[发明专利]弱膨胀土质条件下先张法预应力管桩施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种弱膨胀土质条件下先张法预应力管桩施工方法。

背景技术

先张法预应力管桩的强度高，耐打性好，穿透力强，承载力高，在广东省等沿海地区是一种应用比较广泛的地基处理桩型，近几年在中西部地区也逐渐得到推捧，尤其受到房地产开发商的青睐。但是预应力管桩美中不足的是要克服施工过程中挤土效应的危害性。当在弱膨胀土质条件下进行管桩施工时，由于水体在施工过程中被扰动或者受地下水和雨水的侵蚀，使得土层反复吸水和失水发生胀缩变形，从而加剧了管桩施工过程中的挤土效应的危害性。

在管桩成桩过程中，相当于桩体积的土体向四周排挤，桩尖和桩周一定范围的土体受到不排水剪切以及很大的水平挤压，桩周土体接近于“非压缩性”，产生较大的剪切变形，形成具有很高空隙水压力的扰动重塑层，从而降低了土的不排水抗剪强度，促使桩周临近土体会因不排水剪切而破坏，具体表现为在地面附近的土体是向上隆起，而在地面以下较深层土体，由于覆盖土层压力作用不能向上隆起，就向水平方向挤压。由于群桩的迭加作用，会使已打入桩产生较大的侧向位移和上浮，根据已有资料显示，地面隆起可以达到500-600mm，有的甚至达到800-1000mm。

膨胀土是一种具有吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石，一般承载力较高，但具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。膨胀土对预应力管桩产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，一般于管桩施工至1/3-1/2后甚至上部建筑物竣工1-5年出现。此外当在弱膨胀土质条件下进行管桩施工时，由于水体在施工过程中扰动以及地下水和雨水的侵蚀，使得膨胀土诸如反复吸水和失水反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性进一步加剧，因此在膨胀土质条件下进行预应力管桩施工难度将变得更大一些。根据已有工程案例分析，如果没有有效地解决膨胀土质条件下的挤土效应问题，将导致打入的管桩出现大面积隆起、位移甚至折断，从而出现重大的工程质量事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能将膨胀土质条件下预应力管桩施工过程中的挤土效应的危害程度降低到设计和规范允许范围内的弱膨胀土质条件下先张法预应力管桩施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的弱膨胀土质条件下先张法预应力管桩施工方法，包括测量定位、引孔取土、工程桩试打、工程桩施打、工程桩复测、工程桩复打、工程成桩检测验收，其特征是：

(1)、工程桩测量定位

打桩前通过轴线控制点，逐个定出桩位，打设钢筋标桩，用白灰在标桩附近地面上画上一个圆心与标桩重合、直径与管桩相等的圆圈，以方便插桩对中，保持桩位正确；

(2)、引孔取土

引孔取土时预钻孔的直径宜为管桩直径的70％，深度为1/3-1/2的桩长(实际取值根据结构设计计算确定)，孔截面不超过桩截面的2/3；引孔取土根据施工进度和天气分阶段进行，当天的预钻孔当天施打完毕，不得一次性取完；

(3)、工程桩试打

工程桩施打前还是有必要在每个施工段或施工块进行工程桩试打工作，选取群桩密集的承台进行全真试桩；群桩试打完毕后，选取群桩中具有代表性的桩位先行进行工程桩检测，根据现场成桩情况和检测报告对对施工参数进行修正；

(4)、工程桩施打

A、施打

采用重锤低击，打桩时桩帽和桩头之间应设置弹性衬垫，停锤标准根据试验桩确定的贯入度和结构标高进行双控，同时要注意1根桩总锤击数一般不大于2500锤，最后1m锤击数不超过300锤；合理安排沉桩顺序，一般原则是先内后外，由中心逐渐向外则对称施工；先密后疏，先打较密的群桩，后打较疏的群桩；当在已有的建筑物或构筑物附近打桩时，应沿着背离建筑物或构筑物的方向进行；加强做好地下水和雨水等排水工作，加强对成桩防止雨水积水侵蚀的覆盖工作，做好成桩成孔部位的覆盖，防止日晒雨淋；集中在白天沉桩，按时作息，控制每天成桩数量，每台桩机每天成桩量为8-12根；

B、接桩

接桩采用焊接接桩；每根桩对照地质钻探资料预计总桩长，使接桩次数尽量减少，任一单桩的接头数量不超过2个，接桩在桩尖穿过卵石层后进行；当管桩需要接长时，其未入土部分桩段的桩高出地面0.5-1.0m；下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位，接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm，桩节弯曲矢量高不得大于桩长的0.1％；

C、封底