一种无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑桩基基础施工技术领域，具体涉及一种无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法。

背景技术

建筑工程被动抗浮设计中，对单桩竖向抗拔承载力要求很好，同时，作为主要锚固件的抗拔桩的抗裂耐久性问题，也一直备受关注。

普通抗拔桩受拉后拉应力区域混凝土容易开裂，使得抗拔桩一直处于带裂缝的状态，而为了控制裂缝，通常的做法是增加受拉钢筋，及时这样也难免有裂缝出现，这种做法既没有充分发挥受拉钢筋的特点，也没有完全根治裂缝的产生，极易使钢筋受到地下水侵蚀，直接影响其耐久性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种可有效提高桩基强度的无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法。

本申请提供了一种无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法，包括如下步骤：

在预设区域钻孔形成桩孔；

制备钢筋笼；所述钢筋笼包括：钢筋笼本体，三个预应力钢铰组件，以及多个桩侧注浆组件；所述三个预应力钢铰组件沿所述钢筋笼本体的内圈圆周等分阵列，所述预应力钢铰组件包括：外套管，多个钢绞线，张拉组件以及固定组件；所述外套管固定在所述钢筋笼本体的内圈，所述多个钢绞线穿设在所述外套管中，且所述钢绞线的两端均外露于所述外套管；所述固定组件设置在所述多个钢绞线外露于所述外套管的一端，并位于所述桩孔的桩底；所述张拉组件设置在所述多个钢绞线外露于所述外套管的另一端，并高于桩孔顶部的撑板；所述多个桩侧注浆组件设置在所述钢筋笼本体的外圈；

起吊钢筋笼至桩孔的上方，调整钢筋笼的垂直度，并将钢筋笼放入到桩孔中；

向所述桩孔中浇筑桩身混凝土；

待桩身混凝土凝固后，通过所述桩侧注浆组件向桩身的侧面注浆；

待桩身混凝土和桩侧注浆凝固且达到设计强度时，张拉一所述外套管中的所述多个钢绞线，并使所述钢绞线的预锁定值达到192KN。

一种实施例中，所述向所述桩孔中浇筑混凝土的步骤中，桩身混凝土的坍落度为180-220mm。

一种实施例中，所述向所述桩孔中浇筑桩身混凝土的步骤中，初始时，混凝土导管的底端距桩孔的桩底的间距为0.3-0.5m；在浇筑过程中，导管埋置在混凝土中的深度在2-6m，且不应小于1m；在浇筑即将结束时，混凝土导管可在埋置小于300mm时上下窜动。

一种实施例中，所述向所述桩孔中浇筑桩身混凝土的步骤中，应在24h后向同一承台下的另一桩孔浇筑桩身混凝土。

一种实施例中，所述待桩身混凝土和桩侧混凝土凝固且达到设计强度时，张拉一所述外套管中的所述多个钢绞线，并使所述钢绞线的预锁定值达到192KN的步骤中，应按照30％-30％-40％逐步进行张拉。

一种实施例中，所述钢筋笼本体包括：多个主筋，螺旋筋，以及多个加强环箍；所述多个主筋依次平行设置，所述螺旋筋通过螺旋缠绕的方式固定在所述多个主筋上，所述多个加强环箍沿所述主筋的长度方向依次设置。

一种实施例中，所述钢筋笼本体还包括设置在各所述主筋上的多个保护层，所述保护层沿所述主筋的长度方向依次等间距。

一种实施例中，所述桩侧注浆组件包括：连接管，多个环状注浆管以及设置在各所述环状注浆管上的多个注浆阀门；所述环状注浆管沿所述钢筋笼本体的高度方向固定在所述钢筋笼本体的外圈，所述连接管用于将所述多个环状注浆管连通。

一种实施例中，所述环状注浆管在距桩底5-10m以上、距桩顶8m以下，每间隔6-12米设置。

依据上述实施例的无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法，通过预应力钢铰组件的设置可有效提高桩基强度，避免桩基混凝土裂缝的产生，提升耐久性。同时，还可有些节约钢筋使用量，节省工程造价，节约工期。

附图说明

图1为本申请提供的无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法的流程图；

图2为本申请提供的无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法中钢筋笼下放至桩孔的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

参见图1和图2所示，本实施例提供了一种无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法，包括如下步骤：

桩孔成型步骤S100，在预设区域钻孔形成桩孔；

其中，预设区域即为成型桩孔的区域，通过对场地平整及测量放线选定预设区域，在护筒埋设完成并经复核验收完成后，旋挖钻机就位，调整钻杆垂直度，然后进行大直径钻斗钻孔，钻孔过程中注入调制好的泥浆。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗开始旋转并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证桩孔孔壁稳定性。通过旋挖钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。

钢筋笼制备步骤S200，如图2所示，钢筋笼100包括：钢筋笼本体10，三个预应力钢铰组件20，以及多个桩侧注浆组件30；三个预应力钢铰组件20沿钢筋笼本体的内圈圆周等分阵列，各预应力钢铰组件20都包括：外套管21，多个钢绞线22，张拉组件23以及固定组件24。外套管21固定在钢筋笼本体10的内圈，多个钢绞线22穿设在外套管21中，且钢绞线22的两端均外露于外套管21。固定组件23设置在各钢绞线22外露于外套管21的一端，并位于桩孔200的桩底；张拉组件24设置在各钢绞线22外露于外套管21的另一端，并高于桩孔200顶部的撑板201。各桩侧注浆组件30设置在钢筋笼本体10的外圈。

本实施例中，外套管21通常采用直径89mm的钢管，钢管壁厚4mm，在每个钢管中穿设有7个钢绞线。

下放钢筋笼步骤S300，起吊钢筋笼100至桩孔200的上方，调整钢筋笼100的垂直度，并将钢筋笼100放入到桩孔200中。

钢筋笼安装采用履带式吊车进行吊装作业，起吊完成后钢筋笼对准桩孔中心放入孔内。为了保证钢筋笼的垂直度，钢筋笼在孔口按桩位中心定位，使其悬吊在孔内。如有超声波检测管应均匀的布置于钢筋笼四周与钢筋笼一起下放，并在施工的过程中要保护好，不能堵塞。

安放钢筋笼时应防止碰撞孔壁，如下放受阻，应查明原因，不得强行下插。一般采用正反旋转，缓慢逐步下入。安装完毕后，经有关人员对钢筋笼的位置、垂直度等全面进行检查验收，合格后才能进行下一步工序的施工。

桩身混凝土浇筑步骤S400，向桩孔200中浇筑桩身混凝土。

其中，桩身混凝土的坍落度为180-220mm。在浇筑桩身混凝土前，应测定桩底沉渣厚度。初始时，混凝土导管的底端距桩孔的桩底的间距为0.3-0.5m；在浇筑过程中，导管埋置在混凝土中的深度在2-6m，且不应小于1m；在浇筑即将结束时，混凝土导管可在埋置小于300mm时上下窜动。

水下浇筑必须连续进行。浇筑中，应注意观察混凝土导管管内混凝土下降和孔内泥浆面变化情况，及时测量孔内混凝土面上升高度、分段计算充盈系数(充盈系数不得小于1)。混凝土导管提升时，不得挂住钢筋笼，可设置防护三角形加筋板或设置锥形法兰护罩。在浇筑将结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。出现混凝土顶升困难时，可以小于300mm的幅度上下串动导管，但不许横向摆动，确保灌注顺利进行。

在浇筑结束时，采用捞样筒捞取混凝土样确定混凝土面高度。考虑到泥浆层的影响，实灌桩顶混凝土面应高于设计桩顶800mm以上，以保证桩顶混凝土质量及不浪费材料。

在施工过程中，要协调混凝土运输和灌注各个工序的合理配合，保证工程桩灌注连续作业和灌注质量。

桩侧混凝土浇筑步骤S500，待桩身混凝土凝固后，通过所述桩侧注浆组件向桩身的侧面注浆。

钢绞线张拉步骤S600，待桩身混凝土和桩侧注浆凝固且达到设计强度时，张拉一所述外套管中的所述多个钢绞线，并使所述钢绞线的预锁定值达到192KN。

所述待桩身混凝土和桩侧注浆凝固且达到设计强度时，张拉一所述外套管中的所述多个钢绞线，并使所述钢绞线的预锁定值达到192KN的步骤中，应按照30％-30％-40％逐步进行张拉，使得钢绞线的预锁定值达到192KN。

本申请中，混凝土材料及配合比如下：

混凝土材料为42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5～0.6。选用搅拌机，搅拌时间不少于3mi n，自制备至用完的时间宜小于4h。

在一实施例中，所述向所述桩孔中浇筑桩身混凝土的步骤中，应在24h后向同一承台下的另一桩孔浇筑桩身混凝土。

本实施例中，在每个转孔浇筑完成后，应在12-24h内采用清洗将喷头重开。浇筑前应将注浆阀进行压水试验，压水试验按照2-3级压力顺次逐渐进行，并有一定的压水时间与压水量。压水量宜为0.6m3，开塞压力宜小于8MPa。压水试验后应立即初注。浇筑应以同一承台下的桩孔为一组，浇筑时应采用低压(低档)水灰比为0.5～0.6左右的水泥浆，复式注浆顺序宜先桩侧后桩端，多断面桩侧注浆应先上后下，桩侧桩端注浆间隔时间不少于2h。桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆。对于群桩注浆宜先外围后内部。后台距离现场桩位越远，注浆压力越大。

一些实施例中，钢筋笼本体10包括：多个主筋，螺旋筋，以及多个加强环箍；各主筋依次平行设置，螺旋筋通过螺旋缠绕的方式固定在各主筋上，多个加强环箍沿主筋的长度方向依次设置。

本实施例中，钢筋笼本体10还包括设置在各所述主筋上的多个保护层，所述保护层沿所述主筋的长度方向依次等间距。

保护层的厚度为70mm，主筋上间隔4m设置一个保护层，保护层为混凝土圆饼，与桩基混凝土同强度，在吊放钢筋笼的过程中，能保护主筋，以保证钢筋笼顺利下放到位。

本实施例中，桩侧注浆组件30包括：连接管，多个环状注浆管31以及设置在各环状注浆管31上的多个注浆阀门32；环状注浆管31通常采用直径32mm的镀锌钢管。环状注浆管31沿钢筋笼本体的高度方向固定在所述钢筋笼本体的外圈，连接管用于将各环状注浆管31连通。

在一实施例中，环状注浆管在距桩底5-10m以上、距桩顶8m以下，每间隔6-12米设置。

综上所述，本申请所提供的无粘结预应力钻孔灌注桩的施工方法，通过预应力钢铰组件的设置可有效提高桩基强度，避免桩基混凝土裂缝的产生，提升耐久性。同时，还可有些节约钢筋使用量，节省工程造价，节约工期。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。