本發(fā)明涉及建筑施工領(lǐng)域，尤其涉及管樁及其施工方法。

背景技術(shù)：

錐型管樁，相對(duì)于傳統(tǒng)管樁，其與土體的接觸面更大，可以增大管樁側(cè)摩阻力，同時(shí)由于土體在錐面上存在一個(gè)垂直與錐面的支撐力，使錐型管樁具有更高的單位承載力，但是因?yàn)殄F度的存在也會(huì)導(dǎo)致樁長(zhǎng)不足而影響對(duì)地基的處理深度。

螺紋樁在沉樁過(guò)程中無(wú)振動(dòng)、施工簡(jiǎn)便快捷，單樁承載力較傳統(tǒng)管樁大大提高，在相同承載力要求下可節(jié)材40％以上，適于傳統(tǒng)管樁不適宜的坍塌、擴(kuò)縮徑、流沙等復(fù)雜地質(zhì)的土層等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于工程中。

此外，現(xiàn)有的管樁在沉樁過(guò)程會(huì)產(chǎn)生明顯的擠土效應(yīng)，會(huì)造成鄰近建筑物的不均勻沉降，且沉樁時(shí)產(chǎn)生過(guò)高的超孔隙水壓力，會(huì)對(duì)地基的承載力產(chǎn)生一定的影響。理論分析與室內(nèi)試驗(yàn)證明，通過(guò)樁身開(kāi)孔，小孔處會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與徑向應(yīng)力相反的應(yīng)力，能有效減小管樁在沉樁過(guò)程中的應(yīng)力增量，從而減小樁周土體的徑向位移以及超孔隙水壓力的最大值，最終達(dá)到加速超孔隙水壓力的消散，減少由沉樁擠土效應(yīng)造成的沉樁事故的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁及其施工方法，不僅能很好的解決了錐型管樁樁長(zhǎng)不足的缺點(diǎn)，還可以大大提高管樁的單樁承載力，并且可以通過(guò)圓形小孔釋放沉樁時(shí)產(chǎn)生的超孔隙水壓力，具有沉樁影響小、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁，包括樁身和圓形小孔，所述樁身包括相連接的錐型管樁段與圓柱螺紋管樁段，所述圓柱螺紋管樁段設(shè)置于所述錐型管樁段位于的下方，所述錐型管樁段的上端外徑大于錐型管樁段的下端外徑，所述錐型管樁段的下端外徑與所述圓柱螺紋管樁段的外徑一致，所述樁身沿著樁身軸向間隔開(kāi)設(shè)若干所述圓形小孔。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，在圓柱螺紋管樁段上，所述圓形小孔為一排設(shè)置于圓柱螺紋管樁段上相鄰螺牙之間的對(duì)穿孔，每組所述對(duì)穿孔包括兩個(gè)圓形小孔，兩個(gè)圓形小孔斜向上設(shè)置或者斜向下設(shè)置。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，在錐型管樁段上，所述圓形小孔為一排設(shè)置于錐型管樁段的對(duì)穿孔，所述圓形小孔在錐型管樁段上的設(shè)置方式與圓柱螺紋管樁段上一致。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，圓柱螺紋管樁段上的對(duì)穿孔與錐型管樁段上的對(duì)穿孔位于同一豎直平面上。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，圓柱螺紋管樁段上的對(duì)穿孔與錐型管樁段上的對(duì)穿孔沿樁身軸向等間距設(shè)置。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，所述錐型管樁段上的圓形小孔與螺紋管樁段上圓形小孔的開(kāi)孔孔徑一致。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，所述圓柱螺紋管樁段的長(zhǎng)度是所述錐型管樁段長(zhǎng)度的2-5倍。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種如上所述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁的施工方法，包括如下步驟：

根據(jù)樁基施工范圍內(nèi)各土層的厚度及承載力，選取合適的螺紋厚度、螺距、管徑、壁厚、孔徑以及樁長(zhǎng)值，預(yù)制一個(gè)如上所述的有孔錐型-螺紋組合管樁；

通過(guò)測(cè)量?jī)x器確定地面標(biāo)高，計(jì)算出樁底標(biāo)高，然后定出樁心點(diǎn)，標(biāo)記出下端圓柱螺紋管樁段外徑在地面上的投影面；

利用吊機(jī)將預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁吊起，將其準(zhǔn)確放置于地面標(biāo)記位置；

操作靜力壓樁機(jī)，將其巨型帶鉤鋼爪打開(kāi)，放下至錐型管樁段最上面一對(duì)圓形小孔處，然后收縮將有孔錐型-螺紋組合管樁夾緊，開(kāi)啟靜力壓樁機(jī)中旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)功能，使整個(gè)預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁轉(zhuǎn)動(dòng)；

采用這種旋轉(zhuǎn)沉樁方式，樁身不斷下沉，在此過(guò)程中，土中泥沙、水通過(guò)圓形小孔流入預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁的內(nèi)腔，當(dāng)樁體到達(dá)一定深度時(shí)，間歇一段時(shí)間，然后使用泵將預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁的內(nèi)腔中的泥沙、水抽出，以降低超孔隙水壓力；

當(dāng)樁身壓入預(yù)定深度后，停止施工，打開(kāi)帶鉤鋼爪，收起旋轉(zhuǎn)裝置，完成沉樁過(guò)程，施工完畢。

由以上公開(kāi)的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明提供的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁及其施工方法，在樁身開(kāi)孔即所述樁身沿著樁身軸向間隔開(kāi)設(shè)若干所述圓形小孔，能使管樁沉樁過(guò)程中擠土效應(yīng)產(chǎn)生的泥沙、水主動(dòng)進(jìn)入管樁內(nèi)腔，充分利用管樁空腔的聚水作用，然后利用水泵將空腔內(nèi)的泥沙、水抽出，從而有效加速超孔隙水壓力的消散，減小最大超孔隙水壓力值。同時(shí)，會(huì)在樁身開(kāi)孔處產(chǎn)生一個(gè)與土體徑向應(yīng)力相反的應(yīng)力增量，該應(yīng)力增量能夠降低沉樁過(guò)程中土體的應(yīng)力和徑向位移，減輕靜壓沉樁對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，并可以有效地控制地基沉降變形。

(2)本發(fā)明提供的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁及其施工方法，樁身中采用圓柱螺紋管樁段，在沉樁過(guò)程中樁側(cè)土體受到擠壓加密作用，相鄰螺牙間被土體填充，增大了螺牙與土的機(jī)械咬合作用力；沉樁完成后部分土體形成螺紋，而樁側(cè)土體形成螺母，樁體螺紋與樁側(cè)土緊密咬合，增大了側(cè)向剪切應(yīng)力，從而大大提高了管樁的單樁承載力，可以適于傳統(tǒng)管樁不適宜的坍塌、擴(kuò)縮徑、流沙等復(fù)雜地質(zhì)的土層等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于工程中。

(3)本發(fā)明提供的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁及其施工方法，樁身中采用錐型管樁段，相同的土質(zhì)條件下，漸縮型的錐型管樁段增大了管樁與土體的接觸面，從而增大了其側(cè)摩阻力；同時(shí)，由于錐度的存在，使得土體在錐面上存在一個(gè)垂直與錐面的支撐力，使有孔錐型-螺紋組合管樁在承受上部荷載時(shí)能具有更高的單位承載力。

(4)本發(fā)明提供的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁及其施工方法，樁身采用上方錐型管樁段與下方螺紋管樁段相組合的形式，不會(huì)因?yàn)殄F度的存在導(dǎo)致樁長(zhǎng)不足而影響對(duì)地基的處理深度，能很好的解決了錐型管樁樁長(zhǎng)不足的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為發(fā)明一實(shí)施例的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的中心剖示圖(箭頭為本實(shí)施例中對(duì)穿孔的對(duì)穿方向)。

圖3為圖1的橫切面a-a剖面示意圖。

圖4為圖1的橫切面b-b剖面示意圖。

圖5為圖1的橫切面c-c剖面示意圖。

圖6為本發(fā)明的施工示意圖。

圖中：1-錐型管樁段、2-圓柱螺紋管樁段、3-小孔、4-螺牙、5-靜力壓樁機(jī)、51-帶鉤鋼爪。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面的說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。以下將由所列舉之實(shí)施例結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及特征。需另外說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。為敘述方便，下文中所述的“上”、“下”與附圖的上、下的方向一致，但這不能成為本發(fā)明技術(shù)方案的限制。

請(qǐng)參閱圖1至圖6，本實(shí)施例公開(kāi)了一種預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁，所述樁身包括相連接的錐型管樁段1與圓柱螺紋管樁段2，所述圓柱螺紋管樁段2設(shè)置于所述錐型管樁段1位于的下方，所述錐型管樁段1的上端外徑大于錐型管樁段1的下端外徑，所述錐型管樁段1的下端外徑與所述圓柱螺紋管樁段2的外徑一致，所述樁身沿著樁身軸向間隔開(kāi)設(shè)若干所述圓形小孔3。

本實(shí)施例公開(kāi)的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁具有如下效果：

其一，在樁身開(kāi)孔即所述樁身沿著樁身軸向間隔開(kāi)設(shè)若干所述圓形小孔3，能使管樁沉樁過(guò)程中擠土效應(yīng)產(chǎn)生的泥沙、水主動(dòng)進(jìn)入管樁內(nèi)腔，充分利用管樁空腔的聚水作用，然后利用水泵將空腔內(nèi)的泥沙、水抽出，從而有效加速超孔隙水壓力的消散，減小最大超孔隙水壓力值；同時(shí)，會(huì)在樁身開(kāi)孔處產(chǎn)生一個(gè)與土體徑向應(yīng)力相反的應(yīng)力增量，該應(yīng)力增量能夠降低沉樁過(guò)程中土體的應(yīng)力和徑向位移，減輕靜壓沉樁對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，并可以有效地控制地基沉降變形。

其二，樁身采用圓柱螺紋管樁段2，圓柱螺紋管樁段2運(yùn)用了“螺絲釘比釘子牢固”的機(jī)理，在沉樁過(guò)程中，由于土體的擠壓密實(shí)，相鄰螺牙4間被土體填充，增大了螺牙與土的機(jī)械咬合作用力；沉樁完成后部分土體形成螺紋，而樁側(cè)土體形成螺母，樁體螺紋與樁側(cè)土緊密咬合，增大了側(cè)向剪切應(yīng)力，從而大大提高了管樁的單樁承載力，可以適于傳統(tǒng)管樁不適宜的坍塌、擴(kuò)縮徑、流沙等復(fù)雜地質(zhì)的土層等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于工程中。

其三，樁身中采用錐型管樁段1，相同的土質(zhì)條件下，漸縮型的錐型管樁段1增大了管樁與土體的接觸面，從而增大了其側(cè)摩阻力；同時(shí)，由于錐度的存在，使得土體在錐面上存在一個(gè)垂直與錐面的支撐力，使有孔錐型-螺紋組合管樁在承受上部荷載時(shí)能具有更高的單位承載力。

其四，樁身采用上方錐型管樁段1與下方螺紋管樁段2相組合的形式，不會(huì)因?yàn)殄F度的存在導(dǎo)致樁長(zhǎng)不足而影響對(duì)地基的處理深度，能很好的解決了錐型管樁樁長(zhǎng)不足的缺點(diǎn)。下方螺紋管樁段相組合

在圖3中，δ表示螺紋厚度，m表示螺距；在圖4、5中，圓孔處虛線代表截面此處未開(kāi)孔，但在其上、下一定距離開(kāi)孔，d表示螺紋外徑，d表示圓柱螺紋管樁段2主管外徑，d內(nèi)表示圓柱螺紋管樁段2主管內(nèi)徑，d’表示錐型管樁段1外徑，d內(nèi)’表示錐型管樁段1內(nèi)徑。

為了使得管樁外的自由泥沙、水均衡的流入管樁內(nèi)腔，優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，在圓柱螺紋管樁段2上，所述小孔3為一排設(shè)置于圓柱螺紋管樁段2上相鄰螺牙4之間的對(duì)穿孔，每組所述對(duì)穿孔包括兩個(gè)圓形小孔，兩個(gè)圓形小孔斜向上設(shè)置或者斜向下設(shè)置；在錐型管樁段1上，所述圓形小孔3為一排設(shè)置于錐型管樁段1的對(duì)穿孔，且所述圓形小孔3在錐型管樁段1上的設(shè)置方式與圓柱螺紋管樁段2上一致。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，圓柱螺紋管樁段2上的對(duì)穿孔與錐型管樁段1上的對(duì)穿孔位于同一豎直平面上，以使得管樁外的自由泥沙、水均衡的流入管樁內(nèi)腔內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，圓柱螺紋管樁段2上的對(duì)穿孔與錐型管樁段1上的對(duì)穿孔沿樁身軸向等間距設(shè)置，以使得管樁外的自由泥沙、水更加平穩(wěn)地流入管樁內(nèi)腔內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，所述錐型管樁段1上的圓形小孔3與螺紋管樁段上圓形小孔3的開(kāi)孔孔徑一致，以使得管樁外的自由泥沙、水更加平穩(wěn)地流入管樁內(nèi)腔內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁中，所述圓柱螺紋管樁段2的長(zhǎng)度是所述錐型管樁段1長(zhǎng)度的2-5倍。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1至圖6，本發(fā)明的預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁的施工方法，包括如下步驟：

根據(jù)樁基施工范圍內(nèi)各土層的厚度及承載力，選取合適的螺紋厚度、螺距、管徑、壁厚、孔徑以及樁長(zhǎng)值，預(yù)制一個(gè)如上所述的有孔錐型-螺紋組合管樁。其中，管徑包括d表示的圓柱螺紋管樁段2主管外徑、d內(nèi)表示的圓柱螺紋管樁段2主管內(nèi)徑、d’表示的錐型管樁段1外徑、以及d內(nèi)’表示的錐型管樁段1內(nèi)徑。

通過(guò)測(cè)量?jī)x器確定地面標(biāo)高，計(jì)算出樁底標(biāo)高，然后定出樁心點(diǎn)，標(biāo)記出下端圓柱螺紋管樁段外徑在地面上的投影面。

利用吊機(jī)將預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁吊起，將其準(zhǔn)確放置于地面標(biāo)記位置。

操作靜力壓樁機(jī)5，將其巨型帶鉤鋼爪51打開(kāi)，放下至錐型管樁段最上面一對(duì)圓形小孔3處，然后收縮將有孔錐型-螺紋組合管樁夾緊，開(kāi)啟靜力壓樁機(jī)中旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)功能即啟動(dòng)靜力壓樁機(jī)的旋轉(zhuǎn)裝置，使整個(gè)預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁轉(zhuǎn)動(dòng)。

采用這種旋轉(zhuǎn)沉樁方式，樁身不斷下沉，在此過(guò)程中，土中泥沙、水通過(guò)圓形小孔流入預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁的內(nèi)腔，當(dāng)樁體到達(dá)一定深度時(shí)，間歇一段時(shí)間，然后使用泵將預(yù)制有孔錐型-螺紋組合管樁的內(nèi)腔中的泥沙、水抽出，以降低超孔隙水壓力。

當(dāng)樁身壓入預(yù)定深度后，停止施工，打開(kāi)帶鉤鋼爪51，收起旋轉(zhuǎn)裝置，完成沉樁過(guò)程，施工完畢。

綜上所述，本發(fā)明通過(guò)在樁身開(kāi)孔即所述樁身沿著樁身軸向間隔開(kāi)設(shè)若干所述圓形小孔3，能使管樁擠土效應(yīng)產(chǎn)生的泥沙、水主動(dòng)進(jìn)入管樁內(nèi)腔，減小最大超孔隙水壓力值，降低沉樁過(guò)程中土體的應(yīng)力和徑向位移，減輕靜壓沉樁對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，并可以有效地控制地基沉降變形，從而提高地基承載力。

此外，樁身采用上方錐型管樁段1與下方螺紋管樁段相組合的形式，在提高側(cè)摩阻力和單位承載力的前提下，不會(huì)因?yàn)殄F度的存在導(dǎo)致樁長(zhǎng)不足而影響對(duì)地基的處理深度，很好的解決了錐型管樁樁長(zhǎng)不足的缺點(diǎn)。樁身中采用圓柱螺紋管樁段2，在沉樁過(guò)程中樁側(cè)土體受到擠壓加密作用，相鄰螺牙4間被土體填充，增大了螺牙4與土的機(jī)械咬合作用力；沉樁完成后部分土體形成螺紋，而樁側(cè)土體形成螺母，樁體螺紋與樁側(cè)土緊密咬合，增大了其側(cè)向剪切應(yīng)力，從而大大提高了管樁的單樁承載力。樁身中采用錐型管樁段1，相同的土質(zhì)條件下，增大了錐型管樁與土體的接觸面，從而增大了其側(cè)摩阻力；同時(shí)，由于錐度的存在，使得土體在錐面上存在一個(gè)垂直與錐面的支撐力，使有孔錐型-螺紋組合管樁具有更高的單位承載力。

上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍。