專利名稱：同步注漿靜壓預(yù)制樁沉樁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域鋼筋混凝土預(yù)制樁沉樁施工方法。
背景技術(shù)：
鋼筋混凝土預(yù)制樁及其靜力壓樁法因其無噪聲、無振動(dòng)、施工速度快、樁身質(zhì)量可靠， 在我國軟土地區(qū)多層建筑和高層建筑中較為廣泛地得到應(yīng)用，近年來，隨著在北方地區(qū)推廣應(yīng) 用中，發(fā)現(xiàn)靜壓樁很難穿越河湖交互沉積相中的中等厚度砂層和硬土層，壓樁力小時(shí)，樁壓 不下去，增大壓樁力，樁身容易折斷；采用目前常用的輔助沉樁方法如沖水法和掏土法，又 降低了靜壓樁的擠密效果；當(dāng)樁端進(jìn)入砂層持力層時(shí)，因砂層的"強(qiáng)化"和"松弛"效應(yīng)， 加壓使端阻力很高，卸載后，端阻力隨之降低，這帶來承載力不穩(wěn)定和施工質(zhì)量不易控制兩 大問題。有時(shí)為了克服以上缺點(diǎn)改用鉆孔灌注樁和后壓漿灌注樁，但灌注樁在砂土地層中也 不容易鉆進(jìn)，常出現(xiàn)卡鉆、掉鉆；孔壁不易保持，容易塌孔，給灌注樁造成縮徑、夾泥、離 析、斷樁等病害，使樁身質(zhì)量無法保j正；而且最主要的是灌注樁在,孔過程中，不僅無擠土 效應(yīng)，樁周泥皮過厚易降低樁側(cè)阻，而且無法消除砂土液化和黃土的濕陷性；后壓漿灌注樁 雖然可以消除灌注樁的樁底沉渣隱患，提高灌注樁的承載力和滿足變形，但灌注樁的承載力 遠(yuǎn)低于樁身承載力，造成巨大的浪費(fèi)。
公開號(hào)為CN1143137A的專利公開了鋼筋混凝土預(yù)制樁端部注槳法，樁端到設(shè)計(jì)深度后， 通過實(shí)心樁預(yù)留注槳管對(duì)樁端部壓力注槳，壓樁和注槳分兩步進(jìn)行，此方法采用的注槳壓力 較大，只加固樁端土，不加固樁側(cè)土。
公開號(hào)為CN1335434A的專利公開了鋼筋混凝土預(yù)制樁高壓噴漿沉樁工藝，水泥漿通過管 路到樁端，對(duì)樁端土體進(jìn)行高壓噴入，臨時(shí)增大被壓土體的水壓力提高土體的壓縮性，使樁 進(jìn)入到預(yù)定深度，采用的水泥漿水灰比0.25—5;樁尖的構(gòu)造為厚壁管狀鋼管噴漿器，頭部封 閉圓錐狀，管壁上開若干噴漿孔，注漿壓力高壓0.5Mpa~50 MPa，注漿壓力較高，噴漿孔 容易被堵塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種同步注漿靜壓預(yù)制樁沉樁方法，克服靜壓樁沉樁困難的缺點(diǎn)， 應(yīng)用該方法既能減少動(dòng)態(tài)壓樁阻力、提高壓樁效率，還能提高后期樁側(cè)阻力和樁端阻力，從 而在保證壓樁入土深度和樁身質(zhì)量下，減少壓樁機(jī)噸位，提高施工效率，從而擴(kuò)大了靜壓樁 的應(yīng)用范圍，降低工程造價(jià)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的同步注漿靜壓預(yù)制樁沉樁方法，包括帶有注漿裝置的樁尖、預(yù)制 樁中預(yù)埋或安裝注漿導(dǎo)管、樁頂注漿i管通過注漿管與注漿泵相連，利用靜壓樁機(jī)對(duì)帶有注 漿裝置的靜壓樁施壓，在樁尖入土后，注漿、靜壓，其特征在于 a、預(yù)先配制兩種漿液(以下原料按照重量份配制)
側(cè)樁注漿液水1份，水泥0.5 3份，膨潤土0.1 0.2份，緩凝劑0.05份，均勻攪拌；
樁端注漿液水1份，水泥l(xiāng)份；
b、靜壓樁和注漿兩步工藝時(shí)同操作；在壓樁過程中同時(shí)注入側(cè)樁注漿液，樁尖達(dá)到設(shè)計(jì) 深度后，對(duì)樁端再繼續(xù)注入樁端注漿液，使樁端形成注漿擴(kuò)大頭；注漿壓力lMPa 5MPa。
樁尖的結(jié)構(gòu)為混凝土錐形樁尖，樁尖側(cè)壁預(yù)留開口向上注漿孔，注漿孔出口向上與水 平面夾角呈20。 25° ，樁尖錐角為6(T 。
導(dǎo)漿管或預(yù)埋在實(shí)心預(yù)制樁的中心，或預(yù)埋在空心預(yù)制樁管壁內(nèi)，或安裝于空心預(yù)制樁 空腔內(nèi)。 ' '
與背景技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果
一是將靜壓預(yù)制樁和注漿技術(shù)相結(jié)合，在同樣壓樁入土深度和樁身質(zhì)量下，實(shí)現(xiàn)了降低 沉樁時(shí)的動(dòng)態(tài)貫入阻力和沉樁結(jié)束后提高樁的承載力兩個(gè)目的，同時(shí)加固了樁側(cè)土和樁端土， 從而拓寬了靜壓樁的應(yīng)用范圍，提高了靜壓樁的效能，減少壓樁機(jī)壓樁噸位，降低投資，縮 短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。
二是充分利用了預(yù)制樁樁身質(zhì)量可靠，克服了灌注樁樁身容易出現(xiàn)縮頸、離析、夾泥和 斷樁等缺點(diǎn)。樁端注漿對(duì)以砂層作為持力層產(chǎn)生的"松弛"效應(yīng)有一定的改進(jìn)作用；樁側(cè)注 漿在一定程度上克服了目前靜壓樁常用的輔助沉樁措施——沖水法和陶土法的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了 樁間土的擠密效果，從而在一定程度上減弱樁長范圍內(nèi)的黃土的濕陷性和砂土液化。
三是利用漿液固化的時(shí)效特點(diǎn)及辨的承載特性，對(duì)樁側(cè)和樁端采用不同配比的水泥注漿
液，利用漿液的固化時(shí)效特點(diǎn)使樁側(cè)注漿液凝固前具有流動(dòng)性和潤滑性，提高靜壓樁穿透砂 層和硬土層的能力，滿足減少沉樁阻力的目的；沉樁后，漿液凝固后的強(qiáng)度又比樁周土強(qiáng)度 高很多。例如在沉樁時(shí)，注漿液采用水灰比為l: 1的水泥漿，另添加10%膨潤土和適當(dāng)?shù)木?凝劑，黏度為21s,密度1. 56g/W，初凝時(shí)間7h24min，結(jié)石率91%，'14d抗壓強(qiáng)度2. 88MPa。 樁端到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，對(duì)樁端采用水灰比為l: l純水泥漿，繼續(xù)注漿，使樁端形成擴(kuò)大頭， 提高樁端承載力。
四是本發(fā)明樁尖為側(cè)壁帶開口向上注漿孔的混凝土樁尖，可以實(shí)現(xiàn)樁側(cè)和樁端連續(xù)注漿， 操作簡單方便，而且不易阻塞注槳孔，使注漿可以在沉樁不同階段得以順利實(shí)施。樁下沉過 程中，漿液可以均勻地分布在樁與樁周土之間，使樁周可以形成一個(gè)泥漿薄膜。樁到達(dá)設(shè)計(jì) 深度后，使樁端可以形成包裹樁尖的擴(kuò)大頭。
五是本發(fā)明擴(kuò)大了靜壓樁的應(yīng)用范圍，降低了工程造價(jià)，適合黃土、硬質(zhì)粉質(zhì)粘土、硬 質(zhì)粉土，粉細(xì)沙、砂礫層使用。


圖1是同步注漿靜壓預(yù)制樁中心導(dǎo)漿施工工藝設(shè)備布置連接示意圖，
圖2是同步注漿靜壓預(yù)制樁管壁導(dǎo)漿施工工藝設(shè)備布置連接示意圖， 圖3中心導(dǎo)漿樁尖結(jié)構(gòu)示意圖， 圖4中心導(dǎo)漿四棱錐體樁尖俯視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖5中心導(dǎo)漿圓錐體樁尖俯視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖6管壁導(dǎo)漿樁尖側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖7管壁導(dǎo)漿圓錐體樁尖俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)施方法
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。圖中l(wèi)-預(yù)制樁，2 —樁尖，3 —注漿分叉管，4一注漿孔，5 一箍筋，6 —縱向鋼筋，7 —樁尖注漿套管，8 —注漿管，9一注漿壓力表，10 —注漿泵，11 — 貯漿罐，12 —漿液攪拌機(jī),13-注漿導(dǎo)，。
實(shí)施例l:在壓樁前，先配置好注漿液，
側(cè)樁注漿液水1份，水泥1份，膨潤土0.1 0.2份，緩凝劑0.05份，均勻攪拌； 樁端注漿液水1份，水泥l(xiāng)份；
然后開始?jí)簶叮轨o壓樁機(jī)就位、調(diào)平；采用靜壓機(jī)將帶有注漿孔2，樁尖l，和注漿導(dǎo)管5 的預(yù)制混凝土方樁或管樁4壓入地下，當(dāng)樁尖壓入土中l(wèi) 2m后，啟動(dòng)注漿泵開始注側(cè)樁 注漿液，實(shí)行邊注漿邊壓樁，在預(yù)制樁壓入過程中注漿的漿液量必須能包裹樁身形成一定厚 度的泥漿膜；預(yù)制樁壓入到設(shè)計(jì)深度后繼續(xù)壓漿，樁端注漿液，直到預(yù)制樁注漿量達(dá)設(shè)計(jì)注 漿量或一定壓力時(shí)停止注漿，使樁端能形成一定的擴(kuò)大頭，注漿結(jié)束。
參照附圖l、圖3和圖4，同步注漿靜壓預(yù)制樁裝置有由預(yù)制樁l、樁尖2、注漿導(dǎo)管13、 樁尖注漿套管7、注漿分叉管3、注衆(zhòng)'孔4、注漿管8、注漿壓力表9、'注漿泵10、貯漿罐11、 漿液攪拌機(jī)12構(gòu)成。注漿導(dǎo)管13預(yù)埋在實(shí)心預(yù)制混凝土方樁的中心或安置在空心預(yù)制混凝 土管樁的空心內(nèi)腔中，注漿導(dǎo)管13可以采用鋼管或耐壓PVC管，在預(yù)制樁兩端有一定的預(yù) 留長度，上端依次連接注漿壓力表9、注漿泵10、貯漿罐11和漿液攪拌機(jī)12。下端通過導(dǎo) 漿分叉管3在樁尖錐壁形成注槳孔，注漿孔出口向上與水平面呈20。 25°角，導(dǎo)漿分叉管 采用6'鋼管，在樁尖平面內(nèi)均勻?qū)ΨQ分布，澆鑄在錐角為60。的混凝土預(yù)制樁尖內(nèi)，預(yù)制 樁尖要與樁徑和外形相匹配。樁尖的結(jié)構(gòu)可以是圖4所示四棱錐體樁尖，也可以是圖5所示 圓錐體樁尖。
實(shí)施例2:在壓樁前，先配置好注漿液，
側(cè)樁注漿液水1份，水泥2份，膨潤土0.1 0.2份，緩凝劑0.03份，均勻攪拌； 樁端注漿液水1份，水泥l(xiāng)份；， 、
然后開始?jí)簶?，使靜壓樁機(jī)就位、調(diào)平；采用靜壓機(jī)將帶有注漿孔2樁尖1和注漿導(dǎo)管5 的預(yù)制混凝土樁或管樁4壓入地下，當(dāng)樁尖壓入土中l(wèi) 2m后，啟動(dòng)注漿泵開始注漿，注入側(cè) 樁注漿液漿，實(shí)行邊注漿邊壓樁，在預(yù)制樁壓入過程中注漿的漿液量必須能包裹樁身形成一 定厚度的泥漿膜；預(yù)制樁壓入到設(shè)計(jì)深度后繼續(xù)壓漿，樁端注漿液，注入直到預(yù)制樁注漿量 達(dá)設(shè)計(jì)注漿量或一定壓力時(shí)停止注漿，使樁端能形成一定的擴(kuò)大頭，注漿結(jié)束。
參照附圖2、圖6和圖7，注漿導(dǎo)管13預(yù)埋在預(yù)制混凝土管樁的管壁內(nèi)，采用6'鋼管，可 以同時(shí)代替預(yù)制樁的縱向鋼筋。三根注漿導(dǎo)管在注漿管壁內(nèi)呈等邊三角形布置，兩端預(yù)留一 定長度，在樁端的一側(cè)三根導(dǎo)管同時(shí)向管壁圓心彎曲交于一點(diǎn)，點(diǎn)焊在一起，然后把導(dǎo)管繼 續(xù)向?qū)?cè)向上彎曲，使其于垂直預(yù)制樁軸心線的平面呈20。 25°角，澆鑄混凝土形成錐角 為60°角的預(yù)制樁尖。
權(quán)利要求
1、同步注漿靜壓預(yù)制樁沉樁方法，包括帶有注漿裝置的樁尖、預(yù)制樁中預(yù)埋或安裝注漿導(dǎo)管、樁頂注漿導(dǎo)管通過注漿管與注漿泵相連，利用靜壓樁機(jī)對(duì)帶有注漿裝置的靜壓樁施壓，在樁尖入土后，注漿、靜壓，其特征在于a、預(yù)先配制兩種漿液(以下原料按照重量份配制)側(cè)樁注漿液水1份，水泥0.5～3份，膨潤土0.1～0.2份，緩凝劑0.05份，均勻攪拌；樁端注漿液水1份，水泥1份；b、靜壓樁和注漿兩步工藝時(shí)同操作；在壓樁過程中同時(shí)注入側(cè)樁注漿液，樁尖達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，對(duì)樁端再繼續(xù)注入樁端注漿液，使樁端形成注漿擴(kuò)大頭；注漿壓力1MPa～5MPa。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述同步注漿靜壓預(yù)制樁沉樁方法，其特征在于樁尖的結(jié)構(gòu)為混 凝土錐形樁尖，樁尖側(cè)壁預(yù)留開口向上注漿孔，注漿孔出口向上與水平面夾角呈2(T 25° ， 樁尖錐角為6(T 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述、同步注漿靜壓預(yù)制樁沉樁方法，其特征在于導(dǎo)漿管或預(yù)埋在實(shí)心預(yù)制樁的中心，或預(yù)埋在空心預(yù)制樁管壁內(nèi)，或安裝于空心預(yù)制樁空腔內(nèi)。
全文摘要
同步注漿靜壓預(yù)制樁沉樁方法，屬于建筑領(lǐng)域鋼筋混凝土預(yù)制樁沉樁施工技術(shù)領(lǐng)域，主要技術(shù)特征是預(yù)先配制兩種漿液，靜壓樁和注漿兩步工藝同時(shí)操作；在壓樁過程中同時(shí)注入側(cè)樁注漿液，樁尖達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，對(duì)樁端再繼續(xù)注入樁端注漿液，使樁端形成注漿擴(kuò)大頭；本發(fā)明樁側(cè)和樁端注液一次完成，降低施工成本，提高了施工質(zhì)量；克服靜壓樁沉樁困難的缺點(diǎn)，應(yīng)用該方法既能減少動(dòng)態(tài)壓樁阻力、提高壓樁效率，還能提高后期樁側(cè)阻力和樁端阻力，從而在保證壓樁入土深度和樁身質(zhì)量下，減少壓樁機(jī)噸位，提高施工效率，從而擴(kuò)大了靜壓樁的應(yīng)用范圍，降低工程造價(jià)。
文檔編號(hào)E02D7/26GK101182716SQ20071018537
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者李建軍, 梁仁旺 申請人:中北大學(xué)