专利名称：桩的施工方法
技术领域：
本发明涉涉及土木工程中的地基基础领域，本发明特别是涉及桩的施工方法。
本发明的背景在过去，在建筑物的基础施工中，已采用了带支盘的桩的施工技术，该带支盘的桩的的特点在于借助支盘的作用，提高了桩的承载力，但是，由于该桩采用现成浇注混凝上的施工，在含水量较高的地基中，无法确保较高的桩身混凝土的浇注质量，从而无法确保较高的桩身强度，其结果是，桩身的强度对桩的承载力的制约，虽然采用了支盘，但是仍无法充分地发挥支盘的作用。
本发明的内容本发明的目的在于提供一种新的桩的施工方法，该方法能够充分地提高桩身混凝土的质量，并且还可根据土层的性质变化，进行设计施工调整，充分发挥支盘的作用，使桩的承载力大大提高。
为了实现上述目的，本发明采用下述的桩的施工方法，该方法包括下述步骤a)根据要施工的地基的初步勘探结果，进行桩的初步设计，该设计包括桩的支盘的初步设计和桩身的初步设计；b)在地基中设入护壁管，直至规定位置，构成桩孔；c)在沿上述桩孔的纵向的适合部位，制作支盘孔；d)在利用制作上述支盘孔的支盘机对土体进行挤压而制作上述支盘孔的同时，获取支盘孔位的地层土体性质；e)根据上述地层土体性质，对桩的支盘的初步设计和桩身的初步设计进行修定；f)按照上述修定后的支盘的设计，形成支盘；g)对应于上述修定后的桩身设计，进行桩身的施工。
按照上述方案，由于采用护壁管进行施工，可确保干作业施工，确保了桩身的质量和强度，由此，可充分地调动支盘的潜力，使整体的桩的承载力大大提高，另外由于采用动态监测方式进行施工，可确保每根桩的施工质量，使其达到规定要求，也无需补桩，减少灌注桩的施工中的不确定因素，减少，甚至省略了检测环节，减少了检测费用，实现了桩身强度和承载力的可知性，承载力和桩身强度可以在施工中根据情况动态调节。
在上述的桩的施工方法中，在上述步骤g)，对应于上述修定后的桩身设计，采用适合标号的混凝土，进行混凝土桩身的施工。
通过该方案，可采用高标高的混凝土，提高桩身强度。
在上述的桩的施工方法中，在上述步骤f)，对应于上述修定后的桩身设计，采用适合标号的混凝土和钢筋，进行钢筋混凝土桩身的施工。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤f)，对应于上述修定后的桩身设计，采用适合标号的混凝土和预应力钢筋，进行预应力钢筋混凝土桩身的施工。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤c)，护壁管为预应力混凝土管，在该护壁管的底部，即桩的底部，制作支盘孔。
通过该方案，护壁管采用桩身一部分的预应力混凝土管，可提高桩身强度，简化了施工。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤c)，在沿桩的纵向的多个适合部位，分别制作相应的支盘孔。
通过该方案，由制作多个支盘，可增加整个桩的承载力。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤g)，对应于上述修定后的桩身设计，在桩身的制作过程中插入刚性管。
通过该方案，可插入抗压强度较高的刚性管，减少混凝土的浇注量，施工简化，另外也可增加桩身强度。
在上述桩的施工方法中，在不同的桩身节段，插入不同直径的刚性管。
布上述桩的施工方法中，将上述的护壁管作为桩身的一部分，该护壁管采用预应力混凝土管，或钢管。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤b)，在地基中设入底部带桩靴的护壁管，直至规定位置，该桩靴的外径至少大于护壁管的内径，使上述桩靴与上述护壁管的底端脱开一定空间；在上述步骤c)，在护壁管的底部，制作支盘孔。
通过上述方案，由于采用桩靴，故可利用桩靴的导向作用，顺利地设置护壁管，也便于形成支盘机的工作空间。
在上述的方案中，上述桩靴可采用中空的桩靴，该中空的桩靴具有上部的直线段的导向部和底部尖部。
通过上述方案，可将沉渣接纳于上述中空的桩靴内，解决桩的沉渣的问题。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤b)，将中空预制桩体作为护壁管设置于地基中，该中空预制桩体的底端由通过竖向压力较高而侧向压力较低的材料制成的节段形成，以便容易实现侧向挤碎，从上述节段的内部向外施加压力，将其破坏而挤碎，形成桩底端作业空间；在上述步骤c)，在桩底端作业空间，制作支盘孔。
通过上述方案，即可方便实现支盘孔的制作，又可实现桩身和支盘的干作业施工，更加确保了桩身的强度，进一步发挥了支盘的潜力。
在上述施工方法中，在上述步骤b)和步骤c)是连续完成的，即，将中空预制桩体作为扩壁管设置于地基中，该中空预制桩体的底端由通过竖向压力较高而侧向压力较低的材料制成的节段形成，以便容易实现侧向挤碎，从上述节段的内部向外施加压力，将其破坏而挤碎，紧接着制作支盘孔。
通过上述方案，即可方便实现支盘孔的制作，又可实现桩身和支盘的干作业施工，更加确保了桩身的强度，进一步发挥了支盘的潜力。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤b)，将中空预制桩体作为护壁管设置于地基中，该中空预制桩体的底端由通过竖向压力较高而侧向压力较低的材料制成的易碎节段和位于该节段下面的沉碴节段形成，从上述易碎节段的内部向外施加压力，将其破坏而挤碎，形成支盘孔的作业空间；在上述步骤c)，在支盘孔的作业空间，制作支盘孔；在上述步骤f)和g)的支盘和桩身的过程中，混凝土和沉碴位于上述沉碴节段的内部。
通过上述方案，将可挤土沉碴等收集于沉碴节段的内部，不形成桩底虚土层，确保桩的承载力。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤b)，在地基中设入内套有在桩施工完毕后对桩身起约束或增强作用的箍套的护壁管，直至规定位置，构成桩孔，该箍套为由纤维增强的复合材料制成的筒状簿壁部件，在筒状簿壁部件中的与支盘制作位置相对应的预定部位，形成有削弱的部分，以便容易断开或弯曲；在上述步骤c)，在沿上述桩孔的纵向的适合部位，以上述箍套为外套，向外挤压上体，制作支盘孔；在上述步骤g)，对应于上述修定后的桩身设计，将护壁管提出，而将箍套留于桩孔内，在该箍套内浇注混凝土，形成由箍套和混凝土组合成的桩身。
通过上述方案，由于采用构成桩身的外层的筒状簿壁部件，故可以不设置钢筋笼，可提高强混凝土桩身的强度。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤b)，在地基中设入内套有在桩施工完毕后对桩身起约束或增强作用的箍套的护壁管，直至规定位置，构成桩孔，该箍套为由纤维增强的复合材料制成的筒状簿壁部件；在上述步骤c)，在上述箍套的底部的下方空间，向外挤压土体，制作支盘孔；在上述步骤g)，对应于上述修定后的桩身设计，将护壁管提出，而将箍套留于桩孔内，在该箍套内浇注混凝土，形成由箍套和混凝土组合成的桩身。
通过上述方案，由于采用构成桩身的外层的筒状簿壁部件，故可以不设置钢筋笼，可提高混凝上桩身的强度。
在上述桩的施工方法中，在桩身的制作过程中插入由箍套形成的刚性管，然后，将扩壁管提出，而将箍套留下，在该箍套内浇注混凝土，形成由箍套和混凝土组合成的桩身。
在上述桩的施工方法中，在桩身的制作过程中所插入的刚性管采用工字钢、钢管、异型钢管、预应力混凝土管，该刚性管在灌注一部分，或全部混凝土之后插入，也可在该灌注之前插入。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤b)，在地基中通过动力设入底端开口的护壁管，直至规定位置，将护壁管内的孔取出，构成桩孔。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤b)，在地基中设入底端封闭的护壁管，直至规定位置，形成由护壁管护壁的桩孔。
在上述桩的施工方法中，在上述步骤b)，在地基中设入护壁管，直至规定位置是通过预先在地基中形成孔，以该孔为导向而将护壁管设入地基中来完成的，由此形成桩孔。
附图的简要说明
图1a～d为本发明的一个实施例的混凝土桩的施工方法的工序图；图2为本发明的一个实施例的混凝土桩的施工方法所采用另一种桩靴的外形图；图3a～b为本发明的另一个实施例的混凝土桩的施工方法的工序图；图3a’为本发明的另一上述的混凝土桩的施工方法的变换实例的其中一个工序；图3a’为本发明的另一上述的混凝土桩的施工方法的变换实例的另一个工序。
具体实施例方式
如图1a所示，首先，根据要施工的地基的初步勘探结果，进行桩的初步设计，该设计包括桩的支盘的初步设计和桩身的初步设计，然后在预定的地基位置中设入底端带有带有中空的内腔的，尖头桩靴2的护壁管1，直至规定位置，该设入方式可采用打入，振动等方式。在这里应说明的是，如图1a所示，桩靴2顶端的外径可比护壁管3的外径大，以便在由芯杆下压时，形成更大的工作空间，从而有利用放置支盘机6，制作更大直径的支盘。接着，如图1b所示，在将芯杆3插入到护壁管1中，直到底部而与桩靴2接触，在芯杆3的顶部施加压力，将桩靴2下压，形成支盘孔的工作空间4。然后，如图1c所示，通过吊绳5，吊下制作上述支盘孔的支盘机6，利用该支盘机6，即支盘孔的成形器中的弓压机构7，制作支盘孔9，此时，碎土块8会掉入到中空的桩靴2的内腔中，在利用制作上述支盘孔的支盘机6对土体进行挤压而制作上述支盘孔9的同时，获取支盘孔位的地层土体性质，接着，提出支盘机6。之后，根据上述地层土体性质，对桩的支盘的初步设计和桩身的初步设计进行修定，比如，当桩身混凝土标号过低时，增加混凝土的标号，接着，如图1d所示，按照上述修定后的支盘的设计，比如，修定后的支盘混凝土的标号，形成桩端支盘10，对应于上述修定后的桩身设计，比如，修定后的桩身混凝土的标号，进行桩身混凝土12的浇注施工，此时部分混凝土会向下与桩靴2内腔的碎土8混合，在该混凝土12未硬化之前，插入钢筋笼11。另外在浇注桩身混凝土12的同时，可向上提升护壁管3，如果考虑在适合部位制作支盘孔，则将护壁管3停留在该适合部位，利用上述支盘机6，再次制作支盘孔，这样可沿桩的纵向制作多个支盘(图中未示出)。在这里随便说一下，护壁管3也可用作桩的一部分而不抽出，此时仅仅制作桩端支盘10。在本实施例中，也可在图1a的护壁管1的设置过程中，或之后，或在图1c的支盘孔的制作完毕后，设置箍套，该箍套为由纤维增强的复合材料制成的筒状簿壁部件(图中未示出)，在此场合，无需插入图1d的钢筋笼11，直接在上述箍套内浇注混凝土，形成由箍套和混凝土构成的桩身。
也采用图2所示的空心的桩靴2’，以便代替上述图1a所示的步骤中所采用的桩靴2，该桩靴2’具有直线段的导向部13和尖部14。采用该导向部13的作用是使桩靴与桩轴线重合而不使桩偏斜，容纳沉渣，以便解决沉渣、缩径的问题。
作为本发明的另一实施例的混凝土桩的施工方法，如图3a所示，还可采用护壁管3’，其最底端具有沉碴管节段16，在该沉碴管节段16的上方，具有挤扩管节段15，该挤扩管节段15是由容易在通过支盘机6横向施加压力时破碎的材料制成，在将该护壁管3’设置就位后，将支盘机6下到挤扩管节段15的部位，通过支盘机6对该挤扩管节段15的内壁施加挤扩力，将其挤碎，如图3a中的虚线所示，使护壁管3’的上部与沉碴管节段16分离开，接着，如图3b所示，通过吊绳5使支盘机6’就位，此支盘机6’上方具有定位机构17，其可通过将其伸出的壁压靠于护壁管3’的内壁上而实现定位，从而防止在支盘机6’中的弓压机构7工作时，整个支盘机6’上浮，在挤压支盘孔9的过程中，碎土块8会掉入沉碴管节段16中。接着，提出支盘机6’。之后，根据上述地层土体性质，对桩的支盘的初步设计和桩身的初步设计进行修定，比如，当桩身混凝土标号过低时，增加混凝土的标号，接着，如图3c所示，按照上述修定后的支盘的设计，比如，修定后的支盘混凝土的标号，形成桩端支盘，对应于上述修定后的桩身设计，比如，修定后的桩身混凝土的标号，进行桩身混凝土的浇注施工，此时部分混凝上会向下与桩靴2内腔的碎土8混合，在该混凝土未硬化之前，插入钢筋笼11。另外在浇注桩身混凝土的同时，可向上提升护壁管3’。
对于图3a～图3c所示的本发明的另一实施例的混凝土桩的施工方法，也可采用图3a’所示的护壁管3”，其底端仅仅具有挤扩管节段15，该挤扩管节段15是由容易在通过支盘机6横向施加压力时破碎的材料制成，在护壁管3”的底端带有尖端桩靴2，在将该护壁管3”设置就位后，将支盘机6’下到挤扩管节段15的部位，通过支盘机6’对该挤扩管节段15的内壁施加挤扩力，将其挤碎，如图3a’中的虚线所示，该护壁管3”可替代图3a中所示的护壁管3’。另外，也可采用图3c’的步骤，即，根据上述地层土体性质，对桩的支盘的初步设计和桩身的初步设计进行修定，比如，当桩身混凝土标号过低时，增加混凝上的标号，接着，按照上述修定后的支盘的设计，比如，修定后的支盘混凝土的标号，形成桩端支盘，对应于上述修定后的桩身设计，比如，考虑插入预制混凝土管，或钢管18，另外进行桩身混凝土的浇注施工，以便代替图3c的步骤中的通过改变混凝土标号的办法来调整桩身的强度的方式。
权利要求
1.一种桩的施工方法，该方法包括下述步骤a)根据要施工的地基的初步勘探结果，进行桩的初步设计，该设计包括桩的支盘的初步设计和桩身的初步设计；b)在地基中设入护壁管，直至规定位置，构成桩孔；c)在沿上述桩孔的纵向的适合部位，制作支盘孔；d)在利用制作上述支盘孔的支盘机对土体进行挤压而制作上述支盘孔的同时，获取支盘孔位的地层土体性质；e)根据上述地层土体性质，对桩的支盘的初步设计和桩身的初步设计进行修定；f)按照上述修定后的支盘的设计，形成支盘；g)对应于上述修定后的桩身设计，进行桩身的施工。
2.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤g)，对应于上述修定后的桩身设计，采用适合标号的混凝土，进行混凝土桩身的施工。
3.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤f)，对应于上述修定后的桩身设计，采用适合标号的混凝土和钢筋，进行钢筋混凝土桩身的施工。
4.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤f)，对应于上述修定后的桩身设计，采用适合标号的混凝土和预应力钢筋，进行预应力钢筋混凝土桩身的施工。
5.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤c)，护壁管为预应力混凝土管，在该护壁管的底部，即桩的底部，制作支盘孔。
6.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤c)，在沿桩的纵向的多个适合部位，分别制作相应的支盘孔。
7.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤g)，对应于上述修定后的桩身设计，在桩身的制作过程中插入刚性管。
8.根据权利要求7所述的桩的施工方法，其特征在于在不同的桩身节段，插入不同直径的刚性管。
9.根据权利要求7所述的桩的施工方法，其特征在于将上述的护壁管作为桩身的一部分，该护壁管采用预应力混凝土管，或钢管。
10.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)，在地基中设入底部带桩靴的护壁管，直至规定位置，该桩靴的外径至少大于护壁管的内径，使上述桩靴与上述护壁管的底端脱开一定空间，在上述步骤c)，在护壁管的底部，制作支盘孔。
11.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于上述桩靴采用中空的桩靴，该中空的桩靴具有上部的直线段的导向部和底部尖部。
12.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)，将中空预制桩体作为护壁管设置于地基中，该中空预制桩体的底端由通过竖向压力较高而侧向压力较低的材料制成的节段形成，以便容易实现侧向挤碎，从上述节段的内部向外施加压力，将其破坏而挤碎，形成桩底端作业空间；在上述步骤c)，在桩底端作业空间，制作支盘孔。
13.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)和步骤c)是连续完成的，即，将中空预制桩体作为护壁管设置于地基中，该中空预制桩体的底端由通过竖向压力较高而侧向压力较低的材料制成的节段形成，以便容易实现侧向挤碎，从上述节段的内部向外施加压力，将其破坏而挤碎，紧接着制作支盘孔。
14.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)，将中空预制桩体作为护壁管设置于地基中，该中空预制桩体的底端由通过竖向压力较高而侧向压力较低的材料制成的易碎节段和位于该节段下面的沉碴节段形成，从上述易碎节段的内部向外施加压力，将其破坏而挤碎，形成支盘孔的作业空间；在上述步骤c)，在支盘孔的作业空间，制作支盘孔；在上述步骤f)和g)的支盘和桩身的过程中，混凝土和沉碴位于上述沉碴节段的内部。
15.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)，在地基中设入内套有在桩施工完毕后对桩身起约束或增强作用的箍套的护壁管，直至规定位置，构成桩孔，该箍套为由纤维增强的复合材料制成的筒状簿壁部件，在筒状簿壁部件中的与支盘制作位置相对应的预定部位，形成有削弱的部分，以便容易断开或弯曲；在上述步骤c)，在沿上述桩孔的纵向的适合部位，以上述箍套为外套，向外挤压上体，制作支盘孔；在上述步骤g)，对应于上述修定后的桩身设计，将护壁管提出，而将箍套留于桩孔内，在该箍套内浇注混凝土，形成由箍套和混凝土组合成的桩身。
16.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)，在地基中设入内套有在桩施工完毕后对桩身起约束或增强作用的箍套的护壁管，直至规定位置，构成桩孔，该箍套为由纤维增强的复合材料制成的筒状簿壁部件；在上述步骤c)，在上述箍套的底部的下方空间，向外挤压土体，制作支盘孔；在上述步骤g)，对应于上述修定后的桩身设计，将护壁管提出，而将箍套留于桩孔内，在该箍套内浇注混凝土，形成由箍套和混凝土组合成的桩身。
17.根据权利要求7所述的桩的施工方法，其特征在于在桩身的制作过程中插入由箍套形成的刚性管，然后，将护壁管提出，而将箍套留下，在该箍套内浇注混凝土，形成由箍套和混凝土组合成的桩身。
18.根据权利要求7所述的桩的施工方法，其特征在于在桩身的制作过程中所插入的刚性管采用工字钢、钢管、异型钢管、预应力混凝土管。
19.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)，在地基中通过动力设入底端开口的护壁管，直至规定位置，将护壁管内的孔取出，构成桩孔。
20.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)，在地基中设入底端封闭的护壁管，直至规定位置，形成由护壁管护壁的桩孔。
21.根据权利要求1所述的桩的施工方法，其特征在于在上述步骤b)，在地基中设入护壁管，直至规定位置是通过预先在地基中形成孔，以该孔为导向而将护壁管设入地基中来完成的，由此形成桩孔。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种桩的施工方法，该方法可充分地提高桩身混凝土的质量，可根据土层的性质变化，进行设计施工调整，充分发挥支盘的作用，使桩的承载力大大提高。该方法包括下述步骤a)根据地基的初步勘探结果，进行桩的初步设计，该设计包括桩的支盘的桩身的初步设计；b)在地基中设入护壁管，直至规定位置，构成桩孔；c)在沿桩孔的纵向的适合部位，制作支盘孔；d)在利用制作支盘孔的支盘机对土体进行挤压而制作支盘孔的同时，获取支盘孔位的地层土体性质；e)根据地层土体性质，对桩的支盘和桩身的初步设计进行修定；f)按照上述修定后的支盘的设计，形成支盘；g)对应于修定后的桩身设计，进行桩身的施工。
文档编号E02D5/72GK1488819SQ03156360
公开日2004年4月14日 申请日期2003年9月5日 优先权日2003年9月5日
发明者张国梁 申请人:张国梁