专利名称：一种预制螺旋桩头及其辅助沉桩施工方法
技术领域：
本发明涉及一种辅助沉桩的构件及施工方法，具体的说，是涉及一种用于预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩)的辅助沉桩构件及施工方法。
背景技术：
预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩)是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、1800°C左右的蒸汽养护，制成的一种空心圆筒型混疑土预制构件。由于其单桩承载力高、适用范围广、沉桩质量可靠和工程造价低等优势在目前的工程实践中得到广泛的应用。目前PHC管桩的沉桩方式主要有锤击沉桩和静压沉桩两种方式。锤击沉桩施工时会有挤土、噪音和振动等公害，对城市中心施工和夜间施工有所限制；而静压沉桩所用桩机较为笨重，机器行走困难，且会产生较为严重的挤土效应。因此需要设计新的施工方法解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的是现有PHC管桩沉桩不便、振动严重、噪声大等技术问题，提供一种预制螺旋桩头及其辅助沉桩施工方法，辅助构件结构简单，易于加工，同时施工方便，可有效降低施工成本。为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现:一种预制螺旋桩头，包括预应力混凝土桩芯，所述预应力混凝土桩芯外表面设置有螺旋叶片，所述预应力混凝土桩芯底端设置有桩尖、顶端设置有连接段。所述预应力混凝土桩芯的直径大于沉桩桩段的标准桩径10 20mm。所述连接段上设置有法兰盘。一种利用所述预制螺旋桩头辅助沉桩的施工方法，按照如下步骤进行:(I)将所述预制螺旋桩头对准桩位，施加扭矩将所述预制螺旋桩头旋入土体中；(2)将待沉桩的桩段连接到所述预制螺旋桩头的连接段上；(3)施加扭矩将所述待沉桩的桩段旋入土中，直至所述待沉桩的桩段下沉就位。本发明的有益效果是:利用本发明的预制螺旋桩头进行辅助PHC管桩沉桩施工，不需要复杂的机械，施工方便快捷；不会引起较大的噪音和振动，符合环保要求；引起的挤土效应很小，适用于布桩密集的群桩基础中；可缩短施工工期，降低工程造价，具有较大的推广价值。
图1是本发明所提供的预制螺旋桩头的结构示意图。图中:1:预应力混凝土桩芯；2:螺旋叶片；3:桩尖；4:连接段。
具体实施例方式下面通过具体的实施例对本发明作进一步的详细描述，以下实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。如图1和图2所示，本发明公开了一种辅助PHC管桩沉桩的预制螺旋桩头，主要由预应力混凝土桩芯1、螺旋叶片2、桩尖3以及连接段4组成。预应力混凝土桩芯I为同PHC管桩一样的预制混凝土结构；当前使用的PHC管桩桩径均为标准桩径，预应力混凝土桩芯I外径大于标准桩径(外径)10 20mm。预应力混凝土桩芯I的制作方式可以参考PHC管桩的制作方式:按设计要求进行配筋，包括螺旋箍筋和预应力筋，编制钢筋笼时将桩尖3和连接段4同钢筋骨架焊接在一起，所用混凝为高强混凝土。浇筑完混凝土后进行预应力的张拉，然后再离心机上进行离心力捣实成型，捣实成型后放入蒸汽室内进行常压蒸汽养护。螺旋叶片2设置于预应力混凝土桩芯I外表面，为螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起。螺旋叶片2的螺距为150 300mm，叶片根部厚度为20 50mm，螺纹倾角为30° 50°。螺旋叶片2的存在可以使预制螺旋桩头通过施加扭矩的方法旋转置入土体。桩尖3是具有尖端朝下的圆锥形结构，设置于预应力混凝土桩芯I底端，主要起到辅助沉桩的作用，其材料可以选用混凝土或是金属。连接段4通常由金属材料制成，其上安装有法兰盘，便于与PHC管桩相连接。利用上述预制螺旋桩头辅助PHC管桩沉桩的施工方法如下:将上述预制螺旋桩头对准桩位，使用卷扬机等设备对预制螺旋桩头施加扭矩将预制螺旋桩头旋入土体中。完成预制螺旋桩头的沉桩过程后，将PHC管桩桩段连接到预制螺旋桩头的连接段4上，同样利用卷扬机等设备对PHC管桩桩段施加扭矩，将PHC管桩旋入土体中。由于预制螺旋桩头转身直径大于PHC管桩桩段的桩径，预制螺旋桩头下沉过程中已经将土体切开，PHC管桩桩段所承受的土摩擦力大大减小，同样可以通过施加扭矩的方法完成沉桩。上述沉桩施工方法相对于锤击沉桩法和静压沉桩法施工方便快捷，不会引起噪声和振动，引起的挤土效应较小，是一种有推广价值的技术。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种预制螺旋桩头，其特征在于，包括预应力混凝土桩芯，所述预应力混凝土桩芯外表面设置有螺旋叶片，所述预应力混凝土桩芯底端设置有桩尖、顶端设置有连接段。
2.根据权利要求1所述的一种预制螺旋桩头，其特征在于，所述预应力混凝土桩芯的直径大于沉桩桩段的标准桩径10 20mm。
3.根据权利要求1所述的一种辅助PHC管桩沉桩的预制螺旋桩头，其特征在于，所述连接段上设置有法兰盘。
4.一种利用如权利要求1所述预制螺旋桩头辅助沉桩的施工方法，其特征在于，按照如下步骤进行: (1)将所述预制螺旋桩头对准桩位，施加扭矩将所述预制螺旋桩头旋入土体中； (2)将待沉桩的桩段连接到所述预制螺旋桩头的连接段上； (3)施加扭矩将所述待沉桩的桩段旋入土中，直至所述待沉桩的桩段下沉就位。
全文摘要
本发明公开了一种预制螺旋桩头及其辅助沉桩施工方法，预制螺旋桩头包括预应力混凝土桩芯，预应力混凝土桩芯外表面设置有螺旋叶片，预应力混凝土桩芯底端设置有桩尖、顶端设置有连接段。施工方法是先将预制螺旋桩头对准桩位，施加扭矩将预制螺旋桩头旋入土体中；将待沉桩的桩段连接到预制螺旋桩头的连接段上；施加扭矩将待沉桩的桩段旋入土中，直至待沉桩的桩段下沉就位。本发明的预制螺旋桩头结构简单，易于加工，施工方法不需要复杂的机械，方便快捷；不会引起较大的噪音和振动；引起的挤土效应很小，适用于布桩密集的群桩基础中；可缩短施工工期，降低工程造价。
文档编号E02D5/58GK103195054SQ201310115788
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者丁红岩, 朱奇, 张浦阳 申请人:天津大学