一种混合预制桩及沉桩施工方法与流程

本发明涉及桩基工程领域，尤其涉及一种混合预制桩及沉桩施工方法。

背景技术：

在我国广大地区，上覆第四系覆盖层、下卧强风化或中风化基岩这种地层状况比比皆是。特别是在低矮的丘陵地带，这种带有二元性质的土层十分常见。由于下卧基岩面变化较大，采用桩基时往往会遇到桩型选择的问题。通常灌注桩是优选方案，因为桩长可以在施工成孔过程中随时予以调整，但由于其存在施工质量不宜控制、沉渣清孔不到位、钢筋笼预制长度不能确定、施工周期长、成本较高，以及文明施工等问题而不推荐采用，相反预制桩（特别是PHC桩）尽管存在着标高不到位而要被“杀头”的问题，但由于相对成本较低、施工质量和周期可控等优点而被较多地采用。

然而采用预制桩虽然不惜“杀头”的成本，但仍然会出现另外一个问题。桩顶标高不到位，说明桩端可能已经到达了基岩面，无法再强行进入，否则桩头将被打坏，影响桩身质量，同时由于桩端不能确保进入持力层（基岩）一定深度，形成不稳定的悬根桩，对设计取用单桩竖向承载力十分不利，甚至变形都存在一定的隐患。这种情况对于基岩面相对较浅的场地尤其不利。寻找解决预制桩在下卧基岩起伏场地的桩顶标高不到位、桩端无法可靠生根的问题，一直被工程技术人员所十分关注，但目前尚无可靠的技术手段可实施。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种混合预制柱及沉桩施工方法，克服了在下卧基岩起伏场地上，预制桩桩顶标高不到位、桩端无法可靠生根等技术缺陷，在保持预制桩各种技术优势的条件下，可以降低切割桩头的成本浪费，同时提高桩的承载能力，确保桩基的稳定，对我国桩基工程具有良好的实用意义。

本发明第一个方面提供了一种混合预制桩，在桩中间预留中空通道，所述混合预制桩包括A段和B段，所述A段在所述B段的上部，所述A段混凝土强度等级比B段高。

优选地，所述A段混凝土强度等级不低于C60，所述B段混凝土强度等级不大于C15。

优选地，所述的混合预制桩桩体形状为圆柱体形或者长方体形。

优选地，所述中空通道的截面为圆形，其直径为100-150mm，以满足普通注浆管大小为宜。

优选地，所述中空通道的截面为正方形，其面积为8000-18000mm²。

优选地，所述合预制桩的A段和B段同截面，并且所述A段和所述B段的配筋方法相同。

该混合预制桩总长为L=LA+LB，L、LA和LB可作为三个参数，预先制作成不同长度的预制桩，形成预制标准化系列桩型，以适应不同的基岩面埋深需要，其中优选B段长度≤1m；进一步优选地，B段长度为0.75m。

所述A段和所述B段组成的混合预制桩，生产时可在一个桩模内根据强度等级分段浇筑成桩。

本发明另一个方面还提供了一种适用于上覆第四系覆盖层、下卧强风化或中风化基岩地层的混合预制桩的沉桩施工方法，包括以下步骤：

步骤1：制备如权利要求1所述的混合预制桩；

步骤2：用重锤低击步骤1中所制备的混合预制桩，在第一次出现跳锤后，改为重锤高击混合预制桩，直至最后十击的贯入度小于25-30mm，收锤停打；

步骤3：使用注浆导管穿过桩身中的中空通道至下部桩端，向桩端处注浆，形成B段桩身混凝土碎块、基岩面表面风化体、部分土体和桩端钢筋于一体的注浆加固体，待压力稳定后停止注浆。

优选地，所述步骤2中最后十击的贯入度小于25mm。

重锤低击采用落锤、蒸汽锤、柴油锤或液压锤中的任意一种，优选为柴油锤。低击时桩锤的落距大约为0.7m-1m之间，优选为约0.8m。

所述步骤3中的注浆过程中压力不低于1.0 Mpa，优选为1.0 MPa。

所述步骤2中注浆的材料为水泥基注浆料，形成B段桩身混凝土碎块、基岩面表面风化体、部分土体和桩端钢筋于一体的注浆加固体。

本发明所提供的混合预制桩及其沉桩施工方法适用于上覆第四系覆盖层、下卧强风化或中风化基岩等二元性质土层，尤其适用于上覆第四系覆盖层较薄、下卧强风化或中风化基岩地层顶面变化较大的状况，具有良好的实用意义。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本发明所提供的混合预制桩及其沉桩施工方法，克服了在下卧基岩起伏场地上，预制桩桩顶标高不到位，桩端无法可靠生根的技术缺陷；

2）本发明所提供的中空高低强度混合预制桩可以有效降低切割桩头的成本浪费，大幅提高桩的承载能力和桩基工作稳定性。

附图说明

图1是本发明所述混合预制桩的立面图；图中：1-桩顶，2-A段，3-B段，4-桩端，H-H为混合预制桩的水平截面。

图2分别示出了实施例1和实施例2的混合预制桩的H-H截面图；图中：1-中空通道，2-钢筋。

图3是实施例1的混合预制桩的沉桩施工原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施方式。

实施例1

本实施例提供了一种混合预制桩，如图1所示，桩型为中空高低强度混合预制桩，由A和B两段组成，A段为与普通国标规格一致的预应力管桩，长度为LA，B段与A段同截面，长度为LB；桩身为圆柱体形，中间预留中空通道；所述中空通道的截面为圆形，该圆形的直径为100mm，桩身H-H截面图如图2a所示。

上述混合预制桩总长为L=LA+LB，L、LA和LB可作为三个参数，预先制作成不同长度的预制桩，形成预制标准化系列桩型，以适应不同的基岩面埋深需要；LB的长度是0.8m。

其中，A段桩的桩身构造、材料和钢筋配置等均与普通国标规格一致，混凝土强度等级是C80；B段桩采用低标号混凝土强度，强度等级是C15，其配筋方法与A段相同。

A段和B段组成的中空高低强度混合预制桩，生产时可在一个桩模内根据强度等级分段浇筑成桩。

实施例2

本实施例提供了一种混合预制桩，如图1所示，桩型为中空高低强度混合预制桩，由A和B两段组成，A段为与普通国标规格一致的预应力管桩，长度为LA，B段与A段同截面，长度为LB；桩身为长方体形，中间预留中空通道；所述中空通道的截面为正方形，该正方形的面积为18000mm²，桩身H-H截面图如图2b所示。

上述混合预制桩总长为L=LA+LB，L、LA和LB可作为三个参数，预先制作成不同长度的预制桩，形成预制标准化系列桩型，以适应不同的基岩面埋深需要；LB的长度是0.8m。

其中，A段桩的桩身构造、材料和钢筋配置等均与普通国标规格一致，混凝土强度等级是C80；B段桩采用低标号混凝土强度，强度等级是C15，其配筋方法与A段相同。

A段和B段组成的中空高低强度混合预制桩，生产时可在一个桩模内根据强度等级分段浇筑成桩。

实施例3

本实施例提供了一种混合预制桩的沉桩施工方法，沉桩原理如图3所示，包括以下步骤：

步骤1：制备实施例1所述的混合预制桩；

步骤2：首先采用柴油锤低击，每次桩锤的落距大约为0.8m，当第一次出现跳锤时，桩端遭遇基岩面，然后继续用柴油锤高击，直至最后十击贯入度小于25mm时收锤停打；

步骤:3：将注浆导管通过桩身中的中空通道插入到桩端，向桩端处进行压力为1.5 Mpa的高压注浆，形成B段桩身混凝土碎块、基岩面表面风化体、部分土体和桩端钢筋于一体的注浆加固体，待压力稳定后停止注浆。所述注浆材料是砂浆。

本实施例提供的混合预制桩及其沉桩施工方法，克服了在下卧基岩起伏场地上，预制桩桩顶标高不到位，桩端无法可靠生根的技术缺陷；并且可以有效降低切割桩头的成本浪费，大幅提高桩的承载能力和桩基工作稳定性。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。