的钢筋混凝土芯组成。在一个较佳的技术方案中，所述的封桩头步骤包括用型钢或者粗钢筋与 压桩架的压桩锚栓焊接连接，用添加了膨胀密实剂的大于C30级的细石混凝土 浇注并搗固密实，封住桩头并保护焊接钢构件，形成稳定的封桩头结构；在一个较佳的技术方案中，所述的桩基结构是钢管桩、灌注桩、预制桩、锚 杆静压桩或者预应力管桩。在一个较佳的技术方案中，在封桩头步骤中，将稳压封桩管高于地面或者工 作台的一段予以截去。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是在灌注封头混凝土之前即可将压桩架和千斤顶拆除，将建筑物荷载直接传递到新加的桩上，可快速控制 建筑物沉降，并因此大大提高了压桩架和千斤顶的周转速度与使用效率，节约 了物资成本与时间成本，大大降低了造价，具有广阔的使用前景。
图1A是现有技术采用的钢管桩的结构示意图；图1B是现有技术采用的灌注桩的结构示意图；图1C是现有技术采用的预制桩或者锚杆静压桩的结构示意图；图1D是现有技术采用的预应力桩的结构示意图；图2是本发明的压桩步骤施工示意图；图3是本发明中压桩孔、压桩锚固螺栓孔以及锁桩锚固螺栓孔的位置示意图；图4是本发明预应力锁桩步骤施工示意图；图5是本发明的压桩架与千斤顶卸除步骤施工示意图；图6是本发明的封桩头步骤施工示意图；图7是本发明的卸除预应力梁步骤施工示意图；图8是本发明的稳压封桩管的横截面视图。附图标记"i兑明l-压桩架；ll-第一型钢梁；2-千斤顶；3-预应力型钢梁；4-稳压封桩管；41-钢管管体；42-钢筋混凝土芯；5-桩头；6-压桩锚杆；7-钢垫片； 8-压桩孔；9-锁桩锚杆；10-型钢或者粗钢筋；ll-型钢或者粗钢筋；12-封头混凝 土。
具体实施方式
为了使本发明的特点能够更好地被理解，以下将通过较佳实施例并结合附 图对本发明进行详细说明。在本实施例中，是以现场灌注的灌注桩为例进行的 说明，但其它桩基结构以及沉桩方法也同样可以采用基本相同的方法，获得同 样的有益效果。如图2~图7所示，是本发明的桩基加固预应力锁桩方法的流程图，包括压 桩步骤、预应力锁桩步骤、压桩架与千斤顶卸除步骤、封桩头步骤和卸除预应 力型钢梁步骤，其中1 )压桩步骤压桩架1的千斤顶2下压，压力依次通过一^^预应力型钢梁3和一根稳压封桩管4传递到桩头5,并将所述的桩头5压至设计标高；所述的 预应力型钢梁3的长度方向与所述的千斤顶2下压方向垂直，所述的稳压封桩 管4长度方向与所述的千斤顶2下压方向相同；具体情形如图2所示，所述的压桩架1通过四根压桩锚杆6固定在地面或 者工作平台上，压桩架1上设有可上下移动的第一型钢梁11，第一型钢梁11下 方设有所述的千斤顶2,所述的千斤顶2下方顶压着所述的预应力型钢梁3,所 述的预应力型钢梁3下方顶压着所述的稳压封桩管4的一端，所述的稳压封桩 管4的另一端顶压着所述的桩头5;通过压桩架1上的第一型钢梁11的移动以 及所述的千斤顶2的顶压，将所述的预应力型钢梁3以及桩头5压至设计标高， 并使得被压入的桩体不能反弹上浮；为了防止各部件相互接触之处被压桩反作 用力破坏，还在各部件之间分别垫设有一个钢垫片7;如图3所示，是本发明中的压桩孔8、压桩锚杆6以及锁桩锚杆9的相对位 置示意图，所述的压桩孔8设置在中央，以供桩体进入地下；所述的压桩锚杆6 设有两对，分别设置在压桩孔8的相对两侧；所述的锁桩锚杆9也有两对，分 别设置在压桩孔8的另外相对两侧，以供下一步骤中固定所述的预应力型钢梁3;2) 预应力锁桩步骤将预应力型钢梁3两端固定，以承受压桩反作用力； 具体情形如图4所示，通过型钢或者粗钢筋10焊接在锁桩锚杆上将预应力型钢梁3两端固定；所述的预应力型钢梁3、型钢或者粗钢筋10以及锁桩锚杆 9的尺寸视压桩反作用力大小而定；3) 压桩架与千斤顶卸除步骤如图5所示，拆除压桩架l和千斤顶2;4) 封桩头步骤灌注封头混凝土 12,形成稳定的封桩头结构； 具体情形如图6所示，用型钢或者粗钢筋11与压桩架1的四根压桩锚杆6焊接连接，所用型钢或者粗钢筋11尺寸视压桩反作用力大小而定；然后用添加 了膨胀密实剂的大于C30级的细石混凝土 12浇注并捣固密实，封住桩头5并保 护焊接钢构件，形成稳定的封桩头结构；为了提高封桩头结构的质量，还可以 将稳压封桩管4高于地面或者工作台的一段予以截去(如图7所示)；5) 卸除预应力型钢梁步骤，如图7所示，待封头混凝土 12达到预期强度 后再拆除预应力型钢梁3。使用本发明的桩基加固预应力锁桩方法，在灌注封头混凝土 12之前即可将 压桩架1和千斤顶2拆除，并使用到另一桩基结构上，因此大大提高了压桩架l 和千斤顶2的周转速度与使用效率，节约了物资成本与时间成本，因此大大降低了造价，具有广阔的使用前景。以上仅以现场灌注的灌注桩为例进行的说明，但本领域技术人员应当可以 理解，在其它桩基结构以及沉桩方法中，同样可以采用本专利方法提高压桩架1 和千斤顶2的周转速度与使用效率，由于不同之处均是现有技术，在此不予赘 述。上述实施例中，所述的稳压封桩管4的作用在于传递压力，并使预应力型 钢梁3与桩头5之间存在一定的距离，从而在封桩头步骤中便于灌注封头混凝 土 12，也便于在卸除预应力型钢梁步骤中易于拆除预应力型钢梁3。因此，所 述的稳压封桩管4的形状、材料并不需要特别限定，具有预定的抗压能力即可。 但为了在封桩头步骤中灌注封头混凝土 12的方便，应当使稳压封桩管4的径向 尺寸不至于过大。因此，本发明还设计了一种稳压封桩管4的结构形式，以供 施工单位选用。如图8所示，所述的稳压封桩管4是由外部的钢管管体41以及 钢管管体41内部充填的钢筋混凝土芯42组成，所述的稳压封桩管4由所述的 钢管管体41提供抗弯能力，并由钢管管体41与钢筋混凝土芯42共同提供抗压 能力。施工人员可以通过改变钢管管体41的直径与壁厚，使稳压封桩管4的机 械性能与径向尺寸均满足施工要求，使用上非常灵活方便。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人 员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、 变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，包括以下步骤压桩步骤压桩架的千斤顶下压，压力依次通过一根预应力型钢梁和一根稳压封桩管传递到桩头，并将所述的桩头压至设计标高；所述的预应力型钢梁的长度方向与所述的千斤顶下压方向垂直，所述的稳压封桩管长度方向与所述的千斤顶下压方向相同；预应力锁桩步骤将预应力型钢梁两端固定，以承受压桩反作用力；压桩架与千斤顶卸除步骤拆除压桩架和千斤顶；封桩头步骤灌注封头混凝土，形成稳定的封桩头结构；卸除预应力型钢梁步骤待封头混凝土达到预期强度后再拆除预应力型钢梁。
2、 根据权利要求1所述的桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，在预应 力锁桩步骤中，所述的预应力型钢梁是通过采用型钢或者粗钢筋焊接在锁桩锚 杆上，使预应力型钢梁两端固定在地面或者工作台上。
3、 根据权利要求1所述的桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，所述的 稳压封桩管是由外部的钢管管体以及钢管管体内部充填的钢筋混凝土芯组成。
4、 根据权利要求1所述的桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，所述的 封桩头步骤包括用型钢或者粗钢筋与压桩架的压桩锚栓焊接连接，用添加了 膨胀密实剂的大于C30级的细石混凝土浇注并捣固密实，封住桩头并保护焊接 钢构件，形成稳定的封桩头结构；
5、 根据权利要求1所述的桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，所述的 桩基结构是钢管桩、灌注桩、预制桩、锚杆静压桩或者预应力管桩。
6、 根据权利要求1所述的桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，在所述 的千斤顶与所述的预应力型钢梁之间设置有钢垫片。
7、 根据权利要求1所述的桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，在所述 的预应力型钢梁与所述的稳压封桩管之间设置有钢垫片。
8、 根据权利要求1所述的桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，在所述 的稳压封桩管与所述的桩头之间设置有钢垫片。
9、 根据权利要求1所述的桩基加固预应力锁桩方法，其特征在于，在封桩 头步骤中，将稳压封桩管高于地面或者工作台的 一段予以截去。
全文摘要
本发明是一种桩基加固预应力锁桩方法，包括压桩步骤压桩架的千斤顶下压，压力依次通过一根预应力型钢梁和一根稳压封桩管传递到桩头，并将所述的桩头压至设计标高；预应力锁桩步骤将预应力型钢梁两端固定，以承受压桩反作用力；压桩架与千斤顶卸除步骤拆除压桩架和千斤顶；封桩头步骤灌注封头混凝土，形成稳定的封桩头结构；卸除预应力型钢梁步骤待封头混凝土达到预期强度后再拆除预应力型钢梁。使用本发明，在灌注封头混凝土之前即可将压桩架和千斤顶拆除，并使用到另一桩基结构上，因此大大提高了压桩架和千斤顶的周转速度与使用效率，节约了物资成本与时间成本，因此大大降低了造价，具有广阔的使用前景。
文档编号E02D27/12GK101240533SQ20071030569
公开日2008年8月13日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者何新东, 吴如军, 唐业清 申请人:吴如军;唐业清;何新东