[发明专利]复合式沉管灌注桩施工工艺及其沉管桩尖和沉管

说明书

技术领域

本发明申请涉及的是建筑地基桩基础工艺及其设备。

背景技术

现有桩基础成桩方法主要有沉管桩和长螺旋钻孔桩，按动力方式分类，沉管桩又包括锤击式沉管桩和静压式沉管桩。沉管灌注桩具有现场配料施工方便、节省原材料、工程造价低的优点，但由于沉管贯入施工中所存在的挤土效应，易出现挤桩、断桩、缩径等技术问题，另外，预制桩尖在沉管成桩时，桩尖最终要留于桩体中，即所谓的“一桩一尖”，不仅增加了施工成本，而且经常出现碎尖或吞尖。另一种铸铁桩尖，以活门式或多瓣方式连接于沉管管体下端，这类桩尖结构一般适用于粘土层或地下水位低的磨擦型桩施工；在复杂地层施工，受锤击能量和管径限制，难以承担荷载大的高层建筑工程和承载力高的桩基础施工；除同样存在预制桩尖的技术问题之外，其适用范围也窄。综观现有沉管灌注桩，其施工方法是人力推车送料、一车一车吊灌混凝土，存在有操作复杂、劳动强度大、工效低、成桩质量不易控制等多方面技术问题，在施工中如遇塌孔或缩径，还须复打或反插处理，需用二次桩尖才能处理。因此，人们开始普遍认为沉管灌注桩施工工艺落后，更多的去使用长螺旋钻孔灌注成桩施工工艺。长螺旋钻孔灌注成桩施工工艺一般对第四纪地层穿透能力较强，单桩承载力高。然而长螺旋钻孔灌注成桩施工工艺存在的主要技术不足是：终孔提钻泵注混凝土过程中，由于桩孔返土不彻底，易出现孔底松土现象，尤其在砂、砾层及涌水量大的地层松土现象更为严重，严重影响成桩质量，降低了单桩承载力：另外，提钻中，若其芯管阀门不能及时打开，桩底孔侧土内塌、地下水向桩孔内渗流，则导致缩径、桩端虚土，形成无实桩；另外，混凝土由钻具芯管灌注中是否能连续不间断，通常也只能由施工人员耳听和脚踏来感知和判断，需要施工人员有足够施工经验。因多种不确定因素的存在，实际桩基础承载力大大降低，影响了其成桩质量。

发明内容

本发明专利申请的发明目的在于有效的回避沉管灌注桩和长螺旋钻孔桩的技术不足，提供一种承载力高、桩质量高、施工工艺易于操作和控制的复合式沉管灌注桩施工工艺及其沉管桩尖和沉管。本发明公开的复合式沉管灌注桩施工工艺技术方案，其主要技术内容是：一种复合式沉管灌注桩施工工艺，由直径小于设计桩径的长螺旋钻具在设计桩位向地层钻孔，达到持力层或设计要求深度后，提钻，移出桩孔；再由与设计桩径一致且设有桩尖的沉管沉入桩孔操作，贯入至设计深度；其后开启桩尖封闭的沉管管口，向桩孔内泵注砼，同时提升沉管，直至灌注结束，成桩处理。

实现上述复合式沉管灌注桩施工工艺的一种沉管桩尖，其上设有与沉管下端管口封闭配合的接口，桩尖上部设有紧固牵拉钢丝绳的挂扣。

实现上述复合式沉管灌注桩施工工艺的一种沉管，其下部管口与桩尖接口封闭配合，桩尖上部设有紧固牵拉钢丝绳的挂扣，桩尖上部与沉管之间设有导向滑动配合的导向机构。

本发明专利申请提供的复合式沉管灌注桩施工工艺技术方案，是一种介于挤土桩和非挤土桩之间的新型成桩施工工艺，它在贯入沉管之前由长螺旋钻具在桩位形成一预钻桩孔，为贯入沉管开辟通道，大大减小了沉管贯入阻力、降低沉管贯入动力、缩短沉管贯入周期；本技术还有效的克服了单一沉管桩所出现的挤土效应，避免了断桩、缩径等技术问题，并解决了以锤击沉管所存在的难以穿透硬密实夹层和拔管难等技术问题，还能够根据工程需要加大持力层深度控制，因此本技术方案更适于荷载大的高层建筑工程地基施工；本技术方案还解决了桩孔坍塌和长螺旋钻孔桩的桩端虚土问题。由于本发明专利申请提供的沉管桩尖可随提升沉管一起拔出，并反复使用，既实现了贯入中管内无水、保证灌注成桩材料的连续性，还改变了目前“一桩一尖”的传统作法，有效的避免了碎尖或吞尖等现象。综上所述，本专利申请技术具有施工控制和操作简便、成桩质量高、承载力大、适用于任何地质层的地基基础施工、施工成本低的技术优点。

附图说明

图1和图2分别是本发明的沉管桩尖的两具体实施结构图

图3是桩尖与沉管装配的结构示意图

图4和图5分别是泵注砼过程中的沉管桩尖与沉管两位置状态图

图6和图7分别是本发明的沉管桩尖的另两份具体结构图。

具体实施方式