一种管桩的沉桩方法

技术领域

本发明涉及管桩沉桩的技术领域，具体涉及一种管桩的沉桩方法。

背景技术

在需要冬季施工或在环保要求较严格的地区进行光伏项目建设时，一般可选用预应力混凝土管桩。

现有的预应力混凝土管桩的沉桩方法中，混凝土管桩在碎石、砂砾石地层中沉桩较困难，一般均需全长引孔，孔径较桩径大100～150mm，孔底回填砂层，将桩体插入后填充水泥砂浆或其他回填料。

上述预应力混凝土管桩的沉桩方法，工序复杂，在待改进之处。

发明内容

为了简化沉桩工序，降低沉桩施工的成本，本发明提供一种管桩的沉桩方法。

本发明所提供的一种管桩的沉桩方法，采用如下的技术方案：

一种管桩的沉桩方法，所述方法包括以下步骤：

S1、自地表向地层开设桩孔；

S2、向所述桩孔注入填料，所述填料的体积足以使其在所述管桩沉入所述桩孔的底部后从所述桩孔中溢出；

S3、将所述管桩沉入至所述桩孔底部，所述填料从所述桩孔内溢出；

S4、待所述填料凝固，沉桩完成。

可选的，所述填料的体积足以使其在所述管桩沉入所述桩孔的过程中均匀地从所述桩孔中溢出。

可选的，所述步骤S3在所述填料初凝前实施。

可选的，所述方法还包括：S301、所述填料自所述桩孔内溢出，所述填料初凝后，所述填料终凝前，所述管桩保持竖直。

可选的，所述管桩凭借自身重力保持竖直。

可选的，所述方法还包括：S5、沉桩完成后，挖开部分所述填料，以检验所述填料的均匀性和完整性。

可选的，所述管桩插入所述桩孔的一端固定连接有桩端封堵，所述桩端封堵封闭所述管桩插入所述桩孔的一端。

可选的，所述桩孔的直径与所述桩孔的直径之比介于1:1.02～1:1.05之间。

可选的，所述填料包括水泥砂浆。

可选的，所述水泥砂浆为和易性良好的水泥砂浆。

如上所述，本发明的一种管桩的沉桩方法，至少具有以下有益效果：

1、通过先向桩孔内注入填料，后将管桩沉入桩孔内挤压填料的方式，将管桩沉入桩孔内，填料被管桩挤压而从桩孔内溢出，避免了外购回填料，克服了现有的现有预应力混凝土管桩的沉桩方法土方作业面积过大，外购回填料价格昂贵，土建施工费用过高的缺陷。

2、填料先于管桩注入桩孔内，桩孔底部不需要再铺设砂土垫层，管桩沉入桩孔内的一端还通过桩端封堵进行封堵，避免了填料涌入管桩内的情形，使得本发明提供的管桩的沉桩方法简化了沉桩作业的施工工序，有利于提高沉桩作业整体的施工效率。

3、管桩沉入至桩孔底部后，管桩露出桩孔外的部分无需通过支架辅助其保持竖直，管桩自身通过重力即可保持竖直状态，使得沉桩作业的施工工序进一步得到简化。

附图说明

图1是本发明实施例用于体现现有预应力混凝土管桩的沉桩方法的示意图。

图2是本发明实施例用于体现管桩的沉桩方法工艺流程的流程图。

图3是本发明实施例用于展示步骤S1的示意图。

图4是本发明实施例用于展示步骤S2的示意图。

图5是本发明实施例用于展示步骤S3、S4的示意图。

附图标记：1、地层；2、桩孔；3、管桩；4、填料；5、砂土垫层；6、桩端封堵。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图1是现有预应力混凝土管桩的沉桩方法的示意图，该方法是先自地表向地层1开设一个桩孔2。桩孔2需要根据管桩3的长度进行全长引孔，但全长引孔的桩孔2的孔底易呈钟形或存在虚土，实际孔长比管桩3设计的入土深度长，因此孔底还回填一部分砂土，形成砂土垫层5，以克服全长引孔的缺陷。

然后将管桩3沉入桩孔2中，并且在地表和管桩3露出桩孔2外的部分之间安装支架，以将管桩3临时固定，辅助管桩3保持竖直，避免后续向桩孔2内注入填料4时，填料4挤压管桩3造成管桩3倾斜的情况。

最后向桩孔2内注入填料4，将填料4振捣密实，待填料4凝固后即完成沉桩。

上述方法工序复杂，此外还需要回填砂土或注入大量填料4、产生的废弃土方较多，导致土建成本和环境成本均较高。

请参照图2，本发明提供的一种沉桩方法，包括如下步骤：

S1、自地表向地层1开设桩孔2；

S2、向桩孔2注入填料4，填料4的体积足以使其在管桩3沉入桩孔2的底部后从桩孔2中溢出；

S3、将管桩3沉入至桩孔2底部，填料4从桩孔2内溢出；

S4、待填料4凝固，沉桩完成。

具体的，对于步骤S1，桩孔2的直径应当与管桩3的直径相适应。桩孔2的直径越大，挖出的废弃土方量越大，运输成本、环境成本越高。桩孔2的直径越小，管桩3挤压填料4时所需要的力越大，反而加大了施工难度。因此，本实施例中，桩孔2的直径与管桩3的直径之比介于1:1.02～1:1.05之间，作为优选的，桩孔2的直径与管桩3的直径之比可以是1:1.02、1:1.03以及1:1.05。

对于步骤S2，填料4可以是和易性较好的水泥砂浆、和易性较好的细石混凝土或其他和易性较好的填料4。

和易性较好的填料4流动性好，管桩3沉入桩孔2内时的阻力更小，并且填料4更容易充满管桩3和桩孔2之间的空间，填料4内部也不易有空气留存。作为优选的，本实施例中，填料4选用和易性较好的水泥砂浆。

对于步骤S3，管桩3沉入桩孔2内时将填料4向管桩3和桩孔2之间的空间挤压，填料4的体积足以使其在管桩3沉入桩孔2底部后从桩孔2中溢出，当管桩3沉入桩孔2底部时，部分填料4溢出至桩孔2外部，有利于保证填料4充满管桩3与桩孔2之间的空间。

管桩3挤压填料4的过程中，填料4内部不可避免地存在空气，空气在填料4凝固后形成空腔，影响填料4凝固后的强度。为了减少填料4内部的空气，将填料4的体积进一步地设置为：填料4的体积足以使其在管桩3沉入桩孔2的过程中均匀的从桩孔2中溢出。即，填料4刚开始从桩孔2中溢出时，溢出的同时排出填料4内的空气，当填料4开始均匀地从桩孔2中溢出时，表明填料4内的大部分空气被排出，使得填料4在凝固后的强度更好。

由于本发明的管桩3的沉桩方法采用水泥砂浆、细石混凝土或其他和易性较好的材料作为填料4，在管桩3沉入桩孔2的过程中，如果填料4逐渐凝固，填料4的可塑性会降低，使得管桩3在桩孔2中继续下沉的难度加大，影响沉桩作业整体的效率。因此，为了保证沉桩作业整体的效率，步骤S3应当在填料4初凝前实施。

填料4初凝指的是填料4开始凝固，开始逐渐失去可塑性的时间点。填料4初凝的时间可以通过调整材料的配比进行调整。填料4初凝的时间过长，则会导致填料4终凝的时间延长，进而导致沉桩作业整体的效率下降。因此，为了保证沉桩作业整体的效率，需要根据管桩3沉入桩孔2底部的时间选择合适的填料4初凝的时间。作为优选的，本实施例中填料4初凝的时间为四小时。

填料4初凝后、终凝前，管桩3应当保持竖直，以保证管桩3在使用的过程中能够良好地负担承载功能。在现有的预应力混凝土管桩的沉桩方法中，由于回填的填料4会挤压管桩3，易导致管桩3倾斜，因此管桩3沉入预定位置后需要通过安装支架的方法辅助管桩3保持竖直。

本发明的管桩的沉桩方法还包括步骤S301、填料4自桩孔2内溢出后，管桩3凭借重力保持竖直。

具体的，本发明的管桩3的沉桩方法中，填料4先注入桩孔2后再进行沉桩，管桩3挤压填料4使填料4从桩孔2内溢出，因此不需要安装支架辅助管桩3保持竖直，管桩3自身凭借重力即可保持竖直。与现有的预应力混凝土管桩的沉桩方法相比，本发明的管桩的沉桩方法不需要安装支架辅助管桩3保持竖直，简化了施工工序，有利于提高沉桩作业整体的效率。

管桩3为两端开口的中空结构，管桩3沉入桩孔2并挤压填料4的过程中，填料4易从桩孔2内涌入管桩3内部，一方面易导致填料4不能够从桩孔2中溢出，另一方面还易造成填料4的浪费。为了避免填料4从桩孔2内涌入管桩3内部，本发明的管桩的沉桩方法中，管桩3沉入桩孔2的一端安装有桩端封堵6，桩端封堵6封闭管桩3沉入桩孔2内的一端。

具体的，本实施例中，桩端封堵6采用软木塞，软木塞具有吸水膨胀的特性，当带有软木塞的管桩3沉入桩孔2底部时，软木塞吸收填料4内的水分膨胀，将管桩3沉入桩孔2内的一端封堵得更加严密。并且软木塞的成本较低，使用软木塞作为桩端封堵6，有利于降低沉桩作业整体的成本。

更具体的，现有的预应力混凝土管桩的沉桩方法中，由于采用全长引孔，孔底易形成钟形或存在虚土，实际孔深比管桩3设计入土深度长，故其桩孔2底部需要铺设砂土垫层5。而本发明的管桩的沉桩方法中利用软木塞取代砂土垫层5，并且填料4先于管桩3注入桩孔2内，待管桩3沉入至设计入土深度并且填料4凝固后，管桩3仍可良好地负担承载功能。并且由于不设置砂土垫层5，本发明的管桩的沉桩方法无需外购砂土，进一步降低了沉桩作业的成本，还可以有效地减少扬尘的产生，环保效果较好。

为了保证沉桩作业整体的施工质量，本发明的管桩的沉桩方法还包括步骤S5、沉桩完成后，挖开部分填料4，以检验填料4的均匀性和完整性。

具体的，填料4的均匀性和完整性对于沉桩作业的施工质量有较大的影响，在填料4凝固后，有必要对填料4的均匀性和完整性进行检查。步骤S5即采用挖开法对填料4的均匀性，对沉桩作业整体的施工工艺作出评价。

更具体的，步骤S5不必对沉桩作业中的每一根管桩3进行检验，采用抽样检查的方式，选取部分管桩3进行检验，即可对沉桩作业整体的施工工艺作出评价。

需要说明的是，本发明的管桩的沉桩方法适用于各种类型的地层1，尤其适用于无法直接锤击或静压沉桩的碎石、砂卵石地层1。并且由于采用和易性较好的材料作的填料4，使得管桩3和填料4能够与地层1紧密结合，使得本发明提供的管桩3的沉桩方法能够适用于冻胀性地层1等对管桩3抗拔承载力要求较高的地层1。

综上所述，本发明提供的管桩的沉桩方法，通过先向桩孔2内注入填料4，后将管桩3沉入桩孔2内挤压填料4的方式，将管桩3沉入桩孔2内。

其中，填料4被管桩3挤压而从桩孔2内溢出，桩孔2与管桩3之间的空间不需要回填，避免了外购回填料，克服了现有的现有预应力混凝土管桩的沉桩方法土方作业面积过大，外购回填料价格昂贵，土建施工费用过高的缺陷。

填料4先于管桩3注入桩孔2内，桩孔2底部不需要再铺设砂土垫层5，管桩3沉入桩孔2内的一端还通过桩端封堵6进行封堵，避免了填料4涌入管桩3内的情形。因此，本发明提供的管桩的沉桩方法简化了沉桩作业的施工工序，有利于提高沉桩作业整体的施工效率。

并且，管桩3沉入至桩孔2底部后，管桩3露出桩孔2外的部分无需通过支架辅助其保持竖直，管桩3自身通过重力即可保持竖直状态，使得沉桩作业的施工工序进一步得到简化。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。