[发明专利]预应力管桩桩底上浮固封装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种预应力管桩桩底上浮固封装置及其控制方法。在东部沿海的广大软黏土地基，预应力管桩在打桩工作完成后容易出现上浮现象，本发明提供了一种固封装置，通过桩靴结合预应力管桩的施工。桩基标高稳定后，利用桩身和桩靴的固有尺寸，使用测绳测量桩身和桩靴的脱开长度，从而评估桩身的上浮程度。再利用桩靴上的留孔灌注水泥砂浆，固封由于桩身上浮产生的空隙，保证低成本的前提下极大的提高桩基使用的安全性。

技术领域

本发明属于桩基施工领域，具体涉及一种预应力管桩桩底上浮固封装置及其控制方法。

背景技术

随着城市发展加速，市政基础设施、桥梁、公用及民用建筑的规模越来越大，特别在我国东南沿海地区，软黏土层深厚，对基础的承载力要求水涨船高。

预应力管桩近年来的使用范围越来越广，这取决于几个优点：1)采用高强钢筋、混凝土，有利于节约材料和能源消耗；2)工程机械化制作桩身，质量有保障且材料损耗小；3)造价省、运输方便、施工方便等。但是，预应力管桩的抗剪能力和抗弯能力差。在施工过程中，易受到挤土效应影响，桩身上浮即为一个重要表现。

由于打桩速度过快，造成土体隆起，已经打入的桩基的标高便会受到影响。通常桩顶标高会达到30cm以上的增加，甚至发生断桩的情况。

而当桩身上浮时，桩身底部与桩端土之间存在较大的空隙，无法发挥出桩端承载力，对于桩基的承载力则产生高估的结果。当受到较大的上部荷载时，会发生过大的沉降，存在极大的安全隐患。

当前对于预应力管桩上浮的处理方法，多采取复打复压等方式。例如《PHC 管桩上浮现象以及处理预防》、《挤土效应引起管桩上浮的检测与处理》等论文中均是通过静压法和锤击法等方式对预应力管桩进行上浮控制的，另外也有改变打桩顺序、控制打桩进度等控制方式。但这些方法法难以保证施工质量，且成本很高，耗时更多，难以广泛的在工程中推广开来。

在此背景下，本发明针对预应力管桩的上浮问题，以低成本、少耗时为原则，提供了更好的解决方案。

发明内容

预应力管桩在施工中，由于挤土效应的存在，容易出现上浮等现象，会给上部结构带来极大的安全隐患。传统解决方法以复打复压为主，成本高、耗时长、质量难以控制。本发明针对上浮引起的底部空隙，采取注浆的方法消除空隙，能更准确测量上浮量，以更少的成本、更少的耗时、更好的效果、更少的耗材克服桩基上浮问题，具有重要的工程意义。

本发明所采用的具体技术方案如下：

预应力管桩桩底上浮固封装置，包括桩靴和预应力管桩的桩身，所述的桩身中空，桩靴分为相互连接的嵌入部分和桩尖部分，嵌入部分装配固定于桩身的内腔底部中，而桩尖部分呈圆锥状且锥顶面环向布设与桩身底面相匹配的预留钢筋，用于连接桩身底部，桩尖部分的最大直径与管桩外径一致；所述嵌入部分预留有轴向和径向的孔道，轴向孔道竖向贯通嵌入部分，径向孔道连通轴向孔道和所述嵌入部分的外表面，用于向桩身与桩靴的潜在脱离间隙中灌注水泥砂浆。本发明中，潜在脱离间隙是指桩身在上浮过程中与桩尖部分的锥顶面之间形成的间隙，但该间隙并不是固定不变存在的，其在桩身打入地基过程中以及桩身尚未上浮前均不存在。

作为优选，所述的嵌入部分进入桩身内腔的深度不小于50cm，以保证两者的接触可靠，有利于顺利注浆。

作为优选，所述的预留钢筋通过焊接或螺栓或其他连接方式与桩身底面连接。

作为优选，所述的嵌入部分横截面与桩身内腔的横截面一致，用于保证浆液不会从两者间的缝隙中溢出。

作为优选，所述的孔道由金属管或塑料管预埋于嵌入部分而形成。

作为优选，所述的径向孔道设置于嵌入部分与桩尖部分相连的底面或底面附近处，使其能够对任意的上浮间隙进行注浆，避免出现注浆死角。