本技術涉及樁基施工的，尤其是涉及一種無封底預制擴底樁施工方法。

背景技術：

1、預制管樁又稱為預應力管樁、預制空心樁，是一種可以在工廠預先制作好的混凝土樁，其具有施工效率高、質(zhì)量監(jiān)測方便、適應性強、安全性能高等諸多優(yōu)勢。在目前主流的樁基施工中，應用較為廣泛，通常采用壓樁的方式將預制管樁壓到持力層，并且在壓樁之前還需要在預制管樁的樁底封上鋼板，一方面可以確保持力層處樁端承載性能的一致性，另一方面還可以防止水通過預制管樁中空部流至樁端持力土層，而降低樁端持力層承載力、影響單樁承載力的發(fā)揮。尤其對于需要在預制管樁中空部進行填料、夯擊的擴底樁和載體樁而言，預制管樁底部封底更是至關重要的一環(huán)。

2、但是隨著樁基施工技術的不斷發(fā)展，對于施工效率和施工質(zhì)量的雙向要求越來越高，并且施工過程中也會遇到各種不同性質(zhì)的巖層。如果設計持力層在硬質(zhì)土層或巖層，在將預制管樁封底后壓樁時，壓樁阻力極大，對壓樁設備的性能要求較高，并且還存在爆樁的可能。而若選擇先成孔再壓樁，樁孔孔壁浮土在壓樁過程中掉落也會導致預制管樁在下壓至持力層附近時難以下壓；若加大成孔深度，受限于浮土量的不確定因素，使得預制管樁樁底也難以精準下壓至持力層，無法滿足施工要求。

3、而如果設計持力層附近存在粘土或者地下水，樁孔成孔后，封底的預制管樁在下樁至持力層時，流動態(tài)的地下水或粘土會對封底的預制管樁底端造成動態(tài)干擾，而當預制管樁定位后，地下水或粘土隨著施工過程的不斷推進，無法對預制管樁進行有效承載，導致預制管樁失穩(wěn)、無法保持在設定的標高處。而且，在處理封底鋼板時，重錘沖開封底鋼板后，預制管樁底端內(nèi)外會形成較大的應力差，以至于外部泥或地下水會涌入預制管樁中空部中，給后續(xù)施工增加難度。因此，基于上述因素，有必要對現(xiàn)行的預制管樁的施工工藝做進一步改進和優(yōu)化，以提高施工效率，同時增加對不同地層施工的普遍適用性，落實施工標準的一致性和規(guī)范性。

技術實現(xiàn)思路

1、為了改善現(xiàn)有預制管樁在不同地層中下樁時存在施工效率低普遍適用性差的問題，本技術提供一種無封底預制擴底樁施工方法。

2、本技術提供的一種無封底預制擴底樁施工方法采用如下的技術方案：

3、一種無封底預制擴底樁施工方法，包括以下步驟：

4、s1.設備進場，根據(jù)施工要求標記樁位；

5、s2.預制管樁底端不封底，將所述預制管樁在樁位處下壓至設計持力層后，將預制管樁中空部中的浮土取出，且取土進深超出預制管樁底端；或者，在預制管樁中空部穿入傳力錘，并與預制管樁一同下壓至設計持力層；

6、s3.向預制管樁中空部中分批次投入填充料，在預制管樁中空部伸入長度大于預制管樁長度的傳力錘，以下壓、旋壓或錘擊方式使傳力錘擠壓填充料，并使填充料在預制管樁底部形成擠密的擴大頭；

7、s4.在預制管樁中空部中澆筑混凝土形成內(nèi)樁。

8、更進一步地，在步驟s3中，當所述傳力錘擠壓填充料后錘底與所述預制管樁底部齊平或高于預制管樁底部，檢驗所述擴大頭是否達到施工標準，若擴大頭施工合格，進行下一步驟；反之繼續(xù)投入填充料并擠壓；

9、檢驗方式采用以下之一：

10、（一）以不小于設計要求的單樁承載力加載至傳力錘上擠壓擴大頭，若在不填料時連續(xù)n次擠壓后傳力錘下沉量不遞增，則擴大頭施工合格，其中，n≥3；

11、（二）測量三擊貫入度。

12、更進一步地，步驟s3中，在每次投入填充料之前，先向所述預制管樁中空部灌注水泥漿而后再覆蓋后覆蓋填充料層；每次水泥漿注漿量不大于后覆蓋填充料層填充量的五分之一。

13、更進一步地，步驟s2中，如設計持力層處存在巖層或樁基需穿越夾層，先在樁位處成孔至設計持力層形成樁孔，再下所述預制管樁；且所述樁孔孔徑小于預制管樁樁徑。

14、更進一步地，步驟s2中，若設計持力層處土層為軟土，取土進深超出所述預制管樁底端不小于100cm；

15、若設計持力層處土層為硬土，取土進深超出預制管樁底端不小于5cm。

16、更進一步地，步驟s3中，若設計持力層處存在層壓水，先向所述預制管樁中空部投入粗骨料，擠壓密實后再換用細骨料。

17、更進一步地，步驟s3中，停止擠壓所述傳力錘并投放填充料的時機為投料后傳力錘連續(xù)多次擠壓填充料后傳力錘下沉量不遞增，且此時傳力錘底端伸出所述預制管樁底端。

18、更進一步地，步驟s3中，每次投放填充料后料層頂部不得超出所述預制管樁底端上方10cm處。

19、更進一步地，所述傳力錘中部貫通設置有投料通道，傳力錘頂端側(cè)壁設置有與所述投料通道連通的加料口，傳力錘底部活動設置有用于封堵投料通道的封板；

20、當傳力錘被提起后，封板移動并解除對投料通道的封堵。

21、更進一步地，所述封板外徑與所述預制管樁內(nèi)徑適配。

22、更進一步地，步驟s3中，根據(jù)設計單樁承載力極限值計算類球狀擴大頭成型后最大橫截面的標高，并與所述預制管樁底端標高作差得成型深度；

23、步驟s3進行初期停止擠壓所述傳力錘并投放填充料的時機為：傳力錘底端伸出預制管樁底端的深度大于等于所述成型深度。

24、更進一步地，所述成型深度計算公式為：

25、，公式一；

26、，公式二；

27、式中：

28、h-成型深度；

29、k-成型修正系數(shù)，取值0.4～1；

30、π-圓周率；

31、ra-設計要求的灌注樁單樁承載力；

32、up-樁身周長；

33、qsia-樁側(cè)阻力特征值；

34、li-第i層巖層、土層的厚度；

35、qpa-樁端阻力特征值；

36、d-樁徑。

37、綜上所述，本技術的有益技術效果為：

38、1.通過不成孔不封底直接下預制管樁的工藝，可使預制管樁在下樁的過程中，樁位處土體始終填充在預制管樁的中空部中，可以對預制管樁的中空部形成良好的密封效果，能有效避免地下水流入到持力層而影響樁端承載力的發(fā)揮，可以在一定程度上確保預制管樁的承載性能；

39、2.本技術的施工方法相較于常規(guī)施工方法，不封底預制管樁底端，可以極大降低壓樁時的阻力，提高下樁效率；并且，在土層性質(zhì)良好的地層中，不預先進行引孔，既簡化了施工步驟，又可以規(guī)避先引孔的樁孔中存在浮土影響預制管樁定位以及成樁質(zhì)量的缺陷；同時，通過在下樁到位后的預制管樁中空部中取土至超出預制管樁底端，既不會對預制管樁在設計持力層處的定位產(chǎn)生影響，還可以徹底消除樁孔底部浮土影響預制管樁底端承載力的隱患；

40、3.本技術借助下壓、旋壓或錘擊傳力錘的形式對填充料進行擠密，使得傳遞至填充料處的動能呈緩慢釋放的形式，對樁孔底部土體擾動極小，可以有效確保預制管樁底端土體的有效擠密，確保成樁質(zhì)量。因此，通過本技術的施工方法，可以顯著提高施工效率，同時還可以增加對不同地層施工的普遍適用性，方便落實施工標準的一致性和規(guī)范性；

41、4.通過設置對擴大頭是否合格的檢驗機制，一方面，可以方便施工人員掌握擴底樁的施工進程，方便把控施工進度和施工質(zhì)量，提高施工效率；另一方面，該檢驗機制可以進行程序化后直接移植到自動化樁基施工設備中，方便進行半自動化或自動化的擴底樁施工；同時，通過該檢驗方式，可以統(tǒng)一群樁施工時的施工質(zhì)量，同時也作為施工過程中施工質(zhì)量的自檢程序，有助于樁基施工標準化、程序化的推進；

42、5.通過傳力錘的設置，可以將傳力錘與預制管樁內(nèi)壁之間的間隙設置地盡可能小，既提高對填充料的擠壓面積，促進更多的填充料被擠密，又限制進入傳力錘與預制管樁內(nèi)壁之間的間隙的填充料的量，可以極大降低吸錘和爆樁的概率；

43、6.通過在每次投入填充料之前，先向預制管樁中空部灌注水泥漿而后再覆蓋填充料，投入至擠密填充料層上的水泥漿可以平鋪在預制管樁底端形成水泥漿層，且水泥漿層中的部分水泥漿并滲透至擠密填充料層中的一些不可繼續(xù)擠密的空隙中，可以逐層加強在先擠密填充料層的密實度；當下一層填充料投入后形成后覆蓋填充料層，傳力錘在擠壓后覆蓋填充料層時，水泥漿層中的部分水泥漿同樣可以繼續(xù)向上或向下或者向周向滲透，使得傳力錘底端作用區(qū)域附近的土層、擠密填充料層都能得到加強；當擴大頭成型后，水泥漿固化，使得擴大頭形成一個強硬的整體，可以極大提高擴大頭的結構強度和單樁承載性能；

44、7.借助對于成型擴大頭的模擬，通過對擴底樁單樁承載性能的要求，反推擴底樁中擴大頭樁端承載力中的等效作用面積，來計算模擬的擴大頭最大承載面的半徑，以此作為自預制管樁底端向下延伸的成型深度，只要填充料投放后，傳力錘擠壓時錘底下探深度超出了該成型深度，則表征此時填充料尚處于填充、擠密預制管樁底端周邊土體階段，需要補充大量的填充料，此時可以直接啟動填充料的投放作業(yè)，無需等待多次擠壓后判定，可以極大節(jié)約填料初期的作業(yè)時間。