专利名称：提高预应力管桩贯入速度和承载力的施工方法
技术领域：
本发明涉及预应力管桩的施工方法，具体为一种提高预应力管桩贯入速度和承载力的施工方法。
背景技术：
在南方地区修建高速铁路、高速公路、高层建筑等工程时，往往受到较深软土层的困扰。由于软土层含水量较大，承载力低，当受到竖向荷载作用时水分被排出，导致地面出现明显的下沉，严重影响建筑物(构筑物)的正常使用。特别是高速铁路、高速公路等车辆高速行驶时，对线路或路面的平顺性要求极高，当出现较大沉降后，在桥梁隧道等与路基结合部会出现较大的差异沉降，严重危胁行车安全。随着基本设施建设步伐加快和土地资源的匮乏，往往需要在软土层地基上进行建设，就必须对软土地基采取工程措施进行加固处理。预应力管桩是近年来发展起来处理软土地基的新型技术。它是由采用离心成型技术工厂化生产的圆柱形中空定型产品。通过捶击或静压方式贯入软土层，直至承载力较高的持力层，将荷载竖向传递至持力层，同时对管桩周围软土进行一定的挤密作用，形成复合地基，提高软土的综合承载能力。在贯入施工过程中，由于软土中的孔隙水无法快速排出，导致贯入阻力较大，在巨大贯入压力的作用下，孔隙水沿桩周向地面挤出形成了排水通道，细颗粒被带出，破坏了管桩与桩周土层的挤密关系，影响桩周土对管桩的摩擦作用，对处理后的复合地基产生负面影响。
发明内容
本发明为了解决预应力管桩贯入时存在贯入阻力大、孔隙水破坏管桩与管桩周围软土之间的联系使复合地基效果下降的问题，提供了一种提高预应力管桩贯入速度和承载力的施工方法。本发明是采用如下技术方案实现的提高预应力管桩贯入速度和承载力的施工方法，采用如下步骤a、将锥状桩靴密封固定在预应力管桩下端，且锥状桩靴是由外层靴板、 内层靴板和位于两者之间的过滤层制成，外层靴板和内层靴板上均开有若干进水孔；b、然后在预应力管桩内部下端设置潜水泵，并在预应力管桩上端盖有传力块，传力块内穿有一端与潜水泵连接、另一端位于预应力管桩外侧的排水管，传力块上方罩有桩帽；C、向桩帽施力贯入预应力管桩，孔隙水进入预应力管桩一定高度后，启动潜水泵，将预应力管桩内的孔隙水经排水管排出；d、待预应力管桩贯入完成后，将传力块、排水管及潜水泵取出后，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭进水孔。通过对锥状桩靴结构改进，及时将软土中孔隙水排入预应力管桩内，减小部位局部压力，从而减小贯入阻力；同时利用潜水泵将大部分预应力管桩内孔隙水抽出，降低孔隙水进入预应力管桩内的阻力，改善了施工作业环境；利用预应力管桩桩身作为排水通道，减小管桩与其周围软土联系被弱化的负面影响，提高复合
3地基的综合承载力；利用钢质传力块将贯入荷载如实传递到管桩桩顶；利用传力块在中间设置的弯孔，使将潜水泵水管和电缆顺利通过，并不被贯入冲击荷载损坏，克服了预应力管桩贯入时存在贯入阻力大、孔隙水破坏管桩与管桩周围软土之间的联系使复合地基效果下降的问题。本发明不但可降低贯入阻力从而提高施工进度；而且有效防止软土中的粗颗粒进入桩身内或随着孔隙水沿着桩四周排出地面而导致管桩与桩周软土的联系减弱；还能利用管桩中空的特点，开辟了通畅的快速排水通道，软土排水固结速度加快，使沉降提早完成； 进一步提高了底部管桩的刚度和单桩承载力，有利于阻止地基的工后沉降；具有结构合理、 操作简单且易于掌握和控制的优点。
图1为本发明的结构示意图。图中1_排水管，2-锥状桩靴，3-外层靴板，4-内层靴板，5-过滤层，6-桩帽，7-潜水泵，8-传力块。
具体实施例方式提高预应力管桩贯入速度和承载力的施工方法，采用如下步骤a、将锥状桩靴2 密封固定在预应力管桩下端，且锥状桩靴2是由外层靴板3、内层靴板4和位于两者之间的过滤层5制成，外层靴板3和内层靴板4上均开有若干进水孔；b、然后在预应力管桩内部下端设置潜水泵7，并在预应力管桩上端盖有传力块8，传力块8内穿有一端与潜水泵7连接、 另一端位于预应力管桩外侧的排水管1，传力块8上方罩有桩帽6 ；C、向桩帽6施力贯入预应力管桩，孔隙水进入预应力管桩一定高度后，启动潜水泵，将预应力管桩内的孔隙水经排水管排出；d、待预应力管桩贯入完成后，将传力块8、排水管1及潜水泵7取出后，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭进水孔。具体实施过程中，传力块8与桩帽6之间设有减震垫。将锥状桩靴2安装在第一节预应力管桩的桩头上，并用电焊机点焊固定。当预应力管桩在贯入外力的作用下逐步进入软土层时，锥状桩靴2起到减小贯入阻力和防止软土进入预应力桩身内的作用。在贯入压力的作用下软土中的孔隙水压力迅速提高，通过钢质外层靴板3上的进水孔快速移动，当孔隙水向桩身内移动时，过滤层滤去了较细的固体颗粒，进入预应力管桩桩身内的是较为洁净的清水，防止了固体颗粒的损失；由于孔隙水压力最大的桩底，设有水的通道，当水能够顺利进入预应力管桩桩身时，桩尖处压力迅速减小，管桩四周压力也相应减小，孔隙水利用压力在预应力管桩周围开辟排水通道的能量和机会也迅速减小，从而起到了防止大量的孔隙水沿着预应力管桩周围竖直向上自行开辟通道，破坏管桩与桩周土的联系的现象发生。进入预应力管桩桩身内的孔隙水，在一定压力的作用下，可自行爬升至地下水位以上一定高度，在桩身内形成一定高度的静水压力水头，对孔隙水继续顺利进入桩身有一定的阻碍作用，甚至当压力较高时既有可能从桩顶缝隙中冒出，进而影响正常施工作业或污染施工现场，为此，在桩身内提前安放小型潜水泵7，及时排除桩身内的积水，降低静压水头对孔隙水进入的阻力，同时有效防止桩顶冒水，实现文明施工。待预应力管桩贯入至设计标高后，继续利用潜水泵7抽排桩身内的孔隙水，快速降低孔隙水压力，为预应力管桩周围软土提供快速排水固结的条件，在软土自重的作用下， 大量孔隙水快速排出，软土固结速度加快，促使下沉尽早完成，达到加快排水固结速度和提高复合地基综合承载力、减小工后沉降量的目的，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭孔隙水进入通道，阻止地基继续下沉，同时提高了管桩底部的刚度，延长了管桩的使用寿命。
权利要求
1. 一种提高预应力管桩贯入速度和承载力的施工方法，其特征在于采用如下步骤 a、将锥状桩靴(2)密封固定在预应力管桩下端，且锥状桩靴(2)是由外层靴板(3)、内层靴板(4)和位于两者之间的过滤层(5)制成，外层靴板(3)和内层靴板(4)上均开有若干进水孔；b、然后在预应力管桩内部下端设置潜水泵(7)，并在预应力管桩上端盖有传力块(8)， 传力块(8)内穿有一端与潜水泵(7)连接、另一端位于预应力管桩外侧的排水管(1)，传力块(8)上方罩有桩帽(6) ;c、向桩帽(6)施力贯入预应力管桩，孔隙水进入预应力管桩一定高度后，启动潜水泵，将预应力管桩内的孔隙水经排水管排出；d、待预应力管桩贯入完成后，将传力块(8)、排水管(1)及潜水泵(7)取出后，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭进水孔。
全文摘要
本发明具体为一种提高预应力管桩贯入速度和承载力的施工方法，解决了预应力管桩贯入时存在贯入阻力大、孔隙水破坏管桩与管桩周围软土之间的联系使复合地基效果下降的问题。a、将锥状桩靴密封固定在预应力管桩下端，外层靴板和内层靴板上均开有若干进水孔；b、然后在预应力管桩内部下端设置潜水泵，并在预应力管桩上端盖有传力块，传力块内穿有排水管，传力块上方罩有桩帽；c、向桩帽施力贯入预应力管桩，将预应力管桩内的孔隙水经排水管排出；d、将传力块、排水管及潜水泵取出后，向预应力管桩底部灌注水下混凝土，封闭进水孔。本发明提高了底部管桩的刚度和单桩承载力，具有结构合理、操作简单且易于掌握和控制的优点。
文档编号E02D7/00GK102444125SQ20111032155
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者廖明雄, 张钟, 李宗海, 李洪彬, 李辉, 熊海宁, 王新民 申请人:中铁十七局集团第六工程有限公司