內鉆振動大直徑PHC管樁的沉樁方法與流程

本發明涉及土木工程技術領域，具體來說是一種內鉆振動大直徑PHC管樁的沉樁方法。

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背景技術：
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PHC管樁，全稱為預應力高強混凝土管樁，是專業工廠里采用先張法預應力和離心成型工藝，經過蒸壓養護而制成的一種管樁。

隨著城市的高速擴張，高速鐵路、高速公路、港口碼頭、跨海大橋等基礎設施建設的大規模開展，由于PHC混凝土預制樁安裝快捷、方便，質量穩定，節省施工時間等優點，在當今的運用越來越廣。據報道，2011年我國PHC管樁產量達到3.5億米。

目前沉PHC管樁的主要方法如下：

⑴壓入法。如靜壓樁機靠自身重力將預制樁壓入地下。它優點是靜音環保，但有設備龐大笨重的缺點，在硬層特別是中粗砂以上的土層壓入樁很困難。

⑵打入法。用柴油錘或液壓錘打擊沉入。它優點是效率高，但缺點是噪音、振動大，且在中粗砂以上的土層打入樁很困難。

⑶植入法。這方法國外用的較多，在國內施工不多。它是先用鉆機鉆孔，在孔內灌注水泥漿，再將預制樁植入孔內。它優點是非擠土且環保，但缺點是施工效率較低，且在寒冷天氣由于凍漿無法施工。

⑷中掘法。這方法是日本人發明的，它特別適用于大直徑的預制樁的施工。優點是非擠土且環保，但缺點是設備系統龐大、設備和施工成本高、效率低。

⑸振動法。這方法利用振動使樁土阻力減小，在重力作用下達到沉樁目的。它優點是設備簡單，施工效率高，但有振動影響，且一般不能沉入強風化以上的土層。

當今，PHC混凝土預制樁管樁用在大型工程的基礎方面越來越多，而大型工程的基礎樁往往需要大直徑PHC管樁，要將大直徑PHC管樁沉入土層、特別是沉入中粗砂以上的土層用現有的方法是很困難的，且成本高、效率低。

比如我國專利CN200410061106.9公開了一種新型PHC樁及水沖氣舉靜壓沉樁法，平時采用壓入法沉樁，在樁尖沉達砂或碎卵石層時，通過輸入高壓水和壓縮空氣沖刷砂或碎卵石層形成砂石混合水并將其排出，這種方法注水及注氣壓力很難控制，難以保證施工質量且會造成樁頭處泥漿水四處飛濺。又如我國專利CN201310340797.5公開了一種PHC管樁及其沉樁方法，通過其承載力較高的PHC管樁設計，可以打入密實的砂層和強風化巖層。但是其通過錘擊進行沉樁，噪音振動較大，根據打樁的完成情況和地面的松軟程度等要對樁端進行不同處理且需要事先進行引孔，不夠簡便且降低了工作效率。

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技術實現要素：
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本發明的目的在于解決現有技術的不足，提供一種內鉆振動大直徑PHC管樁的沉樁方法，針對大直徑管樁中空特點結合振動樁錘和鉆機施工方法，充分發揮各自優點，合理進行施工作業。它既利用鉆機在管樁內取土，減小樁端阻力，又利用振動減小樁土阻力，結合兩機作用來達到沉樁目的。

為了實現上述目的，設計一種內鉆振動大直徑PHC管樁的沉樁方法，包括免共振中孔振動錘、管樁夾具、長螺旋鉆機、鉆桿和樁架，其特征在于沉樁方法具體如下：

a.上移鉆機和中孔振動錘，使中孔振動錘的夾具下端離地距離比樁長高；

b.用吊機或用樁架副吊將管內插有鉆桿的管樁喂進夾具里，下移中孔振動錘,使鉆桿接頭伸出中孔振動錘,夾具夾緊管樁；

c.下移鉆機，使鉆機接頭與鉆桿接頭連接；

d.對準樁位，調整豎直度；

e.開啟振動錘，下沉管樁，再開啟鉆機，樁管內取土排土；

f.管樁下沉至標高處，停止中孔振動錘振動，繼續鉆機轉動排土，直至鉆頭鉆進管樁內孔底部時停止鉆機轉動；

g.卸掉鉆機與鉆桿的連接及松開夾具，上移鉆機和中孔振動錘，使夾具下端口離鉆桿接頭大于管樁長度的距離；

h.將第二節內插有鉆桿的管樁再喂進夾具里，下移中孔振動錘,夾具夾緊管樁；

i.先使第二節管樁里的鉆桿與第一節管樁里的鉆桿和鉆機接頭連接，再下移第二節管樁與第一節管樁連接；

j.開啟振動錘，下沉管樁，再開啟鉆機、樁管內取土排土；

k.管樁下沉至新標高處停止中孔振動錘振動，繼續使鉆機邊轉動邊上移鉆機排土，直至新接上的鉆桿下端接頭從第2節管樁口出來時，鉆機停止轉動，用凹型板將樁管里的第一節鉆桿固定在樁管口；

l.用吊車或樁架副吊繩索吊住原被接上的第一節鉆桿，卸掉該鉆桿與鉆機和第一節鉆桿的連接，將該鉆桿吊走；

m.下移鉆機，使鉆機接頭與第一節鉆桿上接頭連接，使鉆機邊轉動邊上移鉆機排土，直至鉆桿從樁管里全部出來，用吊車或樁架副吊繩索吊住第一節鉆桿，卸掉該鉆桿與鉆機的連接，將該鉆桿吊走；

n.松開夾具，上移中孔振動錘，完成共2節管樁的振沉。

所述的步驟e能替換為:先開啟鉆機轉動取土排土、再開啟振動錘下沉管樁或鉆機轉動取土排土和振動錘振動沉管交替進行。

所述的步驟j能替換為:先開啟鉆機轉動取土排土、再開啟振動錘下沉管樁或鉆機移動取土排土和振動錘振動沉管交替進行。

若加接3節、4節管樁，則重復步驟g-步驟n。

本發明同現有技術相比，其優點在于：

1.可運用于任何土層，即可在流砂、淤泥、砂卵石及易塌孔和地下承壓水地質下順利地完成沉樁；

2.無“共振”危害，護壁、取土同時進行，沉樁效率高；

3.鉆機取土僅取管樁內孔里的土，屬部分取土。既能保證足夠的側摩阻力，又減小全擠土帶來的不利影響；

4.不需泥漿等，施工既文明干潔又不受天氣影響。

[附圖說明]

圖1是使用本方法發明進行沉樁工作的裝置的結構示意圖；

圖2是免共振中孔振動錘和管樁夾具的結構示意圖；

圖中：1.履帶樁架 2.長螺旋鉆機 3.鉆桿 4.PHC管樁 5.免共振中孔振動錘 6.管樁夾具。

[具體實施方式]

下面結合附圖對本發明作進一步說明，這種內鉆振動大直徑PHC管樁的沉樁方法的原理對本專業的人來說是非常清楚的。

所述的內鉆振動大直徑PHC管樁的沉樁方法，包括免共振中孔振動錘、管樁夾具、長螺旋鉆機、鉆桿和樁架，其特征在于沉樁方法具體如下：

a.上移鉆機和中孔振動錘，使中孔振動錘的夾具下端離地距離比樁長高；

b.用吊機或用樁架副吊將管內插有鉆桿的管樁喂進夾具里，下移中孔振動錘,使鉆桿接頭伸出中孔振動錘,夾具夾緊管樁；

c.下移鉆機，使鉆機接頭與鉆桿接頭連接；

d.對準樁位，調整豎直度；

e.開啟振動錘，下沉管樁，再開啟鉆機，樁管內取土排土，也可先開啟鉆機轉動取土排土、再開啟振動錘下沉管樁或鉆機轉動取土排土和振動錘振動沉管交替進行。

f.管樁下沉至標高處，停止中孔振動錘振動，繼續鉆機轉動排土，直至鉆頭鉆進管樁內孔底部時停止鉆機轉動；

g.卸掉鉆機與鉆桿的連接及松開夾具，上移鉆機和中孔振動錘，使夾具下端口離鉆桿接頭大于管樁長度的距離；

h.將第二節內插有鉆桿的管樁再喂進夾具里，下移中孔振動錘,夾具夾緊管樁；

i.先使第二節管樁里的鉆桿與第一節管樁里的鉆桿和鉆機接頭連接，再下移第二節管樁與第一節管樁連接；

j.開啟振動錘，下沉管樁，再開啟鉆機、樁管內取土排土，也可先開啟鉆機轉動取土排土、再開啟振動錘下沉管樁或鉆機移動取土排土和振動錘振動沉管交替進行。

k.管樁下沉至新標高處停止中孔振動錘振動，繼續使鉆機邊轉動邊上移鉆機排土，直至新接上的鉆桿下端接頭從第2節管樁口出來時，鉆機停止轉動，用凹型板將樁管里的第一節鉆桿固定在樁管口；

l.用吊車或樁架副吊繩索吊住原被接上的第一節鉆桿，卸掉該鉆桿與鉆機和第一節鉆桿的連接，將該鉆桿吊走；

m.下移鉆機，使鉆機接頭與第一節鉆桿上接頭連接，使鉆機邊轉動邊上移鉆機排土，直至鉆桿從樁管里全部出來，用吊車或樁架副吊繩索吊住第一節鉆桿，卸掉該鉆桿與鉆機的連接，將該鉆桿吊走；

n.松開夾具，上移中孔振動錘，完成共2節管樁的振沉。

若加接3節、4節管樁，則重復步驟g-步驟n。