一种预应力后压浆变截面空心管桩及其施工方法与流程

本发明涉及预应力变截面空心管桩技术领域，具体涉及建筑领域中预应力后压浆变截面空心管桩的改进领域。

背景技术：

预应力钢筋混凝土桩成桩可靠性高，用材节省，但是由于直截面桩桩身外表光滑，土体摩擦力小，桩尖端承力则不易发挥。现在虽已经有很大变化与进步的变截面桩，但由于桩身的沉降,致使缩径面桩身周围一定范围内的土体形成脱空区,土体有所松动,以至该段桩身的摩阻力亦不能充分发挥；况且钢筋处于应力状态，在一些沿海及盐湖地区地下水中的高浓度氯离子会加快钢筋的锈蚀，预应力变截面钢筋混凝土桩的耐久性不容乐观，在工程中的应用也受到了限制。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的第一个目的是提供一种预应力后压浆变截面空心管桩。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：一种预应力后压浆变截面空心管桩，其特征是：该管桩为中心带有竖直通孔1的变截面钢筋混凝土管桩：所述的钢筋混凝土管桩的钢筋笼是由八根钢筋3和多个箍筋5组成，八根钢筋3竖直固定在多个上下对齐分布的箍筋5内，且八根钢筋3沿箍筋5四周均匀分布，钢筋和箍筋并紧固在混凝土6中；在竖直通孔1四周的混凝土中还匀布有两根深至桩底的压浆管2。

所述预应力后压浆变截面空心管桩为高15m、扩径面直径450mm、缩径面直径400mm、空心部分直径为150mm的变截面管桩，为避免上下相连的两截面应力互相叠加,影响端承力的充分发挥，所以每节扩径面的高度h1＞3d1（d1为扩径面直径）,即每节扩径面各高1.5m，每节缩径面的高度h2＞3d2（d2为缩径面直径），即每节缩径面各高1.5m。

所述压浆管直径为20mm。

所述钢筋直径为16mm，箍筋直径为18mm。

本发明的第二个目的在于提供一种预应力后压浆变截面空心管桩的施工方法，其特征是：预应力后压浆变截面空心管桩养护成型且静载实验满足单桩承载力的设计要求，采用静压沉桩待稳定后，土质进入到中心竖直通孔1内；在沉桩稳定后的5-10天内，通过压浆管2注入水泥浆液，先深后浅，使水泥浆沿桩身逐层向上泛起，同时通过裂缝向土体内渗透，待水泥浆液固化后，预应力后压浆变截面空心管桩完成施工。

所述预应力后压浆变截面空心管桩满足单桩承载力的设计要求即为单桩竖向抗压极限承载力不小于单桩竖向抗压极限承载力设计值1840kn。

本发明的预应力后压浆变截面空心管桩及其施工方法的优点是：压浆管后注入的水泥浆液经过渗透、填充、压密及固结共同作用,改变了桩端及其附近桩侧土体的物理力学性质,消除桩底沉渣和桩周缝隙对桩的不利影响,改善桩土界面条件而使桩端阻力和桩侧阻力得到不同程度的提高,桩的沉降得以减小,平均沉降量相比普通的预应力变截面空心管桩减小了2.18mm～4.89mm，桩的承载性能得到改善，承载能力提高幅度在16％-31％，使桩具有较好的稳定性。该预应力后压浆变截面空心管桩可充分发挥地基土与桩身材料的承载潜力,最大限度降低工程造价，造价降低了10%～15%，既可以充分发挥后压浆技术的应用,又可以减小混凝土的用量,经济合理。

附图说明

图1是本发明预应力后压浆变截面空心管桩示意图。

图2是注入水泥浆后的作用示意图。

图3是预应力后压浆变截面空心管桩的俯视图。

图4是预应力后压浆变截面空心管桩内部钢筋笼的示意图。

其中管桩中心竖直通孔1、压浆管2、钢筋3、管桩中心竖直通孔内的积土4、箍筋5、混凝土6、桩身周边土体的缝隙7。

具体实施方式

结合附图，对本发明结构做进一步说明。

一种预应力后压浆变截面空心管桩，其特征是：该管桩为中心带有竖直通孔1的变截面钢筋混凝土管桩：所述的钢筋混凝土管桩的钢筋笼是由八根钢筋3和多个箍筋5组成，八根钢筋3竖直固定在多个上下对齐分布的箍筋5内，且八根钢筋3沿箍筋5四周均匀分布，钢筋和箍筋并紧固在混凝土6中；在竖直通孔1四周的混凝土中还匀布有两根深至桩底的压浆管2。

所述预应力后压浆变截面空心管桩为高15m、扩径面直径450mm、缩径面直径400mm、空心部分直径为150mm的变截面管桩，其中每节扩径面各长1.5m，缩径面各长1.5m。

所述压浆管2直径为20mm。

所述钢筋3直径为16mm，箍筋5直径为18mm。

具体制作的操作方法是：用先张法将已绑上箍筋5的八根钢筋3张拉到控制应力，将二根压浆管2架设在离心成型模具截面的对角线两端位置，随后在离心成型模具中浇筑混凝土6进行离心成型，待混凝土6浇筑成型并养护到规定强度后放松钢筋。

该预应力后压浆变截面空心管桩的施工方法是：预应力后压浆变截面空心管桩养护成型且静载实验满足单桩承载力的设计要求后采用静压沉桩，在沉桩前应保证场地平整排水通畅。待沉桩稳定后，由于采取了管桩中心竖直通孔1的形状，在沉桩过程中，土质能进入到管桩中心竖直通孔1内，形成管桩中心竖直通孔内的积土4。在沉桩稳定后的5-10天内，扩径面容易形成桩洞，后期由于土的挤压使缩径面部分土体内缺而挤压到桩身上，此时由于土体变形致使产生许多垂直于桩身的细小缝隙。将水泥浆从压浆管2注入并填充桩身周边土体的缝隙7，先深后浅，最大化地发挥后压浆技术的应用，使水泥浆沿桩身逐层向上泛起，同时通过裂缝向土体内渗透，这些后注入的水泥浆能够充分地加固桩间土，增大桩身的摩擦力和咬合力，从而提高桩身的承载能力和抗拔能力，承载能力提高幅度在16％-31％，平均沉降量相比普通的预应力变截面空心管桩减小了2.18mm～4.89mm，造价降低了10%～15%；待水泥浆液固化后，又可有效地阻止地下水对预应力变截面空心管桩内钢筋3的锈蚀，进而增强桩身的耐久性。

所述预应力后压浆变截面空心管桩满足单桩承载力的设计要求即为单桩竖向抗压极限承载力不小于单桩竖向抗压极限承载力设计值1840kn。

所述水泥浆是采用和易性好、稠度适当的，可有效地注入并填充桩身周边土体的缝隙。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种预应力后压浆变截面空心管桩及其施工方法，其特征是：该管桩为中心带有竖直通孔的变截面钢筋混凝土管桩：所述的钢筋混凝土管桩的钢筋笼是由八根钢筋和多个箍筋组成，八根钢筋竖直固定在多个上下对齐分布的箍筋内，且八根钢筋沿箍筋四周均匀分布，钢筋和箍筋并紧固在混凝土中；在竖直通孔四周的混凝土中还匀布有两根深至桩底的压浆管。本发明还公开了施工方法，其创新点在于：采用后压浆的方式来填充变截面管桩沉桩稳定后产生的垂直于桩身的细小裂缝。本发明的这种在变截面空心管桩中通过压浆管的后注浆技术能够充分地加固桩间土，增大桩身的摩擦力和咬合力，同时这些后注入且能固化的浆液又能阻隔地下水，进而增强桩身耐久性。

技术研发人员：尹晓一
受保护的技术使用者：滨州学院
技术研发日：2017.07.10
技术公布日：2017.09.19