一种预制管桩桩芯发泡聚氨酯快速封底施工方法与流程

本申请涉及预制管桩的领域，尤其是涉及一种预制管桩桩芯发泡聚氨酯快速封底施工方法。

背景技术：

目前在地基与基础工程中，预应力管桩在目前工程中应用相对较多，而在城市之中，由于环保原因，采用静力压装机进行施工预应力管桩也较多。预应力管桩施工，大多采用钢板制作的十字型桩尖，管桩焊接上钢桩尖通过桩机反力把管桩送入土中，到达持力层中。其中管桩本身为中空，钢桩尖与管桩的焊接连接质量也不能全面的防止管桩桩芯上部水进入桩底，继而下渗至持力层，把持力层浸泡软化，造成承载力下降，影响结构安全，桩芯封底是必要的。

目前，大多数封底的做法是采用膨胀细石混凝土灌注到桩底，在第一节管桩施压完毕后立即往灌桩内填灌细石混凝土，灌注高度约1m~1.5m。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：预制管桩长度较长，且管芯内径小（130~340mm），灌注高度大于2m，混凝土容易产生离析，而且因为管桩过长，无法下振棒振捣密实。要么混凝土散落在长长的管桩内壁，要么就是在管底的混凝土松散不能形成有效整体，达不到止水效果，对持力层仍然有损害。而且还存在灌注混凝土的效率低、耗时长的问题。因此，存在改进空间。

技术实现要素：

为了提高管桩的封底效率和防水效果，本申请提供一种预制管桩桩芯发泡聚氨酯快速封底施工方法。

本申请提供的一种预制管桩桩芯发泡聚氨酯快速封底施工方法采用如下的技术方案：

一种预制管桩桩芯发泡聚氨酯快速封底施工方法，包括以下步骤：

步骤一：封底准备，在管桩的桩芯内周面标记出聚氨酯填充的范围边线；

步骤二：安装封堵件，将板状的封堵件放入管桩内范围边线对应的位置；

步骤三：第一次喷射填充，通过聚氨酯发泡枪按垂直方向自下而上，水平方向由一端向另外一端的顺序均匀慢速喷射，使聚氨酯膨胀材料挂满整个封堵件以及填满封堵件与管桩内周面的间隙；

步骤四：第二次喷射填充，通过聚氨酯发泡枪从最里边底部一层一层的往上喷涂填满，然后从里边往外边逐层喷涂至桩端，每一层均连续施打，一次成型；

步骤五：修整，待聚氨酯膨胀材料充分固化后对伸出桩端的聚氨酯膨胀材料进行修整。

通过采用上述技术方案，采用聚氨酯膨胀材料对管桩的桩端进行封堵的方式对比传统混凝土封底方式,解决混凝土浇筑时产生的较多弊端。如现场混凝土材料备料数量过少，运输成本可能还大于商品混凝土原料；混凝土等待使用时间可能超过混凝土初凝时间；混凝土浇筑过程中自由下落高度过高造成离析，无法用振棒振捣密实；压桩过程中途停顿进行桩芯封堵，阻碍压桩效率；人员劳动力强度高。通过材料新应用（聚氨酯发泡材料），新工艺进行桩芯封底，轻量化操作，需要多少才用多少。该方式的应用，提高了桩芯封底的工艺，可以缩短压桩过程中封底的等候时间，提高压桩施工效率，使用聚氨酯发泡材料比混凝土封底可降低施工成本，避免混凝土超过初凝时间使用、离析、振捣不密实情况。其中范围边线用于标识出封堵件的位置，聚氨酯发泡材料刚刚喷射出来呈比较软，有轻微流塑状态，无封堵件时聚氨酯发泡材料一直往桩孔深处及往桩端外流动，不能叠高填满整个桩孔内径。封堵件可以选用卡紧桩壁的硬质纸皮，一个纸皮容易找到，且操作简单，并能满足临时阻挡作用。硬纸皮挡住喷晒出来的聚氨酯，使聚氨酯材料容易聚集在一起，有利于桩芯最里边喷射的聚氨酯材料叠高填满桩孔内径。喷射聚氨酯时，先内壁底部及靠近硬纸皮处一层层喷射，喷射完的第一层聚氨酯全部把硬纸皮遮挡。喷射聚氨酯要连续，保证每层聚氨酯层层相扣。其中将聚氨酯发泡材料分两次填充，第一次填充，以最里边处填充为较重要，是保证聚氨酯材料与整个桩内径首次封闭结合一起，为第二次填充发泡成型饱满度做准备，三侧形成有限空间，聚氨酯材料膨胀只能往桩孔未端方向膨胀，使内部填充饱满。其中第二次聚氨酯膨胀材料填充和修整需要使桩芯底部填充饱满，为以后桩尖焊接时，桩尖钢板可托住成型的聚氨酯发泡圆柱。万一聚氨酯发泡圆柱桩芯上部有积水后，积水重量不至于由聚氨酯与桩芯内壁粘结力来承受。万一桩芯进水满满，若20多米高的水柱子的重力由聚氨酯材料与桩内壁的粘聚力承受的情况，就会造成聚氨酯拉裂，水往下渗，破坏了聚氨酯堵水的成效。但是，在填充饱满的情况下，底部桩尖钢板托着发泡成型的聚氨酯圆柱，聚氨酯圆柱只是受压为主，上部再重的积水也不会拉裂聚氨酯与桩壁的连接。

优选的，所述步骤一在所述“在桩芯内周面标记出聚氨酯填充的范围边线”之后增加以下步骤：对管桩内表面基层进行清理，通过清扫件将管桩内表面的灰尘、泥土、油污等杂质清理干净。

通过采用上述技术方案，为保证聚氨酯膨胀材料粘结牢固，无松脱，所以必须要清理干净桩芯内壁的灰尘、松动浮浆，油污等，保证基层干净，并适当喷水湿润桩内壁，保证聚氨酯材料牢牢粘固桩壁无脱落和假缝。

优选的，所述步骤二在所述“将板状的封堵件放入管桩内范围边线对应的位置”之后增加以下步骤：将基层润湿，在桩内壁基层喷晒一层清水并形成水雾。

通过采用上述技术方案，喷洒水雾有利于聚氨酯膨胀材料与管桩内侧壁充分粘接。

优选的，所述步骤三中聚氨酯膨胀材料填充至所述封堵件距离桩端三分之一处。

通过采用上述技术方案，第一次填充，以最里边处填充为较重要，是保证聚氨酯材料与整个桩内径首次封闭结合一起，为第二次填充发泡成型饱满度做准备，因此能够将封堵件与管桩内侧壁的间隙完全封堵即可。

优选的，所述步骤四中所述聚氨酯膨胀材料的喷射注入量控制在待填充体积的三分之二。

通过采用上述技术方案，因为聚氨酯膨胀材料的膨化作用，第一次喷射应满填充，第二次喷射注入量控制在待填充体积的三分之二，待聚氨酯膨胀材料完全膨胀后即可将剩下的空间占满。

优选的，所述步骤四中所述聚氨酯膨胀材料喷涂完成后立即在填充部位喷洒水雾。

通过采用上述技术方案，有利于发泡剂成分膨化以及提高与管桩内侧壁之间的粘接效果。

优选的，所述步骤一中在所述“在管桩的桩芯内周面标记出聚氨酯填充的范围边线”之后增加以下步骤：在所述范围边线处固定用于对所述封堵件抵接限位的限位件。

通过采用上述技术方案，限位件可以通过人工焊接的方式进行焊接，通过限位件对封堵件进行限位，进而对聚氨酯膨胀材料进行限位，使聚氨酯膨胀材料向桩端方向膨胀并封堵封堵件与管桩内周面之间的间隙。

优选的，所述限位件包括环装的限位环，所述限位环的轴线与所述管桩的轴线共线。

通过采用上述技术方案，设置限位环的轴线与管桩的轴线共线，可以提供给封堵件较为均匀的受力，使封堵件不易倾斜，在聚氨酯膨胀材料膨胀的过程中能较好地封堵管桩内芯。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过采用聚氨酯膨胀材料对桩芯进行封底，轻量化操作，需要多少才用多少，可以缩短压桩过程中封底的等候时间，提高压桩施工效率，使用聚氨酯发泡材料比混凝土封底降低施工成本，避免混凝土超过初凝时间使施工周期较长、混凝土浇筑过程中离析、无法采用振捣棒振捣的情况；

2.通过设置封堵件可以满足临时阻挡作用，封堵件挡住喷晒出来的聚氨酯，使聚氨酯容易聚集在一起，有利于桩芯最里边喷射的聚氨酯材料叠高填满桩孔内径；

3.通过分两次喷涂聚氨酯膨胀材料，以及在填充聚氨酯膨胀材料前在管桩内周面喷洒水雾、在两次填充之间喷洒水雾，有利于提高聚氨酯膨胀材料与管桩内周面之间的连接强度以及对桩芯的密封效果。

附图说明

图1是本申请的整体示意图；

图2是本申请的剖视图。

附图标记说明：1、管桩；11、限位环；2、封堵件；3、聚氨酯膨胀材料。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种预制管桩1桩芯发泡聚氨酯快速封底施工方法。参照图1，包括以下步骤：

步骤一：封底准备，在管桩1的桩芯内周面标记出聚氨酯填充的范围边线；可以采用红色笔头画出明显的范围；

步骤二：安装封堵件2，将板状的封堵件2放入管桩1内范围边线对应的位置；封堵件2可以采用硬质纸皮，一个纸皮容易找到，且操作简单，并能满足临时阻挡作用。硬纸皮挡住喷晒出来的聚氨酯，使聚氨酯材料容易聚集在一起，有利于桩芯最里边喷射的聚氨酯材料叠高填满桩孔内径；

步骤三：第一次喷射填充，通过聚氨酯发泡枪按垂直方向自下而上，水平方向由一端向另外一端的顺序均匀慢速喷射，使聚氨酯膨胀材料3挂满整个封堵件2以及填满封堵件2与管桩1内周面的间隙，聚氨酯膨胀材料3填充至封堵件2距离桩端三分之一处；第一次填充，以最里边处填充为较重要，是保证聚氨酯材料与整个桩内径首次封闭结合一起，为第二次填充发泡成型饱满度做准备，三侧形成有限空间，聚氨酯材料膨胀只能往桩孔未端方向膨胀，使内部填充饱满；

步骤四：第二次喷射填充，通过聚氨酯发泡枪从最里边底部一层一层的往上喷涂填满，然后从里边往外边逐层喷涂至桩端，每一层均连续施打，一次成型，聚氨酯膨胀材料3的喷射注入量控制在待填充体积的三分之二；

步骤五：修整，待聚氨酯膨胀材料3充分固化后对伸出桩端的聚氨酯膨胀材料3进行修整，使聚氨酯饱满地填充桩芯底部，为以后桩尖焊接时，桩尖钢板可托住成型的聚氨酯发泡圆柱。

其中步骤一在“在桩芯内周面标记出聚氨酯填充的范围边线”之后增加以下步骤：对管桩1内表面基层进行清理，通过清扫件将管桩1内表面的灰尘、泥土、油污等杂质清理干净，并在范围边线处固定用于对封堵件2抵接限位的限位件，限位件包括环装的限位环11，限位环11的轴线与管桩1的轴线共线。

其中步骤二在“将板状的封堵件2放入管桩1内范围边线对应的位置”之后增加以下步骤：将基层润湿，在桩内壁基层喷晒一层清水并形成水雾。

其中步骤四中聚氨酯膨胀材料3喷涂完成后立即在填充部位喷洒水雾。水雾的设置便于聚氨酯膨胀材料3之间相互融合以及与管桩1内侧壁有更好的连接强度。

该技术方案还具有以下效果：

采用预制管桩1桩芯发泡聚氨酯快速封底施工关键技术，聚氨酯材料首次使用在桩基础工程中，充分利用了聚氨酯的特性，其具有材料轻量化，使用量化好控制，需要多少使用多少，减少混凝土预约来料不足或者过多而造成的浪费。

不用使用斗车运输混凝土材料，减少人员劳动强度。相对于传统的混凝土桩芯封底，聚氨酯封底施工顺序可以提前，减少了压桩过程中才进行混凝土封底，影响连续压桩，桩机等候待机时间，提高施工效率。采用聚氨酯材料进行桩芯封底可在管桩1堆放等候使用时进行，充分利用空余时间。

聚氨酯材料本身是一种绿色环保的材料、轻量化，降低施工成本和提高施工效率等优点。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。