[发明专利]一种静压扩大头预应力高强度混凝土管桩的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于地基基础工程设备制备技术领域，涉及一种采用静压法施工的扩大头预应力高强度混凝土（PHC）管桩的制备方法，适用于上软下硬的地层结构，其持力层埋藏较浅且承载力较高，上覆软弱土层的地层结构。

背景技术：

预应力高强度混凝土（PHC）管桩承载力高，施工速度快，工效高，工期短，质量稳定，易做到文明施工，安全生产，是间接提高经济效益的有效措施；静压法施工是通过压桩机的自重和桩架上的配重作应力将PHC管桩压入土中的一种沉桩工艺，在沉桩过程中，压桩力可直观、准确地读出并记录下来，因而对桩承载力控制及判断精确度高；桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测，人为干扰因素少，难以弄虚作假，静压法单桩承载力比锤击法可靠，而且静压法施工无震动，无噪音，适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工，在工程界得到广泛应用。因此，寻求一种静压法施工的扩大头PHC管桩的制备方法，使扩大头PHC管桩在力学上兼有扩底桩和普通PHC管桩的优点，承载力高，沉降变形小，相同的条件下可减小桩长或桩径，很大程度上降低了工程造价，特别在“上软下硬”地层中，桩端支撑于较硬岩土层，充分发挥了桩端岩土层的承载力，使桩端承载力大幅提高，具有广阔的应用前景和良好的经济效益。

发明内容：

本发明目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种采用静压法施工的扩大头PHC管桩的制备方法，利用焊接于桩端的钢板形成一个扩大头，增大桩端有效支撑面积，并在钢板与桩端的连接处增设加劲肋，提高扩大头的承压强度，从而提高桩端承载力，成为以桩端支撑为主，桩侧摩阻力为辅的端承型摩擦桩（PHC管桩压入1m深度后预先挤开的软弱土体在自重作用下向桩身靠拢，桩侧摩阻力开始发挥作用，但所占比例较小，约为10%左右），提高承载力，减小沉降，相同条件下可减小桩径或桩长，降低工程造价。

为了实现上述目的，本发明的具体制备工艺过程为：

（1）、先根据预应力高强度混凝土管桩单桩的承载力特征值确定钢板的直径和形式；钢板的直径大于预应力高强度混凝土管桩的直径；钢板的结构形式为闭口圆形或开口圆环结构；

（2）、再将钢板与预应力高强度混凝土管桩桩端的钢板通过焊接的方式紧密连接在一起形成扩大头，保证预应力高强度混凝土管桩的横截面形心与钢板的截面形心重合；

（3）、然后将梯形钢板结构的加劲肋分别与钢板和预应力高强度混凝土管桩桩端外侧的钢圈焊接，加劲肋均匀分布在钢板上，加劲肋的数量由钢板的局部承压强度控制；

（4）、预应力高强度混凝土管桩的扩大头安装完毕后，按照静压施工方法进行施工制备得到静压扩大头预应力高强度混凝土管桩，静压施工方法与普通预应力高强度混凝土管桩管桩的静压施工相同。

本发明制备的静压扩大头预应力高强度混凝土管桩的主体结构包括预应力高强度混凝土（PHC）管桩、钢板和加劲肋；预应力高强度混凝土管桩的桩端焊接式制有闭口圆形或开口圆环结构的钢板形成闭口或开口扩大头，增大桩端有效支撑面积；钢板的直径大于预应力高强度混凝土管桩的直径；预应力高强度混凝土管桩的桩端外侧对应钢板处焊接制有加劲肋，用于提高扩大头的承压强度，从而提高预应力高强度混凝土管桩的桩端承载力；加劲肋为与钢板厚度相同的梯形钢板，加劲肋的几何结构不超出钢板的外边缘。

本发明与现有技术相比，其制备过程简便，结构简单，操作方便，工作效率高，成本低，承载力高，沉降小，环境友好。

附图说明：

图1为本发明涉及的闭口扩大头PHC管桩主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的开口扩大头PHC管桩主体结构原理示意图。

图3为本发明涉及的扩大头PHC管桩俯视结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图作进一步说明。

实施例：

本实施例的具体制备工艺过程为：

（2）、先根据预应力高强度混凝土管桩1单桩的承载力特征值确定钢板2的直径和形式；钢板2的直径大于预应力高强度混凝土管桩1的直径；钢板2的结构形式为闭口圆形或开口圆环结构；

（2）、再将钢板2与预应力高强度混凝土管桩1桩端的钢板通过焊接的方式紧密连接在一起形成扩大头，保证预应力高强度混凝土管桩1的横截面形心与钢板2的截面形心重合；

（3）、然后将梯形钢板结构的加劲肋3分别与钢板2和预应力高强度混凝土管桩1桩端外侧的钢圈焊接，加劲肋3均匀分布在钢板2上，加劲肋3的数量由钢板2的局部承压强度控制；