专利名称：塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法及蜂窝形灌注桩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种软土复合地基的桩基技术，应用于道路、建筑、港口工程领域的地 基处理。尤其涉及一种塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法及蜂窝形灌注桩。
背景技术：
在桩基础工程领域中，圆形、方形混凝土桩的使用最为广泛。要提高圆形、方形桩 的承载力，需增加桩的直径或边长，或者增加桩的长度，将会增加桩的材料用量，导致施工 成本高。如何减少混凝土的用量而又提高桩基承载力一直是研究人员长期关心的课题。在截面面积相等的情况下，异形截面桩的侧面周长比方形、圆形桩的侧面周长明 显要大，即异形桩身的比表面积较大，异型桩侧摩阻力显著增大。异型桩在不增加桩的截面 面积和长度的情况下，能有效地提高桩的竖向承载力，从而达到节约材料、降低工程造价的 目的。近年来，异型桩的理论和实践得到了长足的发展，出现了是十字形桩、T形桩、工字 形桩、Y形桩等非圆截面的异型灌注桩，扩大了桩土比表面积，提高承载力，降低材料用量。 但是，工程实践表明，这些异型钢套管沉管灌注桩是挤土桩，先期浇注好的桩，易受到挤土 效应而产生倾斜、断裂甚至错位，这些挤土桩的桩身容易产生缺陷，并且其施工工艺复杂。借鉴钢套管沉管灌注桩的施工工艺的优点，采用3孔或7孔PVC塑料蜂窝管作为 异型灌注桩的临时护壁，PVC塑料蜂窝管的水平刚度较大，能保证先期形成的桩孔不会受到 后期施工桩的挤土效应而产生塌孔、缩颈和错位现象，桩孔群的临时护壁效果好。将预制混 凝土桩尖和PVC塑料蜂窝管一起套入异型钢套管内，在异型钢套管的保护下，采用打桩设 备，按一定的间距将PVC塑料蜂窝管护壁连续打入需要加固的地基中，护壁的PVC塑料蜂窝 管临时留在桩孔内；形成一定区域的桩孔群后，在PVC塑料蜂窝管内连续灌注混凝土，边振 捣管内混凝土边拔出采用PVC塑料蜂窝管作为临时护壁的塑料管子，桩顶插入钢筋，桩身 混凝土结硬后，桩顶浇筑钢筋混凝土盖板，形成混凝土蜂窝形灌注桩群；铺设垫层、格栅，形 成桩土复合地基。PVC塑料蜂窝管作为施工临时护壁，灌注混凝土后，拔出PVC塑料蜂窝管 周转使用，桩群连续施工。新型的蜂窝形灌注桩具有价格低廉、桩身的比表面积大、承载力 高、成桩质量高、施工快捷等优点。
发明内容
技术问题本发明提供一种能有效地提高灌注桩的竖向承载力、降低桩造价的塑 料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法及蜂窝形灌注桩。技术方案本发明所述的一种塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法步骤1将PVC塑料蜂窝管的底部套在预制桩尖上，再将异型钢套管装在PVC塑料 蜂窝管的外围，采用打桩设备，将套有异型钢套管的PVC塑料蜂窝管和预制桩尖一起打入 需要加固的地基中，PVC塑料蜂窝管留在桩孔内作为临时护壁，形成PVC塑料蜂窝管护壁的
3桩孔，拔出异型钢套管套； 步骤2重复步骤1，形成PVC塑料蜂窝管护壁的桩孔群后，在PVC塑料蜂窝管护壁 的桩孔群内连续灌注混凝土，形成混凝土桩身，采用加长臂拔桩机，边振捣PVC塑料蜂窝管 内混凝土边拔出PVC塑料蜂窝管；再在混凝土桩身的顶部，插入桩顶插筋；待混凝土桩身结 硬后，浇筑桩顶盖板，形成蜂窝形灌注桩群。铺设垫层、格栅，形成桩土复合地基。
所述的PVC塑料蜂窝管是一次挤压成型的三孔PVC塑料蜂窝管或七孔PVC塑料蜂 窝管的成品。本发明所述的一种蜂窝形灌注桩，由作为临时护壁用的PVC塑料蜂窝管、预制桩 尖、混凝土桩身、桩顶插筋、桩顶盖板构成，PVC塑料蜂窝管的底部套在预制桩尖上，混凝土 桩身由混凝土浇筑成型，形成于PVC塑料蜂窝管内且所述混凝土桩身与PVC塑料蜂窝管之 间为分离关系，桩顶插筋设在混凝土桩身的顶部，所述桩顶盖板通过桩顶插筋连接并设置 于混凝土桩身的顶部。所述的蜂窝形灌注桩，桩身外轮廓形状是三孔蜂窝管状或七孔蜂窝管状。借鉴钢套管沉管灌注桩的施工工艺的优点，采用3孔或7孔PVC塑料蜂窝管作为 异型灌注桩的临时护壁，PVC塑料蜂窝管的水平刚度较大，能保证先期形成的桩孔不会受到 后期施工桩的挤土效应而产生塌孔、缩颈和错位现象，桩孔群的临时护壁效果好。将预制混 凝土桩尖和PVC塑料蜂窝管一起套入异型钢套管内，在异型钢套管的保护下，采用打桩设 备，按一定的间距将PVC塑料蜂窝管护壁连续打入需要加固的地基中，护壁的PVC塑料蜂窝 管临时留在桩孔内；形成一定区域的桩孔群后，在PVC塑料蜂窝管内连续灌注混凝土，边振 捣管内混凝土边拔出采用PVC塑料蜂窝管作为临时护壁的塑料管子，桩顶插入钢筋，桩身 混凝土结硬后，桩顶浇筑钢筋混凝土盖板，形成混凝土蜂窝形灌注桩群；铺设垫层、格栅，形 成桩土复合地基。PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩，具有桩身比表面积较大，桩侧摩阻力大的特 点。利用水平刚度好且价格低廉的PVC塑料蜂窝管护壁，保证先期形成的桩孔不会受到挤 土效应而产生塌孔、缩颈和错位现象。新桩型具有价格低廉、节约材料、桩身的比表面积大、 承载力高、成桩质量高、工艺简便、施工快捷等优点。PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩群可 以在施工现场快速批量制作，采用三孔PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩和同面积的圆截 面灌注桩对比，其承载力提高为25%，七孔PVC塑料蜂窝管护壁桩承载力提高20%。有益效果借鉴沉管灌注桩的施工工艺的优点，采用3孔或7孔PVC塑料蜂窝管作 为异型灌注桩的临时护壁，在异型钢套管的保护下，按一定的间距将PVC塑料蜂窝管护壁 连续打入需要加固的地基中，形成一定区域后，在PVC塑料蜂窝管内连续灌注混凝土，边振 捣管内混凝土边拔出塑料护壁管子，桩顶插入钢筋，桩顶浇筑钢筋混凝土盖板，形成灌注混 凝土蜂窝形灌注桩群。本发明桩具有价格低廉、节约材料、桩身的比表面积大、承载力高、成 桩质量高、工艺简便、施工快捷等优点。PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩，桩身外轮廓形状 是三孔蜂窝状或七孔蜂窝状，蜂窝异型桩身的比表面积较大，桩侧摩阻力大，能有效地提高 桩的竖向承载力，从而达到节约材料、降低工程造价的目的。采用打桩设备，按一定的间距 将PVC塑料蜂窝管护壁连续打入需要加固的地基中，护壁管临时留在桩孔内，形成一定区 域的桩孔群后，在PVC塑料蜂窝管护壁内连续灌注混凝土，边振捣管内混凝土边拔出塑料 护壁管子，桩群连续施工，PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩群可以在施工现场快速批量制
4作，因此，新型桩的施工具有工艺简便、施工快捷等特点。采用水平刚度大的PVC塑料蜂窝 管护壁，先期形成的桩孔不会受到挤土效应而产生倾斜、断裂和错位现象。因而，新型桩的 成桩质量高。PVC塑料蜂窝管一次挤压成型制造，制作工艺成熟，价格低廉，作为施工临时 护壁，拔出PVC塑料蜂窝管周转使用，不增加额外施工材料费用。因而，新型桩的价格低廉。 采用3孔PVC塑料蜂窝管护壁的异型桩和同面积的圆截面桩对比，其承载力提高25%，用7 孔PVC塑料蜂窝管护壁的异型桩其承载力提高值20%。PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩 群，尤其适合道路、港口工程的软土地基加固处理。
图1是塑料蜂窝管护壁的蜂窝形灌注桩立面示意图；图2是三孔PVC塑料蜂窝管异型桩断面示意图；图3是七孔PVC塑料蜂窝管异型桩断面示意图。图中有PVC塑料蜂窝管1 ；预制桩尖2 ；混凝土桩身3 ；桩顶插筋4 ；桩顶盖板5，异 型钢套管6。
具体实施例方式实施例1一种蜂窝形灌注桩，由作为临时护壁用的PVC塑料蜂窝管1、预制桩尖2、混凝土桩 身3、桩顶插筋4、桩顶盖板5构成，PVC塑料蜂窝管1的底部套在预制桩尖2上，混凝土桩 身3由混凝土浇筑成型，并形成于PVC塑料蜂窝管1内且所述混凝土桩身3与PVC塑料蜂 窝管1之间为分离关系，桩顶插筋4设在混凝土桩身3的顶部，所述桩顶盖板5通过桩顶插 筋4连接并设置于混凝土桩身3的顶部。在本实施例中，桩身外轮廓形状是三孔蜂窝状或 七孔蜂窝状。实施例2一种塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法步骤1将PVC塑料蜂窝管1的底部套在预制桩尖2上，再将异型钢套管套6在PVC 塑料蜂窝管1的外围，采用打桩设备，将套有异型钢套管6的PVC塑料蜂窝管1和预制桩尖 2 —起打入需要加固的地基中，PVC塑料蜂窝管1留在桩孔内作为临时护壁，形成PVC塑料 蜂窝管1护壁的桩孔，拔出异型钢套管套6 ；步骤2重复步骤1，形成PVC塑料蜂窝管1护壁的桩孔群后，在PVC塑料蜂窝管1 护壁的桩孔群内连续灌注混凝土，形成混凝土桩身3，采用长臂拔桩机，边振捣PVC塑料蜂 窝管1内混凝土边拔出PVC塑料蜂窝管1 ；再在混凝土桩身3的顶部，插入桩顶插筋4 ；待混 凝土桩身3结硬后，浇筑桩顶盖板5，形成蜂窝形灌注桩群。铺设垫层、格栅，形成桩土复合地基。在本实施例中，PVC塑料蜂窝管1是一次挤压成型的三孔PVC塑料蜂窝管或七孔 PVC塑料蜂窝管成品。实施例3采用外接圆直径为500mm的三孔PVC塑料蜂窝管作为异型灌注桩的临时护壁，异 型桩成桩的面积与直径为400mm圆截面灌注桩相同，异型桩的外围周长是圆桩周长的1. 25
5倍，因此，异型桩侧摩阻力比圆桩大1. 25倍，其承载力提高为25 %。所述的三孔PVC塑料蜂 窝管是一次挤压成型的成品，壁厚为3mm。实施例4采用外接圆直径为500mm的七孔PVC塑料蜂窝管作为异型灌注桩的临时护壁，异 型桩成桩的面积与直径为450mm圆截面灌注桩相同，异型桩的外围周长是圆桩周长的1. 20 倍，因此，异型桩侧摩阻力比圆桩大1. 20倍，其承载力提高为20 %。所述的七孔PVC塑料蜂 窝管是一次挤压成型的成品，壁厚为2mm。下面对本发明塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方 法作更为详细地说明PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩可在施工现场快速批量制作，施工工艺流程为 清理场地——打入桩尖、护壁塑料管——批量灌注混凝土——抽拔护壁塑料管——桩顶插 筋、浇盖板——铺设垫层、格栅——形成复合地基。在制作异型灌注桩施工中，必须注意抓 紧抓细各环节，具体生产工艺要点如下(1)清理场地首先施工现场做好“三通一平”，拆除、迁移场内现有建筑物、设施、和障碍物，清除 场内块石、树木、根植物和水塘，抽干场内积水，使场地平顺，无杂物，无积水。按照桩位设计 图纸，进行测量放样，用竹签(杆)标出桩位轮廓线。(2)打入桩尖、护壁塑料管预制混凝土桩尖应专门预先制作，PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩的桩尖中心 应与桩截面形心重合，桩尖形状应类似“铅笔尖”。桩尖的尾部的尺寸应该向内收缩PVC塑 料蜂窝管的厚度尺寸，以便PVC塑料蜂窝管能套住预制混凝土桩尖。PVC塑料蜂窝管是一种应用广泛的光缆护套管，是集护套与子管为一体，采用一次 挤压成型，价格便宜，制作工艺简单。PVC塑料蜂窝管具有比表面积大、表面光滑、水平刚度 大等优点，PVC塑料蜂窝管常用的有3孔和7孔管等产品，非常适合作为异型桩的模板套管， PVC塑料蜂窝管直径200-500mm为宜，PVC塑料蜂窝管壁厚2. 0-3. 0mm。将预制混凝土桩尖与PVC塑料蜂窝管采用防水玻璃胶连接，玻璃胶具有较好的防 水性能，可以防止地下水进入桩孔内，玻璃胶的粘结能力不高，以后抽拔蜂窝塑料管护壁方 便的。将PVC塑料蜂窝管护壁和混凝土桩尖套入钢套管内，在异型钢套管的保护下，采 用专用打桩设备，按一定的间距将PVC塑料蜂窝管护壁连续打入需要加固的地基中，护壁 管临时留在桩孔内，形成一定区域后，然后在PVC塑料蜂窝管护壁内连续灌注混凝土，边振 捣管内混凝土边拔出塑料护壁管子。(3)批量灌注混凝土批量成孔后，首先进行成孔的自检，主要检测内容有成孔的空口标高，孔底标高， 孔的倾斜度，实际孔深，直径，护壁高度，孔内渗水情况，然后将自检报告呈递给监理单位， 测量监理工程师到现场进行检测，合格以后批准进行下一步的施工工序。形成一定区域后，在PVC塑料蜂窝管护壁内连续灌注混凝土。混凝土通过竖向导 管，依靠混凝土的自重进行灌注，混凝土从管子底端缓慢流出，向四周扩大分布，混凝土必 须具有良好的和易性，含砂率在40 50%之间，粗骨料宜用不大于3. 8厘米的卵石，水灰比 控制在0. 44左右，混凝土中可掺入缓凝、塑化等外加剂。PVC塑料蜂窝管临时护壁的异型灌注桩混凝土等级宜为C20-C25。桩顶混凝土应适当超过桩顶设计标高，以便在凿除桩顶浮浆 层后，标高符合设计要求。(4)抽拔护壁塑料管批量灌注混凝土后，在混凝土初凝前，采用加长臂拔桩机，拔出PVC塑料蜂窝管护 壁。边振捣管内混凝土边拔出塑料护壁管子，使得混凝土密实。洗净PVC塑料蜂窝管，以备 再次周转使用。(5)桩顶插筋、浇盖板PVC塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩是素混凝土桩，桩顶应采用构造连接插筋，插筋 必须沿桩周对称、均勻。桩顶上的插筋一定要保持垂直插入，有足够锚固长度和保护层，应 防止插偏和插斜。桩顶盖板应在桩身达到设计强度要求后才能进行制作，制作前应对场地进行清理 平整，立侧模现浇钢筋混凝土盖板。盖板的表面应平整、密实，不得有蜂窝、麻面、缺边掉角 的现象。异型桩和桩顶盖板组合在一起，就如锲入地基中的“鞋钉” 一样，具有良好的受力 性能。(6)铺设垫层、格栅，形成复合地基。桩施工完毕后，为了调整异型桩和桩间土的共同作用和桩土应力比，在桩顶铺设 一定厚度的垫层和土工格栅，形成复合地基。褥垫层应采用平板振动器振实，道路工程中碎 石垫层厚度宜为300-500mm，垫层铺设应分层压实。土工格栅一般为聚丙烯、聚氯乙烯等高 分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状，可以对土体进行“加筋”处理。
权利要求
一种塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法，其特征在于步骤1将PVC塑料蜂窝管(1)的底部套在预制桩尖(2)上，再将异型钢套管(6)装在PVC塑料蜂窝管(1)的外围，采用打桩设备，将套有异型钢套管(6)的PVC塑料蜂窝管(1)和预制桩尖(2)一起打入需要加固的地基中，PVC塑料蜂窝管(1)留在桩孔内作为临时护壁，形成PVC塑料蜂窝管(1)护壁的桩孔，拔出异型钢套管套(6)；步骤2重复步骤1，形成PVC塑料蜂窝管(1)护壁的桩孔群后，在PVC塑料蜂窝管(1)护壁的桩孔群内连续灌注混凝土，形成混凝土桩身(3)，采用长臂拔桩机，边振捣PVC塑料蜂窝管(1)内混凝土边拔出PVC塑料蜂窝管(1)；再在混凝土桩身(3)的顶部，插入桩顶插筋(4)；待混凝土桩身(3)结硬后，浇筑桩顶盖板(5)，形成蜂窝形灌注桩群。
2.根据权利要求1所述的塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法，其特征在于，PVC塑料 蜂窝管(1)是一次挤压成型的三孔PVC塑料蜂窝管或七孔PVC塑料蜂窝管的成品。
3.—种权利要求1所述的塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法使用的蜂窝形灌注桩， 其特征是，由作为临时护壁用的PVC塑料蜂窝管(1)、预制桩尖(2)、混凝土桩身(3)、桩顶 插筋(4)、桩顶盖板(5)构成，PVC塑料蜂窝管(1)的底部套在预制桩尖(2)上，混凝土桩身 (3)由混凝土浇筑成型，形成于PVC塑料蜂窝管(1)内且所述混凝土桩身(3)与PVC塑料蜂 窝管(1)之间为分离关系，桩顶插筋(4)设在混凝土桩身(3)的顶部，所述桩顶盖板(5)通 过桩顶插筋(4)连接并设置于混凝土桩身(3)的顶部。
4.根据权利要求3所述的蜂窝形灌注桩，其特征是，混凝土桩身(3)的外轮廓形状是三 孔蜂窝管状或七孔蜂窝管状。
全文摘要
本发明公开一种塑料蜂窝管护壁的灌注桩群施工方法及蜂窝形灌注桩。在异型钢套管的保护下，采用打桩设备，将PVC塑料蜂窝管和预制混凝土桩尖连续打入需要加固的地基中，PVC塑料蜂窝管留在桩孔内作为临时护壁，形成PVC塑料蜂窝管护壁的桩孔群后，在PVC塑料蜂窝管护壁内连续灌注混凝土，边振捣管内混凝土边拔出塑料护壁管子，桩顶插筋、浇盖板，形成蜂窝形灌注桩群。所述的塑料蜂窝管是一次挤压成型的三孔或七孔PVC塑料蜂窝管，三孔、七孔塑料蜂窝管护壁的异型灌注桩和同面积的圆截面灌注桩对比，其竖向承载力提高值分别为25％、20％，本发明桩具有价格低廉、承载力高、桩身的比表面积大、成桩质量高、施工快捷等优点。
文档编号E02D5/66GK101892664SQ20101023302
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者丁敬, 孙大松, 徐文平, 王勇, 秦家宽, 钟华, 韩春源 申请人:东南大学