[发明专利]一种新型预制可排水管桩及其制备施工方法

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程领域，尤其涉及到预应力混凝土管桩领域，具体说来是一种新型预制可排水管桩及其制备施工方法。

背景技术

近年来随着我国经济的飞速发展，围海造地工程，码头堆场工程，高速公路修建工程规模数量都急剧增加，而这一类沿海、沿湖、沿江工程中遇到的软土问题成为了工程建设中不得不面对的难题。目前我国主要的软土地基处理方法有：排水固结法，强夯法，石灰桩法，振冲置换法，加筋土法，沉管碎石桩法等。然而对于一些较为深厚的软土层，以上处理方法均很难达到预期的处理效果。

预应力管桩因其工业化生产程度高，自身强度大，穿透力强，单桩承载力高，施工周期短，对环境影响小，造价低等优点被广泛运用于深厚软土地基处理中，经济社会效益显著。然而预应力管桩作为一种预制桩打入土体来处理软土地基仍然存在一些问题，具体表现为以下几个方面：(1)，预应力管桩沉桩过程中，桩身占据了其位置空间上土体的原有空间，尤其当桩周为饱和软土时，挤土效应明显，易造成其周围土体破坏，局部隆起等现象；(2)，预应力管桩沉桩过程中，桩周土体被压密挤开，造成相邻被打入桩体发生较大竖向和水平位移，严重的话甚至会导致桩身折断；(3)，预应力管桩沉桩过程中引起的超静孔隙水压力值较大，有时甚至超过了上覆应力且消散缓慢。许多学者基于此研发出了一系列新型排水管桩，如：专利号201110123235.6中梅国雄教授等研发的一种自适应减压排水管桩；专利号201020649772.5中徐小庆等研发的一种排水管桩；专利号201510150002.3中唐晓武等研发了一种能排水并增大摩阻力的预制管桩。此类新型管桩都是通过在桩身侧壁预留横向孔洞来提供排水路径，然而在现场实际的排水过程中土颗粒会进入排水通道堵塞预设的排水路径，实际地基效果并不理想。鉴于以上问题，一种减缓挤土效应，加快超静孔隙水压力消散的新型管桩亟待开发。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型预制可排水管桩及其制备施工方法来减缓沉桩过程中的挤土效应，加快孔隙水压力消散以及桩间土体固结。为了达到上述目的，本发明包括：预制管桩桩身，桩表面纵向和横向的预留凹槽，透水混凝土层，相应的管桩端板等。

作为优选所述的新型预制可排水管桩由预制混凝土管桩桩身，桩身纵向和横向的预留凹槽，透水混凝土层，相应的管桩端板等组成，其桩身外壁相关位置预留有纵向和横向的凹槽，槽宽为50-150mm，槽深为10-20mm。

作为优选所述的纵向凹槽与桩身等长，横向凹槽为圆环形，环绕桩身外壁，横向凹槽其设计标高可根据土层实际情况定位设计，本案列中设置在桩身纵向四等分线处。

作为优选所述的预留凹槽内由透水混凝土填充塞满，透水混凝土由80％粒径为1.25-2.5mm的骨料，20％粒径为2.5-5mm的骨料拌制而成，水灰比为0.3并适量添加了早强剂和减水剂。

作为优选所述的管桩端板其与桩身凹槽对应位置留有稍大尺寸的空孔，空孔内填充有透水土工织物，管桩端板外侧设铁丝网密封固定土工布。

通过以上技术方案，本发明的有益之处有：

1，向预制管桩桩身侧壁纵向和横向相关位置预留的宽50-150mm，深10-20mm的凹槽内填充透水混凝土为桩间土体孔隙水的排出提供了通道，可加快孔隙水压力的消散以及桩间土体固结，有效减缓挤土效应。

2，本发明可避免压桩过程中孔隙水压力升高导致桩周土体隆起的现象。同时可以减小相邻桩体之间竖向和水平位移，避免因邻近桩体沉桩造成的桩端悬空，桩位偏移，桩身折断等现象。

3，本发明可有效提高桩间土体的力学性能以及桩基的承载力，减小工后沉降和负摩阻力。

4，本发明所述的横向环桩预留凹槽可根据土层实际情况定位，灵活机动，切实有效。

5，本发明设计的管桩端板通过在与桩身排水通道对应位置的空孔填入透水土工织物并用铁丝网封堵，可保证接桩后排水通道畅通，实际排水效果好。

6，本发明提供的一种新型预制可排水管桩结构简单，可工厂化生产，施工效率高，环境影响小，地基处理效果好，社会经济效益显著。

附图说明

图1是本发明一种新型预制可排水管桩的桩壁构造图。

图2时本发明一种新型预制可排水管桩A-A位置的剖面图。

图3是本发明一种新型预制可排水管桩B-B位置的剖面图。

图4是本发明设计的相应管桩端板平面图。

图5是本发明设计的管桩端板预留空孔的平面图。

图6是本发明设计的管桩端板预留空孔内塞透水土工布后的平面图。