專利名稱：一種輔助phc管樁沉樁的預(yù)制螺旋樁頭及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輔助沉樁的構(gòu)件及施工方法，具體的說，是涉及一種用于預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁(PHC管樁)的輔助沉樁構(gòu)件及施工方法。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁(PHC管樁)是采用先張預(yù)應(yīng)力離心成型工藝，并經(jīng)過10個大氣壓、1800°C左右的蒸汽養(yǎng)護(hù)，制成的一種空心圓筒型混疑土預(yù)制構(gòu)件。由于其單樁承載力高、適用范圍廣、沉樁質(zhì)量可靠和工程造價低等優(yōu)勢在目前的工程實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用。目前PHC管樁的沉樁方式主要有錘擊沉樁和靜壓沉樁兩種方式。錘擊沉樁施工時會有擠土、噪音和振動等公害，對城市中心施工和夜間施工有所限制；而靜壓沉樁所用樁機(jī)較為笨重，機(jī)器行走困難，且會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的擠土效應(yīng)。因此需要設(shè)計新的施工方法解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有PHC管樁沉樁不便、振動嚴(yán)重、噪聲大等技術(shù)問題，提供一種輔助PHC管樁沉樁的預(yù)制螺旋樁頭及施工方法，輔助構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，同時施工方便，可有效降低施工成本。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種輔助PHC管樁沉樁的預(yù)制螺旋樁頭，包括空心結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯，所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯外表面設(shè)置有螺旋葉片，所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯底端設(shè)置有樁尖、頂端設(shè)置有連接段，所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯的空心部分安裝有水管，所述水管底部連接有環(huán)形陣列在所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯壁面上的噴水嘴。所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯的外徑大于PHC管樁的外徑10 20mm。所述連接段上設(shè)置有法蘭盤。一種利用所述預(yù)制螺旋樁頭輔助PHC管樁沉樁的施工方法，按照如下步驟進(jìn)行:(I)將所述預(yù)制螺旋樁頭對準(zhǔn)樁位，施加扭矩將所述預(yù)制螺旋樁頭旋入土體中；(2)將PHC管樁樁段連接到所述預(yù)制螺旋樁頭的連接段上，同時將所述預(yù)制螺旋樁頭的水管連接于注水設(shè)備；(3)施加扭矩將所述PHC管樁旋入土中，同時通過所述注水設(shè)備向所述預(yù)制螺旋樁頭的水管注水，以使所述預(yù)制螺旋樁頭的的噴水嘴向樁側(cè)土體噴水，直至所述PHC管樁下沉就位。本發(fā)明的有益效果是:利用本發(fā)明的預(yù)制螺旋樁頭進(jìn)行輔助PHC管樁沉樁施工，不需要復(fù)雜的機(jī)械，施工方便快捷；不會引起較大的噪音和振動，符合環(huán)保要求；引起的擠土效應(yīng)很小，適用于布樁密集的群樁基礎(chǔ)中；可縮短施工工期，降低工程造價，具有較大的推廣價值。


圖1是本發(fā)明所提供的預(yù)制螺旋樁頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所提供的預(yù)制螺旋樁頭的剖面圖。圖中:1:預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯；2:螺旋葉片；3:樁尖；4:連接段；5:水管；6:噴水嘴。
具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以下實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明公開了一種輔助PHC管樁沉樁的預(yù)制螺旋樁頭，主要由預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯1、螺旋葉片2、樁尖3、連接段4、水管5和噴水嘴6組成。預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I為同PHC管樁一樣的預(yù)制空心結(jié)構(gòu)；當(dāng)前使用的PHC管樁樁徑均為標(biāo)準(zhǔn)樁徑，預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I外徑大于標(biāo)準(zhǔn)樁徑(外徑)10 20mm。預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I的制作方式可以參考PHC管樁的制作方式:按設(shè)計要求進(jìn)行配筋，包括螺旋箍筋和預(yù)應(yīng)力筋，編制鋼筋籠時將樁尖3和連接段4同鋼筋骨架焊接在一起，所用混凝為高強(qiáng)混凝土。澆筑完混凝土后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，然后再離心機(jī)上進(jìn)行離心力搗實(shí)成型，搗實(shí)成型后放入蒸汽室內(nèi)進(jìn)行常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)。螺旋葉片2設(shè)置于預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I外表面，為螺旋線形的、具有特定截面的連續(xù)凸起。螺旋葉片2的螺距為150 300mm，葉片根部厚度為20 50mm，螺紋傾角為30° 50°。螺旋葉片2的存在可以使預(yù)制螺旋樁頭通過施加扭矩的方法旋轉(zhuǎn)置入土體。樁尖3是具有尖端朝下的圓錐形結(jié)構(gòu)，設(shè)置于預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I底端，主要起到輔助沉樁的作用，其材料可以選用混凝土或是金屬。連接段4通常由金屬材料制成，其上安裝有法蘭盤，便于與PHC管樁相連接。水管5安裝在預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I的空心部分中，水管5底部連接有若干噴水嘴
6。噴水嘴6以預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I的豎直軸線為圓心360°環(huán)形陣列，設(shè)置在預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I底部的壁面上。在沉樁過程中，利用水管5和噴水嘴6向樁側(cè)注水，能夠起到潤滑的作用，以減少沉樁過程中樁所受到的土摩擦力。利用上述預(yù)制螺旋樁頭輔助PHC管樁沉樁的施工方法如下:將上述預(yù)制螺旋樁頭對準(zhǔn)樁位，使用卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備對預(yù)制螺旋樁頭施加扭矩將預(yù)制螺旋樁頭旋入土體中。完成預(yù)制螺旋樁頭的沉樁過程后，將PHC管樁樁段連接到預(yù)制螺旋樁頭的連接段4上，同樣利用卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備對PHC管樁樁段施加扭矩，將PHC管樁旋入土體中。由于預(yù)制螺旋樁頭轉(zhuǎn)身直徑大于PHC管樁樁段的樁徑，預(yù)制螺旋樁頭下沉過程中已經(jīng)將土體切開，PHC管樁樁段所承受的土摩擦力大大減小，同樣可以通過施加扭矩的方法完成沉樁。完成預(yù)制螺旋樁頭的沉樁過程后，同時應(yīng)在地面上安置注水設(shè)備，將注水設(shè)備與置于預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯I中的水管5相連。在PHC管樁的沉樁過程中，通過水管5底部的噴水嘴6向樁側(cè)土體噴水，起到潤滑的作用，以減少沉樁過程中樁所受到的土摩擦力。上述沉樁施工方法相對于錘擊沉樁法和靜壓沉樁法施工方便快捷，不會引起噪聲和振動，引起的擠土效應(yīng)較小，是一種有推廣價值的技術(shù)。盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輔助PHC管樁沉樁的預(yù)制螺旋樁頭，其特征在于，包括空心結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯，所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯外表面設(shè)置有螺旋葉片，所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯底端設(shè)置有樁尖、頂端設(shè)置有連接段，所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯的空心部分安裝有水管，所述水管底部連接有環(huán)形陣列在所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯壁面上的噴水嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助PHC管樁沉樁的預(yù)制螺旋樁頭，其特征在于，所述預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯的外徑大于PHC管樁的外徑10 20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助PHC管樁沉樁的預(yù)制螺旋樁頭，其特征在于，所述連接段上設(shè)置有法蘭盤。
4.一種利用如權(quán)利要求1所述預(yù)制螺旋樁頭輔助PHC管樁沉樁的施工方法，其特征在于，按照如下步驟進(jìn)行: (1)將所述預(yù)制螺旋樁頭對準(zhǔn)樁位，施加扭矩將所述預(yù)制螺旋樁頭旋入土體中； (2)將PHC管樁樁段連接到所述預(yù)制螺旋樁頭的連接段上，同時將所述預(yù)制螺旋樁頭的水管連接于注水設(shè)備； (3)施加扭矩將所述PHC管樁旋入土中，同時通過所述注水設(shè)備向所述預(yù)制螺旋樁頭的水管注水，以使所述預(yù)制螺旋樁頭的的噴水嘴向樁側(cè)土體噴水，直至所述PHC管樁下沉就位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輔助PHC管樁沉樁的預(yù)制螺旋樁頭及施工方法，預(yù)制螺旋樁頭包括空心結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯，預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯外表面設(shè)置有螺旋葉片，底端設(shè)置有樁尖、頂端設(shè)置有連接段，預(yù)應(yīng)力混凝土樁芯的空心部分安裝有底部連接噴水嘴的水管；施工方法是先施加扭矩將預(yù)制螺旋樁頭旋入土體中；再將PHC管樁樁段與預(yù)制螺旋樁頭連接，并施加扭矩將PHC管樁旋入土中，同時通過注水設(shè)備向水管注水，以使噴水嘴向樁側(cè)土體噴水。本發(fā)明的預(yù)制螺旋樁頭結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，施工方法不需要復(fù)雜的機(jī)械，方便快捷；不會引起較大的噪音和振動；引起的擠土效應(yīng)很小，適用于布樁密集的群樁基礎(chǔ)中；可縮短施工工期，降低工程造價。
文檔編號E02D5/58GK103195055SQ201310115790
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者丁紅巖, 朱奇, 張浦陽 申請人:天津大學(xué)