一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法与流程

1.本发明属于钢管桩施工技术领域，特别涉及一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法。


背景技术：

2.钢螺旋桩由于其便于施工、技术性能好以及经济的特点，被广泛的应用。传统钢制螺旋桩为在钢管外表面设置固定螺旋叶片，螺旋桩一般为旋转或锤击桩头入土，固定螺旋叶面入土下降过程与桩周土直接发生剪切作用，入土过程中破坏桩周围土的完整性；由此常会造成整个桩体入土困难和与土体连接的完整性。由此需要设计一种简易入土且易于整体性连接的钢桩结构。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，用以解决钢制管桩的便于入土、加固浇筑桩体以及提供整体连接等技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构包含钢制桩灌浆管组件、贯通连接于钢制桩灌浆管组件上部的注浆管以及连接于钢制桩灌浆管组件外侧周边的钢桩鱼鳞叶片组件；所述钢制桩灌浆管组件包含钢制桩灌浆管、间隔设置于钢制桩灌浆管上的溢浆孔、连接于钢制桩灌浆管上的钢制桩主管、连接于钢制桩主管顶部的封顶连接板以及连接于钢制桩灌浆管底部的钻头；所述钢制桩主管和钢制桩灌浆管贯通设置，钢制桩主管上部贯通连接注浆管；所述钢桩鱼鳞叶片组件包含连接于钢制桩灌浆管外侧的渐扩鱼鳞叶片和连接于钢制桩主管周边的固定鱼鳞叶片；所述渐扩鱼鳞叶片包含渐扩鱼鳞叶主片、连接于渐扩鱼鳞叶主片底部内侧的渐扩鱼鳞片底连板、设置于渐扩鱼鳞片底连板上的渐扩鱼鳞片活动孔、可活动连接于渐扩鱼鳞片活动孔内的渐扩鱼鳞片活动轴以及连接于渐扩鱼鳞片活动轴上的渐扩鱼鳞片箍板；应用渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，具体步骤如下：步骤一、根据待加固地基深度，确定钢制桩灌浆管组件中钢制桩灌浆管的长度，而后通过螺纹拼接的形式将钢制桩灌浆管长度加长至设计长度；步骤二、在钢制桩灌浆管顶部套接或螺纹连接钢制桩主管，并在钢制桩主管顶部固定连接封顶连接板，在封顶连接板上部一侧设置贯通的注浆管；步骤三、在每段钢制桩灌浆管外侧自下而上安装渐扩鱼鳞叶片，渐扩鱼鳞叶片中渐扩鱼鳞叶主片呈环形间隔分布，底部渐扩鱼鳞片底连板与钢制桩灌浆管外壁固定连接；渐扩鱼鳞叶主片上端为自由端，设置于上部渐扩鱼鳞叶主片的外侧；通长的钢制桩灌浆管外侧的渐扩鱼鳞叶片呈鱼鳞状自下而上交错设置；
步骤四、在钢制桩主管外侧设有环形的固定鱼鳞叶片，固定鱼鳞叶片底部和顶部均设置有连板与钢制桩主管外壁连接；步骤五、在渐扩鱼鳞叶主片上部还设置有渐扩鱼鳞片活动孔、渐扩鱼鳞片活动孔为长条椭圆孔沿渐扩鱼鳞叶主片环形设置，相邻的渐扩鱼鳞片活动孔之间通过渐扩鱼鳞片活动轴连接有渐扩鱼鳞片箍板；步骤六、现场施工时，通过加载下压封顶连接板至整个钢管桩结构向下到设计位置，桩入土时渐扩鱼鳞叶片受土压力截面半径较小，桩下沉至设计深度后，通过注浆管高强注入混凝土，通过溢浆孔出浆使渐扩鱼鳞叶片内部受压，成打开状态，增加桩原有的截面半径，且叶片内测与混凝土接触，组合成界面较大的新的桩体。
5.进一步的，所述渐扩鱼鳞叶主片为弧形板且侧端设置为坡面刀片状，环向间隔设置的渐扩鱼鳞叶主片的弹性强度适应适应高压张开角度；渐扩鱼鳞叶主片高度自上而下适应待浇筑呈桩的直径确定，且内壁设置为粗糙面。
6.进一步的，渐扩鱼鳞片底连板为梯形板，且固定连接于渐扩鱼鳞叶主片中部。
7.进一步的，其特征在于，所述渐扩鱼鳞片活动轴为工字形件，其中竖部穿接于渐扩鱼鳞片活动孔中，两横部连接于渐扩鱼鳞片活动孔两侧。
8.进一步的，其特征在于，所述渐扩鱼鳞片箍板为弧形钢板，钢板宽度大于渐扩鱼鳞片活动孔宽度；渐扩鱼鳞片箍板紧贴渐扩鱼鳞片活动孔设置；渐扩鱼鳞片箍板与渐扩鱼鳞叶主片合围桩体的直径适应待浇筑桩的直径。
9.进一步的，所述溢浆孔在钢制桩灌浆管上间隔设置，且与渐扩鱼鳞片活动孔错位设置；溢浆孔设置位置均低于渐扩鱼鳞片活动孔对应钢制桩灌浆管处高度。
10.进一步的，所述封顶连接板还预留有连接孔，连接孔对应上部结构或加载机械连接安装。
11.进一步的，所述注浆管上还设置有流量计，流量计对应与总控连接；通过流量计和预先布设于渐扩鱼鳞叶片内部的压力传感器校核浇筑是否复核设计要求。
12.进一步的，所述钻头为锥形钻头，锥台面直径宽度大于临近渐扩鱼鳞叶主片合围呈的圆环直径。
13.本发明的有益效果体现在：1）本发明通过渐扩鱼鳞叶片的设置，其自下而上的渐扩式布置且底部渐扩鱼鳞叶片设置于钻头内部，利于保证入土的便易性，且叶片的环形布置也极大程度的保证了对周边土体的破坏；2）本发明通过钢制桩灌浆管和溢浆孔的联用，利于保证混凝土的浇筑和后续高压注浆时渐扩鱼鳞叶片的张开，扩大桩体尺寸和提供连接整体性；3）本发明通过渐扩鱼鳞片箍板及其连接结构的设置，利于保证在高压注浆时，渐扩鱼鳞叶片的环向握裹力，提供桩体的整体强度。
14.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
15.图1是渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构剖面示意图；图2是渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构剖面局部示意图；图3是钢制桩灌浆管组件和注浆管立体结构示意图；图4是渐扩鱼鳞叶片结构示意图。
16.附图标记：1-钢制桩灌浆管组件、11-钢制桩灌浆管、12-溢浆孔、13-钢制桩主管、14-封顶连接板、15-钻头、2-注浆管、3-钢桩鱼鳞叶片组件、31-渐扩鱼鳞叶片、311-渐扩鱼鳞叶主片、312-渐扩鱼鳞片底连板、313-渐扩鱼鳞片活动孔、314-渐扩鱼鳞片活动轴、315-渐扩鱼鳞片箍板、32-固定鱼鳞叶片。
具体实施方式
17.以某应用钢制桩体项目为例，如图1至图4所示，渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构包含钢制桩灌浆管组件1、贯通连接于钢制桩灌浆管组件1上部的注浆管2以及连接于钢制桩灌浆管组件1外侧周边的钢桩鱼鳞叶片组件3。
18.本实施例中，封顶连接板14还预留有连接孔，连接孔对应上部结构或加载机械连接安装。注浆管2上还设置有流量计，流量计对应与总控连接；通过流量计和预先布设于渐扩鱼鳞叶片31内部的压力传感器校核浇筑是否复核设计要求。
19.本发明，钢制桩灌浆管组件1包含钢制桩灌浆管11、间隔设置于钢制桩灌浆管11上的溢浆孔12、连接于钢制桩灌浆管11上的钢制桩主管13、连接于钢制桩主管13顶部的封顶连接板14以及连接于钢制桩灌浆管11底部的钻头15；钢制桩主管13和钢制桩灌浆管11贯通设置，钢制桩主管13上部贯通连接注浆管2；钢桩鱼鳞叶片组件3包含连接于钢制桩灌浆管11外侧的渐扩鱼鳞叶片31和连接于钢制桩主管13周边的固定鱼鳞叶片32。钻头15为锥形钻头15，锥台面直径宽度大于临近渐扩鱼鳞叶主片311合围呈的圆环直径。
20.本发明，渐扩鱼鳞叶片31包含渐扩鱼鳞叶主片311、连接于渐扩鱼鳞叶主片311底部内侧的渐扩鱼鳞片底连板312、设置于渐扩鱼鳞片底连板312上的渐扩鱼鳞片活动孔313、可活动连接于渐扩鱼鳞片活动孔313内的渐扩鱼鳞片活动轴314以及连接于渐扩鱼鳞片活动轴314上的渐扩鱼鳞片箍板315。
21.结合图1至图4所示，应用渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，具体步骤如下：步骤一、根据待加固地基深度，确定钢制桩灌浆管组件1中钢制桩灌浆管11的长度，而后通过螺纹拼接的形式将钢制桩灌浆管11长度加长至设计长度。
22.步骤二、在钢制桩灌浆管11顶部套接或螺纹连接钢制桩主管13，并在钢制桩主管13顶部固定连接封顶连接板14，在封顶连接板14上部一侧设置贯通的注浆管2。
23.步骤三、在每段钢制桩灌浆管11外侧自下而上安装渐扩鱼鳞叶片31，渐扩鱼鳞叶片31中渐扩鱼鳞叶主片311呈环形间隔分布，底部渐扩鱼鳞片底连板312与钢制桩灌浆管11外壁固定连接；渐扩鱼鳞叶主片311上端为自由端，设置于上部渐扩鱼鳞叶主片311的外侧；通长的钢制桩灌浆管11外侧的渐扩鱼鳞叶片31呈鱼鳞状自下而上交错设置。
24.本实施例中，渐扩鱼鳞叶主片311为弧形板且侧端设置为坡面刀片状，环向间隔设置的渐扩鱼鳞叶主片311的弹性强度适应适应高压张开角度；渐扩鱼鳞叶主片311高度自上
而下适应待浇筑呈桩的直径确定，且内壁设置为粗糙面。渐扩鱼鳞片底连板312为梯形板，且固定连接于渐扩鱼鳞叶主片311中部。渐扩鱼鳞片活动轴314为工字形件，其中竖部穿接于渐扩鱼鳞片活动孔313中，两横部连接于渐扩鱼鳞片活动孔313两侧。
25.步骤四、在钢制桩主管13外侧设有环形的固定鱼鳞叶片32，固定鱼鳞叶片32底部和顶部均设置有连板与钢制桩主管13外壁连接。
26.步骤五、在渐扩鱼鳞叶主片311上部还设置有渐扩鱼鳞片活动孔313、渐扩鱼鳞片活动孔313为长条椭圆孔沿渐扩鱼鳞叶主片311环形设置，相邻的渐扩鱼鳞片活动孔313之间通过渐扩鱼鳞片活动轴314连接有渐扩鱼鳞片箍板315。
27.步骤六、现场施工时，通过加载下压封顶连接板14至整个钢管桩结构向下到设计位置，桩入土时渐扩鱼鳞叶片31受土压力截面半径较小，桩下沉至设计深度后，通过注浆管2高强注入混凝土，通过溢浆孔12出浆使渐扩鱼鳞叶片31内部受压，成打开状态，增加桩原有的截面半径，且叶片内测与混凝土接触，组合成界面较大的新的桩体。
28.本实施例中，溢浆孔12在钢制桩灌浆管11上间隔设置，且与渐扩鱼鳞片活动孔313错位设置；溢浆孔12设置位置均低于渐扩鱼鳞片活动孔313对应钢制桩灌浆管11处高度。
29.本实施例中，渐扩鱼鳞片箍板315为弧形钢板，钢板宽度大于渐扩鱼鳞片活动孔313宽度；渐扩鱼鳞片箍板315紧贴渐扩鱼鳞片活动孔313设置；渐扩鱼鳞片箍板315与渐扩鱼鳞叶主片311合围桩体的直径适应待浇筑桩的直径。在高压注浆过程中，渐扩鱼鳞片箍板315在环向上形成套箍状，连带着渐扩鱼鳞叶片31握裹混凝土，提供桩体承载力。
30.以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，其特征在于，渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构包含钢制桩灌浆管（11）组件（1）、贯通连接于钢制桩灌浆管（11）组件（1）上部的注浆管（2）以及连接于钢制桩灌浆管（11）组件（1）外侧周边的钢桩鱼鳞叶片组件（3）；所述钢制桩灌浆管（11）组件（1）包含钢制桩灌浆管（11）、间隔设置于钢制桩灌浆管（11）上的溢浆孔（12）、连接于钢制桩灌浆管（11）上的钢制桩主管（13）、连接于钢制桩主管（13）顶部的封顶连接板（14）以及连接于钢制桩灌浆管（11）底部的钻头（15）；所述钢制桩主管（13）和钢制桩灌浆管（11）贯通设置，钢制桩主管（13）上部贯通连接注浆管（2）；所述钢桩鱼鳞叶片组件（3）包含连接于钢制桩灌浆管（11）外侧的渐扩鱼鳞叶片（31）和连接于钢制桩主管（13）周边的固定鱼鳞叶片（32）；所述渐扩鱼鳞叶片（31）包含渐扩鱼鳞叶主片（311）、连接于渐扩鱼鳞叶主片（311）底部内侧的渐扩鱼鳞片底连板（312）、设置于渐扩鱼鳞片底连板（312）上的渐扩鱼鳞片活动孔（313）、可活动连接于渐扩鱼鳞片活动孔（313）内的渐扩鱼鳞片活动轴（314）以及连接于渐扩鱼鳞片活动轴（314）上的渐扩鱼鳞片箍板（315）；应用渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，具体步骤如下：步骤一、根据待加固地基深度，确定钢制桩灌浆管（11）组件（1）中钢制桩灌浆管（11）的长度，而后通过螺纹拼接的形式将钢制桩灌浆管（11）长度加长至设计长度；步骤二、在钢制桩灌浆管（11）顶部套接或螺纹连接钢制桩主管（13），并在钢制桩主管（13）顶部固定连接封顶连接板（14），在封顶连接板（14）上部一侧设置贯通的注浆管（2）；步骤三、在每段钢制桩灌浆管（11）外侧自下而上安装渐扩鱼鳞叶片（31），渐扩鱼鳞叶片（31）中渐扩鱼鳞叶主片（311）呈环形间隔分布，底部渐扩鱼鳞片底连板（312）与钢制桩灌浆管（11）外壁固定连接；渐扩鱼鳞叶主片（311）上端为自由端，设置于上部渐扩鱼鳞叶主片（311）的外侧；通长的钢制桩灌浆管（11）外侧的渐扩鱼鳞叶片（31）呈鱼鳞状自下而上交错设置；步骤四、在钢制桩主管（13）外侧设有环形的固定鱼鳞叶片（32），固定鱼鳞叶片（32）底部和顶部均设置有连板与钢制桩主管（13）外壁连接；步骤五、在渐扩鱼鳞叶主片（311）上部还设置有渐扩鱼鳞片活动孔（313）、渐扩鱼鳞片活动孔（313）为长条椭圆孔沿渐扩鱼鳞叶主片（311）环形设置，相邻的渐扩鱼鳞片活动孔（313）之间通过渐扩鱼鳞片活动轴（314）连接有渐扩鱼鳞片箍板（315）；步骤六、现场施工时，通过加载下压封顶连接板（14）至整个钢管桩结构向下到设计位置，桩入土时渐扩鱼鳞叶片（31）受土压力截面半径较小，桩下沉至设计深度后，通过注浆管（2）高强注入混凝土，通过溢浆孔（12）出浆使渐扩鱼鳞叶片（31）内部受压，成打开状态，增加桩原有的截面半径，且叶片内测与混凝土接触，组合成界面较大的新的桩体。2.如权利要求1所述的一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，其特征在于，渐扩鱼鳞叶主片（311）为弧形板且侧端设置为坡面刀片状，环向间隔设置的渐扩鱼鳞叶主片（311）的弹性强度适应适应高压张开角度；渐扩鱼鳞叶主片（311）高度自上而下适应待浇筑呈桩的直径确定，且内壁设置为粗糙面。3.如权利要求2所述的一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，渐扩鱼鳞片底连板（312）为梯形板，且固定连接于渐扩鱼鳞叶主片（311）中部。
4.如权利要求2所述的一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，其特征在于，渐扩鱼鳞片活动轴（314）为工字形件，其中竖部穿接于渐扩鱼鳞片活动孔（313）中，两横部连接于渐扩鱼鳞片活动孔（313）两侧。5.如权利要求4所述的一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，其特征在于，渐扩鱼鳞片箍板（315）为弧形钢板，钢板宽度大于渐扩鱼鳞片活动孔（313）宽度；渐扩鱼鳞片箍板（315）紧贴渐扩鱼鳞片活动孔（313）设置；渐扩鱼鳞片箍板（315）与渐扩鱼鳞叶主片（311）合围桩体的直径适应待浇筑桩的直径。6.如权利要求1所述的一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，其特征在于，溢浆孔（12）在钢制桩灌浆管（11）上间隔设置，且与渐扩鱼鳞片活动孔（313）错位设置；溢浆孔（12）设置位置均低于渐扩鱼鳞片活动孔（313）对应钢制桩灌浆管（11）处高度。7.如权利要求1所述的一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，其特征在于，封顶连接板（14）还预留有连接孔，连接孔对应上部结构或加载机械连接安装。8.如权利要求1所述的一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，其特征在于，注浆管（2）上还设置有流量计，流量计对应与总控连接；通过流量计和预先布设于渐扩鱼鳞叶片（31）内部的压力传感器校核浇筑是否复核设计要求。9.如权利要求2所述的一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，其特征在于，钻头（15）为锥形钻头（15），锥台面直径宽度大于临近渐扩鱼鳞叶主片（311）合围呈的圆环直径。

技术总结
本发明公开了一种渐扩式鱼鳞叶片状高压注浆钢管桩结构的施工方法，结构包含钢制桩灌浆管组件、贯通连接于钢制桩灌浆管组件上部的注浆管以及连接于钢制桩灌浆管组件外侧周边的钢桩鱼鳞叶片组件。本发明通过渐扩鱼鳞叶片的设置，其自下而上的渐扩式布置且底部渐扩鱼鳞叶片设置于钻头内部，利于保证入土的便易性，且叶片的环形布置也极大程度的保证了对周边土体的破坏；通过钢制桩灌浆管和溢浆孔的联用，利于保证混凝土的浇筑和后续高压注浆时渐扩鱼鳞叶片的张开，扩大桩体尺寸和提供连接整体性；通过渐扩鱼鳞片箍板及其连接结构的设置，利于保证在高压注浆时，渐扩鱼鳞叶片的环向握裹力，提供桩体的整体强度。提供桩体的整体强度。提供桩体的整体强度。


技术研发人员：谢荣岭 张庆昱 张露丹 张平平
受保护的技术使用者：中国建筑发展有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/9