阅读说明：本技术 一种预制管桩的一次沉桩施工方法 (One-time pile sinking construction method for precast tubular pile ) 是由 *** 康明 于 2019-11-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种预制管桩的一次沉桩施工方法,其包括以下步骤：S1、在预制管桩的两端端部安装下钢端板和上钢端板；S2、制作第一折板和第二折板；S3、将预制管桩水平放置在拼装工位上,并在预制管桩上安装第一、第二注浆支管；S4、在预制管桩上安装第一折板和第二折板；S5、将第一、第二注浆支管与第一折板和第二折板相连接,并安装注浆管；S6、利用沉桩设施将预制管桩垂直放置在沉桩工位上,并使第一、第二注浆支管和第一折板和第二折板位于底部；S7、在上钢端板上放置盖板,将传动轴兼注浆管穿过盖板后与注浆管相连接等,本发明能使预制管桩的沉桩、扩底及桩周加固作业一次完成,节省了施工成本,加快施工进度。(The invention discloses a one-time pile sinking construction method of a precast tubular pile, which comprises the following steps of: s1, mounting a lower steel end plate and an upper steel end plate at the end parts of the two ends of the precast tubular pile; s2, manufacturing a first folded plate and a second folded plate; s3, horizontally placing the precast tubular pile on an assembling station, and installing a first grouting branch pipe and a second grouting branch pipe on the precast tubular pile; s4, mounting a first folded plate and a second folded plate on the precast tubular pile; s5, connecting the first grouting branch pipe and the second grouting branch pipe with the first folded plate and the second folded plate, and installing grouting pipes; s6, vertically placing the precast tubular pile on a pile sinking station by using a pile sinking facility, and enabling the first grouting branch pipe, the second grouting branch pipe, the first folded plate and the second folded plate to be positioned at the bottom; s7, placing a cover plate on the upper steel end plate, connecting the transmission shaft and the grouting pipe with the grouting pipe after penetrating through the cover plate, and the like.)

一种预制管桩的一次沉桩施工方法

技术领域

本发明涉及预制管桩的施工方法技术领域，尤其涉及一种预制管桩的一次沉桩施工方法。

背景技术

现有技术中，预制管桩的沉桩施工一般较为单一，无法做到沉桩、扩底及桩周土搅拌加固等一次性完成，因此，预制管桩的沉桩效率低、施工成本高。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种沉桩效率高、施工成本低的预制管桩的一次沉桩施工方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的预制管桩的一次沉桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在预制管桩的两端端部安装下钢端板和上钢端板；

S2、制作第一折板和第二折板；

S3、将所述预制管桩水平放置在拼装工位上，并在所述预制管桩上安装第一、第二注浆支管；

S4、在所述预制管桩上安装所述第一折板和第二折板；

S5、将所述第一、第二注浆支管与所述第一折板和第二折板相连接，并安装注浆管；

S6、利用沉桩设施将所述预制管桩垂直放置在沉桩工位上，并使所述第一、第二注浆支管和第一折板和第二折板位于底部；

S7、在所述上钢端板上放置盖板，将传动轴兼注浆管穿过所述盖板后与所述注浆管相连接；

S8、利用所述传动轴兼注浆管和盖板驱动所述预制管桩旋转向下沉入，同时，通过第一、第二注浆支管向土体注入水泥基浆液，第一折板和第二折板搅拌所述水泥基浆液与预制管桩周围土体混合成为水泥土；

S9、沉入预制管桩至预定深度后再继续旋转压下1-10周，然后使下钢端板、第一折板和第二折板之下形成水泥土的持力墩；

S10、完成预制管桩的沉桩之后，拆除注浆管，移去传动轴兼注浆管和盖板。

进一步地，所述步骤S1中，所述预制管桩的材料为预应力混凝土或钢管混凝土，所述预制管桩的外直径不小于400mm且不大于1500mm，所述预制管桩的内直径不小于其外直径的1/2，所述预制管桩的长度不小于8m且不大于80m；所述下钢端板和上钢端板的材质为低碳钢，所述下钢端板和上钢端板的内外直径与所述预制管桩的内外直径相同，所述下钢端板和上钢端板的厚度不小于18mm且不大于40mm。

进一步地，所述步骤S2中，所述第一折板和第二折板采用低碳钢或低合金钢的矩形钢板制成，每块矩形钢板的宽度不小于预制管桩的内直径且不大于其外直径，每块矩形钢板的长度不小于预制管桩的外直径且不大于3倍外直径，每块矩形钢板的厚度不小于8mm且不大于18mm；

所述第一折板和第二折板的折弯方法包括：将两块矩形钢板以同一方向的对角线为界线各自弯折成双平面，所述第一折板和第二折板的尺寸全等且平面夹角相等，其中，所述第一折板和第二折板的平面的夹角均不小于140°且不大于170°。

进一步地，所述步骤S3中，将第一、第二注浆支管对称设置在所述预制管桩的中心轴两侧，且第一、第二注浆支管固定在所述下钢端板的下表面，第一、第二注浆支管之间经注浆管接口相连接，所述注浆管接口设置于预制管桩的中心轴上；其中，第一、第二注浆支管的长度不小于预制管桩的外直径且不大于3倍外直径，第一、第二注浆支管的内直径不小于20mm且不大于60mm；所述注浆管接口的内直径不小于第一、第二注浆支管的内直径；所述注浆管接口、第一注浆支管、第二注浆支管的材质为低碳钢。

进一步地，所述步骤S4中，将所述第一折板和第二折板关于预制管桩的中心轴对称设置于下钢端板处，其中，第一折板和第二折板靠近所述预制管桩的中心轴具有较小锐角的平面固定焊接于下钢端板的表面，第一折板和第二折板的其余平面翘起，其中，所述第一折板和第二折板翘起平面的短边相互接近。

进一步地，所述步骤S5中，将第一、第二注浆支管分别与所述第一折板和第二折板固定连接，将注浆管穿过所述预制管桩的内孔与注浆管接口相连接，其中，所述注浆管的长度不小于预制管桩的长度，所述注浆管的内直径不小于所述注浆管接口的内直径。

进一步地，所述步骤S7中，所述盖板的材料为低合金钢，其外直径不小于上钢端板的外直径，所述盖板厚度不小于上钢端板的厚度，所述盖板的下表面设置若干凸齿，所述上钢端板的上表面设有若干螺栓孔，所述若干凸齿和若干螺栓孔对应匹配；以及所述盖板的中央设置正多边形孔，传动轴兼注浆管穿过所述正多边形孔后与注浆管相连接。

进一步地，所述步骤S8中，所述水泥基浆液由水和粉状固体胶结材料组成，水和粉状固体胶结材料重量比0.3-0.6；所述水泥基浆液的注浆压力为土层水压力的1.2-3.6倍，传动轴兼注浆管的旋转速度为0.1-1周/分；施加垂直向下的压力为预制管桩极限承载力的0.1-1倍。

本发明的有益效果在于：通过传动轴兼注浆管和盖板驱动预制管桩旋转向下沉入，同时，第一、第二注浆支管向土体注入水泥基浆液，第一折板和第二折板搅拌水泥基浆液与预制管桩周围土体混合成为水泥土，其能使预制管桩的沉桩、扩底及桩周加固作业一次完成，节省了施工成本，加快施工进度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的注浆管接口、第二注浆支管、第一折板和第二折板在预制管桩上的位置分布图；

图2是本发明的预制管桩、注浆管接口、第二注浆支管、第一折板和第二折板在沉桩时的位置分布剖视图；

图3是本发明的图1的仰视图；

图4是本发明的图2的仰视图；

图5是本发明的第一注浆支管的位置分布图；

图6是本发明的盖板和传动轴兼注浆管的位置分布图；

图7是本发明的盖板的结构示意图；

图8是本发明的上钢端板的结构示意图；

图9是本发明的预制管桩的沉桩过程状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-9所示，本发明的预制管桩的一次沉桩施工方法，其包括以下步骤：

S1、在预制管桩1的两端端部安装下钢端板11和上钢端板12；

S2、制作第一折板2和第二折板3；

S3、将预制管桩1水平放置在拼装工位上，并在预制管桩1上安装第一、第二注浆支管(42、43)；

S4、在预制管桩1上安装第一折板2和第二折板3；

S5、将第一、第二注浆支管(42、43)与第一折板2和第二折板3相连接，并安装注浆管4；

S6、利用沉桩设施将预制管桩1垂直放置在沉桩工位上，并使第一、第二注浆支管(42、43)和第一折板2和第二折板3位于底部；

S7、在上钢端板12上放置盖板51，将传动轴兼注浆管52穿过盖板51后与注浆管4相连接；

S8、利用传动轴兼注浆管52和盖板51驱动预制管桩1旋转向下沉入，同时，通过第一、第二注浆支管(42、43)向土体注入水泥基浆液，第一折板2和第二折板3搅拌水泥基浆液与预制管桩1周围土体混合成为水泥土6；

S9、沉入预制管桩1至预定深度后再继续旋转压下1-10周，然后使下钢端板11、第一折板2和第二折板3之下形成水泥土6的持力墩；

S10、完成预制管桩1的沉桩之后，拆除注浆管4，移去传动轴兼注浆管52和盖板51。

具体地，步骤S1中，预制管桩1的材料为预应力混凝土或钢管混凝土，预制管桩1的外直径不小于400mm且不大于1500mm，预制管桩1的内直径不小于其外直径的1/2，预制管桩1的长度不小于8m且不大于80m；下钢端板11和上钢端板12的材质为低碳钢，下钢端板11和上钢端板12的内外直径与预制管桩1的内外直径相同，下钢端板11和上钢端板12的厚度不小于18mm且不大于40mm。

优选地，步骤S2中，第一折板2和第二折板3采用低碳钢或低合金钢的矩形钢板制成，每块矩形钢板的宽度不小于预制管桩1的内直径且不大于其外直径，每块矩形钢板的长度不小于预制管桩1的外直径且不大于3倍外直径，每块矩形钢板的厚度不小于8mm且不大于18mm；

第一折板2和第二折板3的折弯方法包括：将两块矩形钢板以同一方向的对角线为界线各自弯折成双平面，第一折板2和第二折板3的尺寸全等且平面夹角相等，其中，第一折板2和第二折板3的平面的夹角均不小于140°且不大于170°。

进一步地，步骤S3中，将第一、第二注浆支管(42、43)对称设置在预制管桩1的中心轴两侧，且第一、第二注浆支管(42、43)固定在下钢端板11的下表面，第一、第二注浆支管(42、43)之间经注浆管接口41相连接，注浆管接口41设置于预制管桩1的中心轴上；其中，第一、第二注浆支管(42、43)的长度不小于预制管桩1的外直径且不大于3倍外直径，第一、第二注浆支管(42、43)的内直径不小于20mm且不大于60mm；注浆管接口41的内直径不小于第一、第二注浆支管((42、43))的内直径；注浆管接口41、第一注浆支管42、第二注浆支管43的材质为低碳钢。

具体地，步骤S4中，将第一折板2和第二折板3关于预制管桩1的中心轴对称设置于下钢端板11处，其中，第一折板2和第二折板3靠近预制管桩1的中心轴具有较小锐角的平面固定焊接于下钢端板11的表面，第一折板2和第二折板3的其余平面翘起，其中，第一折板2和第二折板3翘起平面的短边相互接近。

本发明的步骤S5中，将第一、第二注浆支管(42、43)分别与第一折板2和第二折板3固定连接，以控制第一折板2和第二折板3翘起平面的角度并增强第一折板2和第二折板3的刚度。将注浆管4穿过预制管桩1的内孔与注浆管接口41相连接，其中，注浆管4的长度不小于预制管桩1的长度，注浆管4的内直径不小于注浆管接口41的内直径。

本发明的步骤S7中，盖板51的材料为低合金钢，其外直径不小于上钢端板12的外直径，盖板51厚度不小于上钢端板12的厚度，盖板51的下表面设置若干凸齿，上钢端板12的上表面设有若干螺栓孔，若干凸齿和若干螺栓孔对应匹配；以及盖板51的中央设置正多边形孔，传动轴兼注浆管52穿过正多边形孔后与注浆管4相连接。

较佳地，步骤S8中，水泥基浆液由水和粉状固体胶结材料组成，水和粉状固体胶结材料重量比0.3-0.6；水泥基浆液的注浆压力为土层水压力的1.2-3.6倍，传动轴兼注浆管52的旋转速度为0.1-1周/分；施加垂直向下的压力为预制管桩1极限承载力的0.1-1倍。

实施例一：

1)、预制管桩1的材料为预应力混凝土，外直径600mm，内直径380mm，长度14m；下钢端板11和上钢端板12设置于预制管桩1的两端，材质为低碳钢，其内外直径同预制管桩1的内外直径，其壁厚不小于18mm。

2)、第一折板2和第二折板3的材料为低合金钢，由两块尺寸全等的矩形钢板制成。每块矩形钢板的宽度400mm，长度900mm，厚度10mm。将2块矩形钢板以同一方向的对角线为界线各自弯折成双平面第一折板2和第二折板3。第一折板2和第二折板3尺寸全等且平面夹角相等，第一折板2或第二折板3的2个平面的夹角不小于150°。

3)、沉桩之前，将预制管桩1水平放置在拼装工位上，将第一、第二注浆支管(42、43)关于预制管桩1的中心轴对称固定焊接于下钢端板11表面，注浆管接口41刚性连接第一、第二注浆支管(42、43)并设置于预制管桩1的中心轴上。第一、第二注浆支管(42、43)的长度770mm，第一、第二注浆支管(42、43)内直径30mm。注浆管接口41的内直径30mm。注浆管接口41、第一注浆支管42、第二注浆支管43的材质为低碳钢。

4)、在预制管桩1水平放置的拼装工位上，将第一折板2或第二折板3关于预制管桩1的中心轴对称设置于下钢端板11处，其中，第一折板2或第二折板3靠近中心轴具有较小锐角的折板平面固定焊接于下钢端板11表面，而另外的折板平面翘起，且第一折板2和第二折板3翘起平面的短边相互接近。

5)、在预制管桩1水平放置的拼装工位上，将第一、第二注浆支管(42、43)分别与第一折板2和第二折板3焊接固定，以控制第一折板2和第二折板3翘起平面的角度并增强第一折板2和第二折板3的刚度。将注浆管4穿过预制管桩1内孔与注浆管接口41连接。注浆管4长度15m，注浆管4的内直径40mm。

6)、利用沉桩设施51将预制管桩1垂直放置在沉桩工位上，下钢端板11为下端，固定焊接于钢端板11表面的第一、第二注浆支管(42、43)以及第一折板2和第二折板3位于其下方。

7)、盖板51的材料为低合金钢，其外直径等于上钢端板12的外直径600mm，其厚度50mm，盖板51的下表面设置14个凸齿，与上钢端板12上表面的14个螺栓孔对应匹配，盖板51中央设置正方形孔可供截面外轮廓为正方形的传动轴兼注浆管52穿过。将盖板51放置在上钢端板12上，使盖板51的下表面的凸齿都***上钢端板12的螺栓孔内。传动轴兼注浆管52穿过盖板51中央的正方形孔,并与注浆管4在预制管桩1上端附近连接。

8)、利用传动轴兼注浆管52和盖板51对上钢端板12施加垂直向下的压力和绕预制管桩1中心轴的旋转力矩，驱动预制管桩1旋转向下沉入，同时，通过第一、第二注浆支管(42、43)向土体注入水泥基浆液，而且，第一折板2和第二折板3搅拌水泥基浆液与预制管桩1周围土体混合成为水泥土6。

9)、水泥基浆液由水和水泥、矿粉、粉煤灰等粉状固体胶结材料组成，水和固体材料重量比0.4。注浆压力为土层水压力的1.5倍，旋转速度0.2周/分。施加垂直向下的压力为预制管桩1极限承载力的0.2倍。

10)、沉入预制管桩1至预定深度后再继续顺时针旋转压下2周，然后，除去桩顶压力、加大注浆压力并降低转速逆时针反转升高至预定深度，使下钢端板11以及第一折板2和第二折板3之下形成水泥土6持力墩。

11)、完成沉入预制管桩1之后，拆除注浆管4，移去传动轴兼注浆管52和盖板51。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。