一种静压沉桩施工工艺的制作方法

本发明属于建筑施工技术领域，涉及一种静压沉桩施工工艺。

背景技术：

静压桩属于挤土桩，挤土效应明显，挤土效应一方面可以提高工程桩的侧摩阻力，增加单桩承载力，但是另一方面它将会产生不良效应，尤其是在软土广泛分布的地区，甚至是破坏性的工程事故，这种影响主要表现在以下几个方面：周边建筑物和构筑物开裂、地面隆起事故；土体向外扩散带动管线侧移，造成管线拉断、拉裂事故等；还有一种情况是加固地基中夹杂一定厚度的板结沙层，沉桩困难，桩端达不到设计标高，很大程度上限制了静压桩加固地基的应用和推广。因此，寻找新的施工技术和方法从而有效解决静压桩施工中的挤土效应就显得尤为必要和现实。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种静压沉桩施工工艺，它所要解决的技术问题是如何减少静压桩施工中的挤土效应，减少对周围的建筑物及环境造成不良影响。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种静压沉桩施工工艺，其特征在于，由以下步骤组成：

步骤a、桩地进行压实平整；

步骤b、测量桩位进行标示，并通过静压沉桩机上的螺旋转杆进行预钻成孔；

步骤c、起吊第一管桩，并对第一管桩进行静压沉桩，第一管桩的沉桩过程中通过螺旋转杆取土；

步骤d、起吊第二管桩，并在第二管桩与第一管桩相连后对第二管桩进行静压沉桩，第二管桩的沉桩过程中通过螺旋转杆取土；

步骤e、起吊第三管桩，并在第三管桩与第二管桩相连后对第三管桩进行静压沉桩，当第三管桩沉桩速度过慢时，螺旋转杆的钻头下降至第一管桩的底端下方进行钻孔，当第三管桩沉桩速度加快后螺旋转杆的钻头回缩至第一管桩内腔中；

步骤f、重复步骤e直至第n管桩压入直至达到设计深度后将螺旋转杆抽出；

步骤g、对第一管桩至第n管桩进行回填。

本施工工艺采用静压沉桩的方式对管桩进行沉降，能够减少施工时的噪音，避免扰民，对于周围建筑物的影响较小；当静压沉桩速度过慢时还能通过螺旋转杆的钻头进行钻孔，加快沉降速度。

在上述的静压沉桩施工工艺中，采用的管桩长度为12～15m。优选为12～14m，进一步优选为13m。漂石层的深度一般为位于30～40m之间，上述设计能够保证前两根管桩进入时的阻力相对较小，能够快速沉降，缩短施工工时，且施工工艺较为简单。

在上述的静压沉桩施工工艺中，采用的管桩为管壁厚度为11cm的600管桩，所述螺旋转杆的螺杆直径为20～25cm。600管桩的直径为600mm，其内壁面和螺杆之间具有较大的间隙，便于螺旋转杆取土。

在上述的静压沉桩施工工艺中，步骤e和步骤f中，所述静压沉桩机具有用于检测管桩沉降速度的速度感应器，所述速度感应器与控制器电性连接，当速度感应器检测到管桩沉降速度低于最低速度阈值时，加快螺旋转杆的转速并使得螺旋转杆的钻头相对于第一管桩下降，且螺旋转杆的钻头位于第一管桩的底端下方。当管桩沉降速度过低时意味着管桩沉降至漂石层中，需要对漂石层中的石块进行破碎处理。

在上述的静压沉桩施工工艺中，步骤e和步骤f中，所述静压沉桩机具有用于检测管桩沉降加速度的加速度感应器，所述加速度感应器与控制器电性连接，当加速度感应器检测到管桩沉降加速度高于最高加速度阈值时，降低螺旋转杆的转速。当螺旋转杆的钻头钻破漂石层中的石块后，管桩的瞬间加速度加大，相应承受的应力突然变大，会对管桩造成一定的损伤，此时相应调整螺旋转杆及钻头的转速，可以避免管桩进一步损伤，同时还可以为钻头的回缩做准备。

在上述的静压沉桩施工工艺中，当速度感应器检测到管桩沉降速度达到稳定速度阈值时，螺旋转杆上移并回缩至第一管桩的内腔中。管桩的沉降速度稳定后，代表管桩下方没有大型的石块存在，钻头复位。

在上述的静压沉桩施工工艺中，所述螺旋转杆的螺杆为空心杆，且螺杆与钻头相连接的底端侧部开设有与螺杆内腔相连通的通孔，所述螺杆的顶端连接有水泵。水泵向螺杆内腔注入水，水向螺杆周围及下方渗透，既便于钻头的进一步的钻取，又能使得钻头钻取后土壤和碎石等形成泥浆，便于管桩的沉降。

在上述的静压沉桩施工工艺中，所述螺杆连接有泥浆泵。泥浆泵用于将钻头钻取后形成的泥浆进行抽取，避免由于过于湿润而无法通过螺杆进行取土，确保管桩沉降所产生的挤土影响较小。

在上述的静压沉桩施工工艺中，所述螺杆内腔中设置有能沿着螺杆长度方向升降的挡板，当挡板完全降下时，挡板全覆盖在通孔上。挡板不仅能够对水量进行调节，同时还能在水泵与泥浆泵进行切换时，避免螺杆内腔中的水流出，保证泥浆泵对泥浆吸取的效率。

在上述的静压沉桩施工工艺中，步骤c和步骤d中，螺旋转杆的下降速度和第一管桩的下降速度保持一致。用于带动管桩下压的静压机头和用于带动螺旋转杆转动的螺旋机头固连在一起且同步升降，从而保证在螺旋转杆的钻头未伸出第一管桩底部时，钻头的转动不会对管桩下方的桩地造成向外扩散的挤土效应，同时还能保证螺旋转杆只会对管桩内的土壤进行取土，而不会对管桩下方或周围的土壤抽取，而导致桩基不稳。

与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

1、本发明采用静压沉桩的方式对管桩进行沉降，能够减少施工时的噪音，避免扰民；

2、本发明在管桩内设置螺旋转杆，能够在管桩沉降过程中减少挤土效应，避免对周围建筑物造成不良影响；

3、本发明的螺旋转杆能够根据实地情况进行升降，对于地底的漂石层进行碎石，保证管桩能够下沉到设计深度。

附图说明

图1是本发明的施工示意图。

图2是本发明中螺旋转杆的结构示意图。

图3是本发明的系统控制图。

图中，1、静压沉桩机；2、螺旋转杆；21、钻头；22、螺杆；221、通孔；23、挡板；3、第一管桩；4、第二管桩；5、第三管桩；6、速度感应器；7、控制器；8、加速度感应器；9、水泵；10、泥浆泵；11、静压机头；12、螺旋机头；13、电磁阀。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参照图1，本实施例为一种在临近建筑物的坡地使实行静压沉桩施工工艺，由以下步骤组成：

步骤a、桩地进行压实平整；

步骤b、测量桩位进行标示，并通过静压沉桩机1上的螺旋转杆2进行预钻成孔；

步骤c、起吊第一管桩3，并对第一管桩3进行静压沉桩，第一管桩3的沉桩过程中通过螺旋转杆2取土；

步骤d、起吊第二管桩4，并在第二管桩4与第一管桩3相连后对第二管桩4进行静压沉桩，第二管桩4的沉桩过程中通过螺旋转杆2取土；

步骤e、起吊第三管桩5，并在第三管桩5与第二管桩4相连后对第三管桩5进行静压沉桩，当第三管桩5沉桩速度过慢时，螺旋转杆2的钻头21下降至第一管桩3的底端下方进行钻孔，当第三管桩5沉桩速度加快后螺旋转杆2的钻头21回缩至第一管桩3内腔中；

步骤f、重复步骤e直至第n管桩压入直至达到设计深度后将螺旋转杆2抽出；

步骤g、对第一管桩3至第n管桩进行回填。

本实施例中采用的管桩为600管桩，直径为600mm，关闭厚度为11cm，管桩长度为12～15m，优选为12～14m，进一步优选为13m，上述尺寸的管桩选择能够保证前两根管桩进入时的阻力相对较小，能够快速沉降，缩短施工工时，且施工工艺较为简单。

本实施例中的螺旋转杆2的螺杆22直径为20～25cm，优选为21～24cm，进一步优选为22～23cm，螺杆22与管桩内壁面之间之间具有较大的间隙，便于螺旋转杆2取土。

结合图2和图3，本施工工艺中采用的静压沉桩机1具有用于控制管桩静压沉降静压机头11、用于控制螺栓转杆2转速及升降的螺旋机头12、用于检测管桩沉降速度的速度感应器6和用于检测管桩沉降加速度的加速度感应器8，速度感应器6和加速度感应器8与控制器7电性连接，螺杆转杆2的螺杆22为空心杆，螺杆22与钻头21相连接的底端侧部开设有若干个与螺杆22内腔相连通的通孔221，通孔221上设置有环形挡板23，挡板23由与控制器7相连的电磁阀13控制并能沿着螺杆22长度方向升降，当挡板23完全降下时，挡板23全覆盖在通孔221上，从而将螺杆22的内腔和外部隔离，螺杆22的顶端依次连接有泥浆泵10和水泵9。

具体如下，步骤c和步骤d中，螺旋转杆2的下降速度和第一管桩3的下降速度保持一致。在步骤e和步骤f中，当速度感应器6检测到管桩沉降速度低于最低速度阈值时，加大螺旋机头12的功率，在增大螺旋转杆2转速的同时，并使得螺旋转杆2相对于第一管桩3向下移动2～3m，并直至螺旋转杆2的钻头21位于第一管桩3的底端下方0.5～1m处，钻头21在下移的过程中能够对阻挡管桩沉降的硬质物漂石层中的石块进行破碎，减少管桩沉降的阻力。当螺旋转杆2的钻头21钻破漂石层中的石块后，管桩的瞬间加速度加大，相应承受的应力突然变大，会对管桩造成一定的损伤，此时加速度感应器8检测到管桩的沉降加速度值超过阈值时，即可相应调整螺旋转杆2及钻头21的转速，可以避免管桩进一步损伤，同时还可以为钻头21的回缩做准备，速度感应器6检测到管桩沉降速度达到稳定速度阈值时，螺旋转杆2上移并回缩至第一管桩3的内腔中。

当钻头21移动到第一管桩3的下方后，电磁阀13带动挡板23上升，并使得通孔221敞口，同时水泵9打开，通过螺杆22的内腔向下注水，一方面降低钻头的温度，另一方面能够让土质软化，更易钻孔和取土；在加速度感应器8检测到加沉降加速度值较高时，即可将水泵9关闭，同时将泥浆泵10打开，进行反向抽取，将带水的泥浆通过螺杆22内腔进行抽取，避免管桩下方的土层过于潮湿，从而保证桩地的坚固性。

本施工工艺中的注水和取泥浆，仅在第一管桩3下方进行，一方面减少了用水量，另一方面又能够保证整个桩地，特别是无大石块的土层中的含水量较少，保证整个桩地的坚固性。

本施工工艺中回填土为螺旋转杆2在上述步骤中所取出的土和碎石块，能够减少建筑垃圾的产生，综合利用效果更好。

本实施例中的控制器7、加速度感应器8、速度感应器6和电磁阀13都为现有技术。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。