预应力管桩的沉桩施工方法及施工结构与流程

技术特征：
1.一种预应力管桩的沉桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(s1)采用钻进钻头(1)钻孔配合沉桩同步施工的方式将预应力管桩(100)沉桩至地基(200)中的第一深度(l1)，该第一深度(l1)小于设计沉桩深度(l2)；(s2)取出钻进钻头(1)，采用扩底钻头(2)在沉入第一深度(l1)的预应力管桩(100)的下方钻出一段扩底孔段(300)，该扩底孔段(300)的孔径大于等于所述预应力管桩(100)的管径，该扩底孔段(300)的深度为大于设计沉桩深度(l2)的第二深度(l3)；(s3)向扩底孔段(300)中填充混凝土，然后将预应力管桩(100)沉桩至设计沉桩深度(l2)。2.根据权利要求1所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述第二深度(l3)比设计沉桩深度(l2)深1m以上。3.根据权利要求2所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述预应力管桩(100)的桩径≤800mm时，所述第二深度(l3)为1m加上3倍预应力管桩(100)的桩径之和；所述预应力管桩(100)的桩径＞800mm时，所述第二深度(l3)为1m加上2倍预应力管桩(100)的桩径之和。4.根据权利要求1所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述步骤(s3)中，向扩底孔段(300)中填充混凝土的方式是，将混凝土分别装在多个钢丝网袋中投入到扩底孔段(300)中。5.根据权利要求1所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述步骤(s3)中采用的混凝土为掺有早强剂和/或膨胀剂的混凝土。6.根据权利要求1所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述步骤(s3)中，向扩底孔段(300)中填充混凝土的量要求在预应力管桩(100)沉桩至设计沉桩深度(l2)后，有混凝土进入到预应力管桩(100)的管腔内。7.根据权利要求6所述的沉桩施工方法，其特征在于，向扩底孔段(300)中填充混凝土的体积与扩底孔段(300)的容积相同。8.根据权利要求1所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述步骤(s1)中，采用钻进钻头(1)钻孔配合沉桩同步施工的方式将预应力管桩(100)沉桩至地基(200)中的第一深度(l1)具体是，在将预应力管桩(100)沉桩至第一深度(l1)的整个过程，采用直径小于预应力管桩(100)管腔内径的钻头穿设在预应力管桩(100)的管腔中钻出引孔，同时采用沉桩设备进行沉桩，直至将预应力管桩(100)沉桩至第一深度(l1)。9.根据权利要求1所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述步骤(s1)中，采用钻进钻头(1)钻孔配合沉桩同步施工的方式将预应力管桩(100)沉桩至地基(200)中的第一深度(l1)具体是，先采用直径小于预应力管桩(100)管腔内径的钻头穿设在预应力管桩(100)的管腔中钻出引孔，同时采用沉桩设备进行沉桩，直至将预应力管桩(100)沉桩至第四深度，所述第四深度小于第一深度(l1)；然后采用直径大于预应力管桩(100)管腔内径的扩底钻头(2)进行扩底钻孔，同时采用沉桩设备进行沉桩，直至将预应力管桩(100)沉桩至第一深度(l1)。10.根据权利要求9所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述预设深度为沉桩施工前所探知的持力层深度。11.根据权利要求1至10中任一项所述的沉桩施工方法，其特征在于，在沉桩施工过程中，在预应力管桩(100)的桩端位置和桩中间位置布设应变计对管桩进行应力和位移监测，
在钻进钻头(1)上布设应变计对钻进钻头(1)钻孔进行位移监测，在扩底钻头(2)上布设应变计对扩底钻头(2)钻扩底孔段(300)进行位移监测，在预应力管桩(100)周边土体中布设位移计对桩周土体进行位移监测。12.根据权利要求11所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述应变计采用焊接或者预埋方式安装于预应力管桩(100)、钻进钻头(1)和扩底钻头(2)上，所述位移计采用预埋的方式布置在桩周土体里。13.根据权利要求11所述的沉桩施工方法，其特征在于，配置一智能控制器，将各应变计和位移计与该智能控制器通讯连接，并配合智能控制器在沉桩施工过程中对预应力管桩(100)的应力和位移、钻进钻头(1)的位移、扩底钻头(2)的位移以及预应力管桩(100)周边土体的位移进行自动实时监测和警示。14.根据权利要求13所述的沉桩施工方法，其特征在于，进行自动实时监测和警示的具体方法是：预应力管桩(100)安放到指定桩位后，开启智能控制器，由预应力管桩(100)桩端位置和桩中间位置的应变计采集预应力管桩(100)的初始应力和位移，并将初始应力和位移数据经过处理后由显示器显示出来；沉桩过程中，保持智能控制器始终处于工作状态，智能控制器实时对预应力管桩(100)应变计和位移计采集的应力和位移数据进行分析，并根据应力和位移数据进行对应的警示；钻进钻头(1)进行引孔施工中，智能控制器实时对采集的钻进钻头(1)的位移数据进行分析，如果监测中发现钻进钻头(1)钻引孔时累计的位移超出了设计的允许值，则通过警示灯显示为红灯进行警示，并且通过语音提示器发出警报声；如果监测未发现位移异常，则警示灯显示绿色，表示可以正常施工；扩底钻头(2)进行扩底施工中，智能控制器实时对采集的扩底钻头(2)的位移数据进行分析，如果监测中发现扩底钻头(2)扩底时累计的位移超出了设计的允许值，则通过警示灯显示为红灯进行警示，并且通过语音提示器发出警报声；如果监测未发现位移异常，则警示灯显示绿色，表示可以正常施工；在沉桩施工的全过程，如果监测中发现预应力管桩(100)桩周土体累计位移超出了设计的允许值或位移出现大幅度波动，则通过警示灯显示为红灯进行警示，并且通过语音提示器发出警报声；如果监测未发现桩周土体位移异常，则警示灯显示绿色，表示可以正常施工。15.根据权利要求13所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述智能控制器包括外壳，所述外壳内设置有信息处理中心，所述外壳外表面设置有显示器、警示灯、启动按钮、关闭按钮和语音提示器。16.根据权利要求15所述的沉桩施工方法，其特征在于，所述警示灯位于智能控制器的下部外表面，所述启动按钮、关闭按钮分布于警示灯的下方，所述语音提示器位于智能控制器的底部。17.一种施工结构，其特征在于，所述施工结构为权利要求1至16中任一项所述沉桩施工方法施工得到的施工结构。

技术总结
本发明公开了一种预应力管桩的沉桩施工方法及施工结构，沉桩施工方法包括采用钻进钻头钻孔配合沉桩同步施工的方式将预应力管桩沉桩至地基中小于设计沉桩深度的第一深度，采用扩底钻头在沉入第一深度的预应力管桩的下方钻出一段深度大于设计沉桩深度的扩底孔段，向扩底孔段中填充混凝土，然后将预应力管桩沉桩至设计沉桩深度的步骤。施工结构为采用该沉桩施工方法施工得到的施工结构。本发明具有施工质量高、施工效率高、成本低、操作简便、管桩承载能力大等优点。承载能力大等优点。承载能力大等优点。


技术研发人员：杨盛 张道兵 唐谢兴 尹华东
受保护的技术使用者：湖南铁甲智能技术有限公司
技术研发日：2021.09.17
技术公布日：2022/1/3