新型PHC桩及水冲气举静压沉桩法

摘要

新型PHC桩及水冲气举静压沉桩法，解决了现有的沉桩法遇到砂及碎石硬层桩沉不下去的难题，提供一种能方便、快速、低成本地使用PHC桩沉桩的新型PHC桩及水冲气举静压沉桩法。本发明方法为：1.地表面软土，采用静压沉桩；2.砂或碎卵石层，采用水冲气举静压沉桩法3.桩尖穿过砂和碎卵石层后，到达软土层时，停止射水，仅藉静压力将桩压入软土沉到设计标高；或对砂和碎卵石层下没有软土的砂石层地基沉桩，沉桩至最后的1～2米停止射水，纯静压至设计标高。本发明比冲(钻)孔灌注桩节省造价40～50％，且工程质量、工期和环保也更为优越，该桩能穿透任何覆盖层，使桩端能较快地沉达理想的持力层。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型PHC桩及水冲气举静压沉桩法。

背景技术：

在城区建筑桩基工程中，因锤击沉桩产生噪音不利于环保，近年广泛采用了静压下沉PHC桩方法，该方法适用于没有砂或碎卵石硬夹层的软土地基，对软土地基中有砂或碎卵石硬层的地基和纯砂或碎卵石地基，因砂石层对沉桩阻力过大，静压PHC桩无法通过砂或碎卵石层，该法就没有用了，此时沉桩就成了无法解决的难题。

软土地基中，常遇到砂或碎卵石硬层下还有软土层，荷载大或重要的建筑物，因沉降量和沉降差要求严格，其基桩不仅要通过砂石层，还要穿过其下的软土层，把桩端置于更深的理想持力层。在此地质条件下，因静压PHC桩通不过砂石层，只有改用质量不如PHC桩而造价又高的冲(钻)孔灌注桩。同一工程采用冲(钻)孔灌注桩比采用PHC桩造价要增加40～50％，鉴于两种桩型造价差别悬殊和工程质量需要，急需研究出PHC桩通过砂或碎卵石硬层的方法，使质优价廉工期短的PHC桩替代冲(钻)孔灌注桩是当前桩基工程的热点课题。

发明内容：

本发明解决了现有技术所存在的上述难题，提供一种能方便、快速、低成本地使用PHC桩沉桩的新型PHC桩及水冲气举静压沉桩法。

本发明的技术方案如下：

1、水冲气举静压沉桩法，其特征在于：

第一步，地表面软土层沉桩采用静压入土，静压至用最大压桩力而桩压不下沉为止；

第二步，桩尖沉达砂或碎卵石层时，从桩顶向空心腔体插入水气组合管，水气组合管沉达桩尖后，向输水管和输气管分别输入高压水和压缩空气，高压水从桩尖出水孔射出，直接冲刷桩尖前端的砂和碎卵石形成砂石混合水；籍气举法将砂石混合水沿桩的空心腔体自下而上从桩顶排出，此时用较小的压桩力就能将桩沉入砂和碎卵石层，由此一边输入高压水和压缩空气，一边加静压力，将桩穿过砂石层；

第三步，桩尖穿过砂和碎卵石层后，到达软土层时，停止射水，仅籍静压力将桩穿过软土沉到设计标高；或者，对砂和碎卵石层下没有软土的砂石层地基沉桩，沉桩至砂石层最后的1～2米停止射水，纯静压至设计标高。

2、新型PHC桩：一种带空心腔体的新型PHC桩，其特征在于：在PHC桩的桩底设有空心倒锥形的桩尖，在桩尖的前端开有出水孔，在桩尖的锥身部分开有回水孔；在出水孔和回水孔处均设有与之相互配套的出水孔活塞和回水孔活塞，在空心腔体内设有水气组合管。

本发明有如下优点：

(1)方法简便、成本低，易于操作使用，能有效降低沉桩阻力，使桩顺利穿过砂和碎卵石层一直沉到设计标高。

(2)、同一工程采用本发明的PHC桩的沉桩法比采用冲(钻)孔灌注桩节省造价40～50％，同时工程质量、工期和环保方面前者比后者更为优越。

(3)、对砂或碎卵石地基沉桩有独特的功效，桩能穿透任何覆盖层，使桩端能较快地沉达理想的持力层。

附图说明：

图1为本发明一种实施例的结构剖视图。

图2为桩尖的放大结构剖视图。

图3为图1的局部放大侧视图。

图4为输水钢管和输气钢管的射水喷嘴和出气口的结构示意图。

标号说明：1桩体、2桩顶、3桩底、4桩尖、5出水孔、6回水孔、7出水孔活塞、8回水孔活塞、9空心腔体、10输水钢管、10`输水胶管、11输气钢管、11`输气胶管、12输水和输气钢管的弯管、13水气组合管接头、14出气口、15止回阀、16射水喷嘴、17桩尖加强筋。

具体实施方式：

如图1-3所示：本发明的PHC桩为一种带空心腔体9的新型PHC桩，其特征在于：在PHC桩的桩底3设有空心的倒锥形桩尖4，在桩尖4的前端开有出水孔5，在桩尖4的锥身部分开有回水孔6；在出水孔5和回水孔6处均设有与之相互配套的出水孔活塞7和回水孔活塞8，在空心腔体9内设有水气组合管，水气组合管由输水钢管10和输气钢管11通过水气组合管接头13连成一体组成，输水钢管10和输气钢管11的进水端和进气端设有输水和输气钢管的弯管12，在输水和输气钢管的弯管12的进水端和进气端分别连接输水胶管10`和输气胶管11`，在输水钢管10的出水端装有射水喷嘴16，输水钢管10的射水喷嘴16靠近PHC桩的出水孔5，在输气钢管11的出气端装有出气口14，在桩尖4的外壁面上设有桩尖加强筋17。桩体1根据桩长度需要，由数节桩连接成一根桩或者一节桩自成为一根桩，相应的水气组合管也由数节管或一节管组成。

实施例1：

第一步，地表面软土层沉桩采用静压入土。静压至用最大压桩力而桩压不下沉为止。此时桩尖沉达砂或碎卵石层的顶面。

第二步，桩尖沉达砂或碎卵石层时，从桩顶2向空心腔体9插入水气组合管，如图1所示。水气组合管沉达桩尖后，向输水胶管和输气胶管分别输入高压水和压缩空气，高压水从桩尖出水孔射出，直接冲刷桩尖前端的砂和碎卵石形成砂石混合水；籍气举法将砂石混合水沿桩的空心腔体自下而上从桩顶排出，随水排出砂石后，沉桩阻力大减，此时用较小的压桩力就能将桩沉入砂和碎卵石层。由此一边输入高压水和压缩空气，一边加静压力，就能顺利地将桩穿过砂和碎卵石层。

第三步，桩尖穿过砂和碎卵石层后，到达软土层时，停止射水，仅籍静压力将桩穿过软土沉到设计标高。

对砂和碎卵石层下没有软土的砂石层地基沉桩，其沉桩工序少了第三步，但沉桩至最后的1～2米停止射水，纯静压至设计标高。

关于沉桩设备

本发明沉桩设备：除静力压桩机外，有高压水泵、空气压缩机和水气组合管等。

桩尖出水孔5和回水孔6处设置出水孔活塞7和回水孔活塞8，见图2所示，目的在第一步沉桩过程中防止泥土进入桩空心腔体9，有利于水气组合管顺利沉达桩尖。第二步沉桩开始射水时，籍射水压力将活塞7和8排出桩体外。射水喷嘴和出气口处设置止回阀15，见图4所示，目的在射水沉桩过程中，因故障停水停气，防止砂石涌进水气管内，避免管路堵塞。