[发明专利]一种预制管桩打入方法

说明书

本发明涉及一种预制管桩打入方法，具体打入操作如下：对设计极限承载力为R、有效壁厚为b、材料比重为γ的预制管桩，拟打入水平抗力系数为m的地基持力层时，选用重量W为拟打入管桩重量的±5％以内的柴油锤及相应的打桩机，设置适当的锤击行程H，连续对定位的管桩进行锤击，同步测量管桩的锤击贯入度，直至单次锤击贯入度Δh≤4H/(R/W+m×b/γ‑1)，进行后续施工判断。本发明基于力学动量定理和能量守恒定律，提出一种对预制管桩进行快速定量打入的方法，解决了传统打入方法选用锤重凭经验，终止打桩标准乱，成桩承载力不确定的问题，推动了预制管桩在公路工业化建造中的应用。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种预制管桩打入方法。

背景技术

目前，采用结构化的观点、工业化的模式，在规模化、系列化的水平上，实施少土、无土、高效、低价工程的建设，正成为我国绿色公路建设的发展方向。其中，中小结构轻型化成套技术是实施绿色公路建设、公路工业化建造的关键部分。经过多年探索，这一技术虽然得到长足发展，示范效果良好，但依然存在很多不足：如理论突破缺乏、施工控制不准等。

工业化预制管桩如何高效并可靠地打入一直是国内设计、施工争论的焦点。分析现行打桩方式，存在的问题有：

(1)选用打桩锤重按规范设定的范围，凭经验进行，缺乏选用的依据和调整的方法。

(2)打桩中各参数之间内在关系不明，锤击桩深和贯入度控制值的规定可执行性差。

(3)锤击难停的现象时常发生，成桩承载力往往难以确定。

这些问题严重制约了预制管桩在公路工业化建造中的应用，工程建设急需一个突破性的解决方案。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种预制管桩准确定量打入方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种预制管桩打入方法，所述管桩打入是指采用柴油锤击打入方式时，选择柴油锤重量W，确定贯入度控制值Δh_k，进行打入动态控制，所述管桩打入方法包括以下几个步骤：

(1)选择柴油锤重W及打桩机，设置适当的锤击行程H；

(2)设定不同桩位处的管桩的单次锤击贯入度控制值Δh_k；

(3)连续对管桩进行锤击，同步测量管桩锤击贯入度Δh；

(4)管桩单次锤击贯入度Δh≤Δh_k时，进行后续施工判断。

在本发明的一个实施案例中，所述步骤(1)中，选择柴油锤重W为拟打入管桩重量的±5％以内。

在本发明的一个实施案例中，所述步骤(2)中，当步骤(1)选择柴油锤重W为拟打入管桩重量的±5％以内时，单次锤击贯入度控制值Δh_k按基于力学动量定理和能量守恒定律推导出的下列公式计算：

Δh_k＝4H/(R/W+m×b/γ-1)

其中，R为管桩的设计极限承载力，单位为kN；W柴油锤重，单位为kN；b为管桩的有效壁厚，单位为m；γ为管桩的材料比重，单位为kN/m³；m为不同桩位处地基持力层的水平抗力系数kN/m⁴。。

在本发明的一个实施案例中，所述步骤(4)中，进行后续施工判断按以下规则进行：

(1)当桩底标高未达到设计标高时，继续打入，至一个统一规定的设计标准，结束打入；

(2)当桩底标高已达到设计标高时，结束打入。