一种PHC预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构的制作方法

一种phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构
技术领域
1.本实用新型涉及地基基础工程技术领域，特别涉及一种phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构。


背景技术：

2.在土木工程领域，phc预应力混凝土管桩在软弱地基处理中被广泛使用，但针对桩端持力层埋深较大且复杂多变的地质情况，往往配桩桩长较长、单桩承载力较低、工程造价较大、沉桩风险较高。同时，phc预应力混凝土管桩对桩端持力层要求较高，当持力层埋深较大时，仅能靠增加phc预应力混凝土管桩配桩桩长，以使桩端进入持力层，且无法保证沉桩质量要求。当phc预应力混凝土管桩沉桩完成，将桩顶多余配桩裁至桩顶设计标高后，经常遇到单桩承载力无法达到设计要求的情况，此时已无法进行接桩后复打，只能降低单桩承载力来使用。
3.因此，需要一种能够在保证一定有效桩长的情况下，降低对桩端持力层要求的沉桩结构及工艺，以减小phc预应力混凝土管桩配桩桩长，来达到节约工程造价的目的；同时也需要一种能够对已经沉桩完成的phc预应力混凝土管桩桩底进行加固处理的结构，以达到提高单桩承载力的目的。


技术实现要素：

4.为达到上述目的，本实用新型提供了一种phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构，包括phc预应力混凝土管桩、引孔通道、高压旋喷注浆管、高压旋喷扩大头；所述phc预应力混凝土管桩形状为圆柱体，内部设置有空腔；所述phc预应力混凝土管桩设置于建筑物基础下部的土体中，采用打桩机打入土体；
5.所述引孔通道设置在phc预应力混凝土管桩底部土体中，所述引孔通道采用钻机通过phc预应力混凝土管桩内部空腔对桩底土层引孔形成；所述高压旋喷注浆管穿过phc预应力混凝土管桩内部空腔，进入引孔通道内部，并贯穿整个引孔通道；
6.所述高压旋喷扩大头设置在phc预应力混凝土管桩底部，所述高压旋喷扩大头由高压旋喷钻机通过高压旋喷注浆管由下往上注入的高压旋喷注浆体与phc预应力混凝土管桩底部土体混合制成，凝固后形成高压旋喷扩大头。
7.进一步的，所述phc预应力混凝土管桩外圆周面直径大于或者等于300mm。
8.进一步的，基于承载力要求及高压旋喷扩大头侧面和桩端持力层土性特征要求，所述高压旋喷扩大头大端直径与phc预应力混凝土管桩外圆周面直径之比取值在1～3之间。
9.进一步的，为了增加高压旋喷扩大头与phc预应力混凝土管桩之间的连接强度，所述phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构还包括桩芯填充体，所述桩芯填充体设置在phc预应力混凝土管桩内部空腔中，所述桩芯填充体由高压旋喷钻机通过高压旋喷注浆管注入phc预应力混凝土管桩内部空腔中高压旋喷注浆体和注浆完成后填入phc预应力
混凝土管桩内部空腔中的级配砂石混合制成，凝固后形成桩芯填充体；所述桩芯填充体与高压旋喷扩大头一体浇筑制成。
10.进一步的，为了增加所述phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构的支撑强度，所述phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构还包括砼垫层和承台，所述砼垫层设置在承台下方，所述phc预应力混凝土管桩穿过砼垫层进入承台内部，所述phc预应力混凝土管桩与承台固定连接。
11.进一步的，所述phc高压旋喷注浆管为圆柱形状，内部设置有供高压旋喷注浆钻杆通过的通道。
12.本实用新型专利的有益效果为：本实用新型专利的phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构，通过在phc预应力混凝土管桩底部土体中增加高压旋喷扩大头，可满足和降低对复杂地质条件下桩端持力层的要求，减小phc预应力混凝土管桩配桩桩长，有效降低工程造价；且应用本phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构，能够对已经沉桩完成的phc预应力混凝土管桩桩底进行加固处理，以提高单桩承载力，使得单桩承载力满足设计要求，降低沉桩风险，缩短施工工期，从而达到节能减排、绿色环保的目的。
附图说明
13.图1为phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构专利示意图。
14.图中：1.砼垫层，2.高压旋喷注浆管，3.高压旋喷扩大头，4.承台，5.phc预应力混凝土管桩,6.引孔通道，7.桩芯填充体。
具体实施方式
15.下面结合附图1具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
16.本实施例所述phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构，包括砼垫层1，高压旋喷注浆管2，高压旋喷扩大头3，承台4，phc预应力混凝土管桩5，引孔通道6，桩芯填充体7；
17.所述phc预应力混凝土管桩5形状为圆柱体，直径大于或等于300mm，内部为空腔；所述phc预应力混凝土管桩5设置于建筑物基础下部的土体中，采用打桩机打入土体；
18.所述引孔通道6设置在phc预应力混凝土管桩5底部土体中，所述引孔通道6采用工程钻机(包括潜孔钻机等)通过phc预应力混凝土管桩5内部空腔对桩底土层引孔形成；所述高压旋喷注浆管2为圆柱形状，内部设置有供高压旋喷注浆钻杆通过的通道；所述高压旋喷注浆管2穿过phc预应力混凝土管桩5内部空腔，进入引孔通道6内部，并贯穿整个引孔通道6；
19.所述高压旋喷扩大头3设置在phc预应力混凝土管桩5底部，所述高压旋喷扩大头3由高压旋喷钻机通过高压旋喷注浆管2由下往上注入的高压旋喷注浆体与phc预应力混凝土管桩5底部土体混合制成，凝固后形成高压旋喷扩大头3；
20.所述桩芯填充体7设置在phc预应力混凝土管桩5内部空腔中，所述桩芯填充体7由高压旋喷钻机通过高压旋喷注浆管2注入phc预应力混凝土管桩5内部空腔中高压旋喷注浆
体和注浆完成后填入phc预应力混凝土管桩内部空腔中的级配砂石混合制成，凝固后形成桩芯填充体7，且所述桩芯填充体7与高压旋喷扩大头3一体浇筑制成。
21.经养护待桩芯填充体7和高压旋喷扩大头3强度达到设计要求后，浇筑砼垫层1，并在砼垫层1上浇筑承台4；所述phc预应力混凝土管桩5穿过砼垫层1，并进入承台4内部。
22.本实施例的phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构施工方法如下：
23.(1)测量放线
24.采用rtk或全站仪对施工场地桩位坐标及标高进行测量，确定phc预应力混凝土管桩5的位置和深度；
25.(2)打桩机就位、沉桩
26.调直、调平并稳固打桩机，起吊phc预应力混凝土管桩5插入桩位，调整垂直度，使phc预应力混凝土管桩5、桩锤、桩身中心线应在同一直线上。在phc预应力混凝土管桩5和锤的自重作用下，phc预应力混凝土管桩5会沉入土层0.2～0.5米达到稳定，这时再交叉校正桩的垂直度，保证垂直度偏差不超过0.5％。垂直度的控制主要以吊线锤来控制，桩垂直后才允许正式打桩。为了防止打碎phc预应力混凝土管桩5，在锤与phc预应力混凝土管桩5之间放上缓冲物(如纸板、木板等厚度约为150～200mm)，打桩时宜用重锤低击，低提重打，待phc预应力混凝土管桩5入土达到一定深度时方可正式开锤施打，将phc预应力混凝土管桩5打入预设深度；
27.(3)形成引孔通道6、插入高压旋喷注浆管2
28.调直、调平并稳固工程钻机(包括潜孔钻机等)，保证工程钻机(包括潜孔钻机等)的钻杆中心与phc预应力混凝土管桩5的中心重合，通过phc预应力混凝土管桩5空心部位对桩底土层引孔至设计标高后，拔出钻杆，形成引孔通道6，将高压旋喷注浆管2插入引孔通道6；
29.(4)高压旋喷钻机就位、高压旋喷注浆，形成高压旋喷扩大头3
30.调直、调平并稳固高压旋喷钻机，将高压旋喷钻杆插入高压旋喷注浆管2底部，由下往上开始进行高压旋喷注浆，通过并不断调整调整高压旋喷钻机压力，形成高压旋喷扩大头3；
31.(5)掺入级配砂石混合均匀，制成桩芯填充体7，经自然养护得到高压旋喷扩大头结构3和桩芯填充体7
32.在完成高压旋喷扩大头3的注浆后，继续将高压旋喷注浆体注入phc预应力混凝土管桩5内部，至phc预应力混凝土管桩5桩顶位置后，向phc预应力混凝土管桩5内部空腔加入级配砂石并混合均匀，形成桩芯填充体7；自然养护，待高压旋喷扩大头3和桩芯填充体7强度达到设计值，经检测验收合格后，施工砼垫层1和承台4，得到phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构成品。
33.同时，本实施例的一种phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构，根据实际施工需要既可以采用前述的施工方法，也可以先制成高压旋喷扩大头3，再将phc预应力混凝土管桩5设置在高压旋喷扩大头3上，二者施工方法虽然不一致，但最终制成的均是本实施例的phc预应力混凝土管桩桩底高压旋喷扩大头结构。