1.本发明涉及桩基础施工技术领域，更具体的是涉及一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩及其成桩工法。
背景技术：2.预应力预制管桩是地基与基础工程中一种桩基础形式，在房屋建筑工程、桥梁工程等领域应用很广泛，目前，现有管桩(含预应力预制管桩)的特点是：单桩承载力高，工厂化制造保证质量、环保；与人工挖孔桩、机械(旋挖)钻孔灌注桩型相比较经济、造价低廉，且性价比高，其传统施工方法多为静压式沉桩锤击式沉桩和中掘压入式沉桩，可以适应粘土层、砂层、全风化土层等地质施工；通过挤土效应对管桩产生桩端承载力和桩侧摩擦力，达到对建筑物的承载效果；但是，当遇到地基岩层(土层)坚硬区域就很难成桩，限制了预应力预制管桩的施工应用，当单桩竖向承载力特征值需达到4500kn及以上时，采用预应力预制管桩机械钻孔注浆桩即可达到要求。如采用机械(旋挖)钻孔灌注桩，直径需为1200mm，有效桩长约25m才能达到要求，造价高，施工周期长。
技术实现要素：3.本发明的目的在于：为了解决地质条件坚硬打桩困难以及现有预应力预制管桩高承载力的技术问题，本发明提供一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩及其成桩工法。
4.本发明采用的技术方案如下：一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，包括预应力预制管桩，所述预应力预制管桩的外壁两侧分别捆绑有硬塑注浆管，通过硬塑注浆管从下至上在预应力预制管桩的周边注浇有锚浆包裹层，该预应力预制管桩的孔内底部设置有封底处理层。
5.所述封底处理层为2-3米高，所述封底处理层的材料为锚浆或c20混凝土，无需对预应力预制管桩的内腔填满，也能达到设计要求，可以节约5/6的内腔填充材料，降低了成本。
6.所述封底处理层还包括采用18t液压打桩机进行施打预应力预制管桩沉桩，因挤土效应而使预应力预制管桩更好的嵌入岩土层，具有更强的桩端承载力。
7.所述锚浆采用强度m40锚浆，能满足设计要求。
8.所述硬塑注浆管的直径为40mm，通过绑扎带固定在预应力预制管桩上，绑扎带间距为1.0-2.0米，锚浆从下向上注浆，将孔洞内的水、泥沙挤出，降低的施工难度，提高了注浆的质量。
9.所述绑扎带为3000mm长的尼龙塑料扎带，方便操作，成本低。
10.所述预应力预制管桩采用uhc(c105)-700-130-桩型，降低了成本，只需直径为700mm的桩就能达到高承载力要求。
11.所述锚浆包裹层的厚度为50-100mm，直径为700mm的桩，锚浆包裹层为50mm，成品桩直径合计为800mm，有效桩长14.0m，经过检测，单桩竖向承载力特征值4750kn，极限值
9500kn，竖向沉降最大值为20mm，该桩型单桩竖向承载力已打破了湖南省和国家最高值记录。
12.一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩的成桩方法，包括如下步骤：
13.s1、采用机械旋挖钻孔机在选定的桩位钻取直径大于等于桩径100mm，深度视岩层坚硬情况浅于桩长约1.0m的孔；
14.s2、在预应力预制管桩对称两侧用尼龙塑料扎带绑扎两根直径为40mm的硬塑注浆管，绑扎带间距为2000mm，硬塑注浆管应能承受2.0mpa以上压力；
15.s3、采用18t的液压打桩机吊取已经绑扎好注浆管，且标准桩尖已焊接的预应力预制管桩放入孔内，并保证其垂直度满足规范要求，预应力预制管桩放入孔内前采用清水湿润；
16.s4、固定预应力预制管桩后采用8-16mpa砂浆注浆机进行专用锚浆(gmzj-1)注浆，待孔口涌出浓浆浮泥后停止注浆；
17.s5、注浆完成后，采用同等锚浆或c20混凝土对管桩孔内底部进行2.0m深封底处理，并采用18t液压打桩机进行施打，收锤标准为三阵每十锤击的贯入度≤20mm；
18.s6、待锚浆强度达到30mpa以上进行单桩竖向承载力检测。
19.步骤s5所述施打工序后，再监测预应力预制管桩的垂直度，没有达到设计要求时，可以及时调整修正预应力预制管桩的垂直度。
20.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
21.本发明既能有效解决静压管桩施工，锤击管桩施工不能入硬质岩的问题，又有效地解决了钻孔灌注桩成孔清底沉渣难、且不需泥浆护壁，不污染环境，减少了混凝土充盈系数大、质量不稳定，以及检测周期长等施工问题；充分发挥预制管桩的桩身承载力高、施工效率高、环保好等特点，而且能减少对预应力预制管桩的损坏；
22.本发明通过在预应力预制管桩的周边包裹锚浆包裹层，对预应力预制管桩底部进行封底处理层，极大的提高了承载力，采用uhc(c105)-700-130-a桩型，有效桩长14.0m，单桩竖向承载力特征值4750kn，极限值9500kn，竖向沉降最大值为20mm，该桩型单桩竖向承载力已打破了湖南省和国家最高值记录；与采用机械旋挖钻孔灌注桩型，桩径需要1200mm，有效桩长需要20-25m，单桩竖向承载力特征值相当，还有所超越，单从桩型成本来算就可节约一半的成本，极大地降低了造价，而且，施工周期短，龄期三天后锚浆包裹层的锚浆强度就可达到30mpa以上，即可进行单桩竖向承载力检测，以及后期的施工；
23.本发明通过硬塑注浆管压力从下向上注浆，利用锚浆流体力学作用，压力冲刷清洗孔底渣及孔壁泥浆、砂石至地面，同时锚浆起到对钻孔岩土层护壁作用，在完成管桩种植后，更好的控制桩身垂直度，解决了传统钻孔灌注桩易塌孔、清渣难、下钢筋笼难等问题；
24.综上所述，本发明适用范围更广，适用岩层(土层)为强风化板岩、中风化板岩、灰岩、圆砾土层等地质条件，与机械钻孔灌注桩相比造价更低，至少可节约一半的成本，工期更短，施工更简单，承载力更高，直径为700mm的a桩型，锚浆包裹层厚度为50mm的注浆桩，单桩竖向承载力极限值达到9500kn，还可在此值基础上提高单桩竖向承载力。
附图说明
25.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
26.图1是本发明结构示意图；
27.图2是本发明俯视结构示意图；
28.图中标记为：1-预应力预制管桩，2-锚浆包裹层，3-硬塑注浆管，4-封底处理层，5-岩土层。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1
32.如图1-2所示，本实施例提供一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，包括预应力预制管桩1，所述预应力预制管桩1的外壁两侧分别捆绑有硬塑注浆管3，通过硬塑注浆管3从下至上在预应力预制管桩1的周边注浇有锚浆包裹层2，该预应力预制管桩1的内部底部设置有封底处理层4。
33.实施例2
34.在实施例1的基础上，所述封底处理层4为2-3米，所述封底处理层4的材料为锚浆或c20混凝土，无需对预应力预制管桩1的内腔填满，也能达到设计要求，可以节约5/6的内腔填充材料，降低了成本。
35.实施例3
36.在实施例2的基础上，所述封底处理层4还包括采用18t液压打桩机进行施打预应力预制管桩1沉桩，因挤土效应使预应力预制管桩1更好的嵌入岩土层5，因桩底部挤土效应控制成桩贯入度而保证承载力,具有更强的桩端承载力和桩侧摩擦力。
37.实施例4
38.在实施例1的基础上，所述锚浆采用m40锚浆，能满足设计要求。
39.实施例5
40.在实施例1的基础上，所述硬塑注浆管3的直径为40mm，通过绑扎带固定在预应力预制管桩1上，绑扎带桩底部5米范围间距为1米，其上间距为2米，硬塑注浆管3将锚浆从下向上压力注浆，可将孔洞内的水、泥砂挤出，降低的施工难度，提高了注浆的质量。
41.实施例6
42.在实施例5的基础上，所述绑扎带为3000mm长的尼龙塑料扎带，方便操作，成本低。
43.实施例7
44.在实施例1的基础上，所述预应力预制管桩1采用uhc(c105)-700-130-桩型，降低了成本，只需直径为700mm的桩就能达到高承载力要求。
45.实施例8
46.在实施例1的基础上，所述锚浆包裹层2的厚度为50-100mm，直径为700mm的桩，锚浆包裹层2为50mm，成品桩直径合计为800mm，有效桩长14.0m，经过检测，单桩竖向承载力特征值4750kn，极限值9500kn，竖向沉降最大值为20mm，该桩型单桩竖向承载力已打破了湖南省和国家最高值记录。
47.本发明的工作原理为：本发明通过现浇的锚浆包裹层2与土体粘合，大大的提高了土体承载力，并且在预应力预制管桩1外壁完全被锚浆充满后，可检测并及时调整修正预应力预制管桩1的垂直度，而且预应力预制管内只需填充2米的混凝土或锚浆，在减少混凝土或锚浆用量的同时，极大的提高了桩的承载力。
48.工法例1
49.一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩的成桩方法，包括如下步骤：
50.s1、采用机械旋挖钻孔机在选定的桩位钻取直径大于等于桩径100mm，深度视岩层坚硬情况浅于桩长约1.0m的孔；
51.s2、在预应力预制管桩1对称两侧用尼龙塑料扎带绑扎两根直径为40mm的硬塑注浆管3，绑扎带间距为2000mm，硬塑注浆管3应能承受2.0mpa以上压力；
52.s3、采用18t的液压打桩机吊取已经绑扎好注浆管，且标准桩尖已焊接的预应力预制管桩1放入孔内，并保证其垂直度满足规范要求，预应力预制管桩1放入孔内前采用清水湿润；
53.s4、固定预应力预制管桩1后采用8-16mpa砂浆注浆机进行专用锚浆(gmzj-1)注浆，待孔口涌出浓浆后停止注浆；
54.s5、注浆完成后，采用同等锚浆或c20混凝土对管桩孔内底部进行2.0m深封底处理，并采用18t液压打桩机进行施打，收锤标准为三阵每十锤击的贯入度≤20mm；
55.s6、待锚浆强度达到30mpa以上进行单桩竖向承载力检测。
技术特征：1.一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，包括预应力预制管桩(1)，其特征在于，所述预应力预制管桩(1)的外壁两侧分别捆绑有硬塑注浆管(3)，通过硬塑注浆管(3)从下至上在预应力预制管桩(1)的周边注浇有锚浆包裹层(2)，该预应力预制管桩(1)的孔内底部设置有封底处理层(4)。2.根据权利要求1所述的一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，其特征在于，所述封底处理层(4)为2-3米，所述封底处理层(4)的材料为锚浆或c20混凝土。3.根据权利要求2所述的一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，其特征在于，所述封底处理层(4)还包括采用18t液压打桩机进行施打预应力预制管桩(1)沉桩，因桩底部挤土效应控制成桩贯入度而保证承载力。4.根据权利要求1所述的一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，其特征在于，所述锚浆采用强度为m40锚浆。5.根据权利要求1所述的一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，其特征在于，所述硬塑注浆管(3)的直径为40mm，通过绑扎带固定在预应力预制管桩(1)上，绑扎带桩底部5米范围间距为1米，其上间距为2米。6.根据权利要求5所述的一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，其特征在于，所述绑扎带为3000mm的尼龙塑料扎带。7.根据权利要求1所述的一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，其特征在于，所述预应力预制管桩(1)采用uhc(c105)-700-130-桩型。8.根据权利要求1所述的一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩，其特征在于，所述锚浆包裹层(2)的厚度为50-100mm。9.一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩的成桩方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、采用机械旋挖钻孔机在选定的桩位钻取直径大于等于桩径100mm，深度视岩层坚硬情况浅于桩长约1.0m的孔；s2、在预应力预制管桩(1)对称两侧用尼龙塑料扎带绑扎两根直径为40mm的硬塑注浆管(3)，绑扎带间距为1.0-2.0m，硬塑注浆管(3)应能承受2.0mpa以上压力；s3、采用18t的液压打桩机吊取已经绑扎好注浆管，且标准桩尖已焊接的预应力预制管桩(1)放入孔内，并保证其垂直度满足规范要求，预应力预制管桩(1)放入孔内前采用清水湿润；s4、固定预应力预制管桩(1)后采用8-16mpa砂浆注浆机进行专用锚浆注浆，待孔口涌出浓浆且无浮泥后停止注浆；s5、注浆完成后，采用同等锚浆或c20混凝土对管桩孔内底部进行2.0m深封底处理，并采用18t液压打桩机进行施打，收锤标准为三阵每十锤击的贯入度≤20mm；s6、待锚浆强度达到30mpa以上进行单桩竖向承载力检测。10.根据权利要求9所述的一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩的成桩方法，其特征在于，步骤s3所述吊桩入孔工序后，再监测预应力预制管桩(1)的垂直度，可以及时调整修正预应力预制管桩(1)的垂直度。
技术总结本发明公开了一种预应力预制管桩机械钻孔注浆桩及其成桩工法，涉及桩基础施工技术领域，解决地质条件坚硬打桩困难以及现有预应力预制管桩高承载力的技术问题，包括预应力预制管桩，所述预应力预制管桩的外壁两侧分别捆绑硬塑注浆管，通过硬塑注浆管从下至上在预应力预制管桩的周边注浇有锚浆包裹层，该预应力预制管桩的孔内底部设置有封底处理层；本发明适用范围更广，适用岩层为强风化板岩、中风化板岩、灰岩、圆砾土层等地质条件，造价低廉，节省工程成本，施工工期短，施工便捷，承载力更强，直径为700mm的桩型，锚浆包裹层厚度为50mm的注浆桩，单桩竖向承载力极限值达到9500KN，打破了国家目前最高值记录。破了国家目前最高值记录。破了国家目前最高值记录。
技术研发人员：周海军 宋浩
受保护的技术使用者：周海军
技术研发日：2022.07.11
技术公布日：2022/11/1
