[发明专利]一种提升钢管桩承载力的方法

说明书

本发明公开了一种提升钢管桩承载力的方法，包括如下步骤：使钢管桩沉桩至需要标高；采用旋挖扩底注浆装置在钢管桩桩芯内进行旋挖至桩端位置处；通过控制装置使折叠状态下的扩底刀片展开，向下开挖至预设深度，开挖的土体通过螺旋状的扩底刀片运至旋挖刀片，并通过旋挖刀片向上运输，在钢管桩底部形成扩底空间；扩底完成后，通过注浆管进行注浆，通过注固化剂管注入固化剂；使扩底刀片与旋挖刀片叠合设置，回收旋挖扩底注浆装置；浆液和固化剂凝固后在钢管桩底部形成扩大端头。该方法解决了钢管桩免共振沉桩初期承载力不足等技术问题，且能根据需求快速和定量增大桩基承载力，最大限度缩短工期。

技术领域

本发明涉及一种提升钢管桩承载力的方法，属于桩基工程技术领域。

背景技术

钢管桩具有强度高、能承受较大冲击力、易于穿透硬土层、承载力高、能承受较大的水平力、桩长可任意调节等优点，被广泛应用于地基工程、市政工程和港口工程。对于钢管桩沉桩工艺，近年来出现的高频免共振法因为具有环境扰动小、工效高等优势，颇受从业者的青睐。

然而这种沉桩法对土体结构具有破坏性，高频振动使桩周土体液化或软化，桩侧和桩底土体阻力显著降低，沉桩初期承载力不满足设计要求，往往需要较长时间才能使承载力恢复，这十分不利于后续施工。为了能提升桩基承载力，通常采用桩侧或桩端注浆工艺，但采用浆液需要一定的时间才能凝固，不能快速提升承载力；此外，很难通过精确注浆来确定需要提升承载力的具体量值。

发明内容

为了克服现有钢管桩免共振沉桩初期承载力不足的技术问题,本发明提供一种提升钢管桩承载力的方法，该方法通过旋挖扩底注浆装置在通过桩芯旋挖土体到桩端后进行定尺寸扩底，然后对扩底空间进行注入浆液和固化剂，使桩基承载力能快速并定量提升，有效地解决上述难题。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种提升钢管桩承载力的方法，包括如下步骤：

步骤一、使钢管桩沉桩至需要标高；

步骤二、采用旋挖扩底注浆装置在钢管桩桩芯内进行旋挖至桩端位置处；所述的旋挖扩底注浆装置包括动力主轴、旋挖刀片、扩底刀片、注浆管、注浆管保护盖、注固化剂管和注固化剂管保护盖，动力主轴连接动力机械；所述旋挖刀片沿动力主轴螺旋布设，所述扩底刀片设置于旋挖刀片底端，折叠状态下与旋挖刀片叠合设置，并能通过控制装置展开，展开后最外缘半径大于钢管桩外半径；所述动力主轴中空设置，注浆管、注固化剂管设置于所述动力主轴内，注固化剂管和注固化剂管保护盖分别设置于注浆管、注固化剂管底部端头；

步骤三、通过控制装置使折叠状态下的扩底刀片展开，通过扩底刀片扩大开挖半径，并继续向下开挖至预设深度，开挖的土体通过扩底刀片运至旋挖刀片，并通过旋挖刀片向上运输，在钢管桩底部形成扩底空间；

步骤四、扩底完成后，通过注浆管进行注浆，浆液冲开底部注浆管保护盖，注浆注入扩底空间，同步通过注固化剂管注入固化剂，固化剂冲开底部注固化剂管保护盖，与浆液混合，浆液和固化剂充满扩底空间；

步骤五、使扩底刀片与旋挖刀片叠合设置，回收旋挖扩底注浆装置；

步骤六、浆液和固化剂凝固后在钢管桩底部形成扩大端头。

进一步，钢管桩外径为D，所述的扩底刀片半径为R，扩底深度为H，钢管桩与桩端土的端阻系数为q_p，扩大端头与底部土的端阻系数为q_g，浆液凝固体与侧壁土的侧摩阻力系数为f_g。则承载力增量为：ΔQ＝2πRHf_g+π(q_gR²-q_pD²/4)。

进一步，扩底刀片一端与旋挖刀片底部端头处销接，扩底刀片另一端与设置于旋挖刀片上的永磁体磁吸固定，使扩底刀片处于折叠状态，与旋挖刀片叠合设置；