内置压浆管预应力空心方桩扩孔压浆施工工艺技术领域
本发明涉及一种内置压浆管预应力空心方桩扩孔压浆施工工艺，属于建筑施工技术领域。
背景技术
预应力高强混凝土空心方桩（HKFZ）是一种在国际桩基工程领域比较成熟的桩基形式，国际及国内不少工程都大量使用了该种桩型。该种桩型由于采用高强混凝土，桩身强度达到80Mpa，但由于单桩的承载力是由桩身强度和桩土摩阻力两者中的最小值决定，因此桩身强度的优势远未得到发挥。为此，国内外同行采用多种工艺，以期提高其承载力，有的采用高压旋喷桩插芯，有的采用深层搅拌桩插芯，有的采用先扩孔再沉桩后注浆等等。诸如此类结构，虽然取得了一定作用，但往往由于需要多种设备配合、施工工艺复杂、功效低或成本过高，没能得到较好的推广。因此，如何采用一种较简单的结构，来提高HKFZ方桩的力学性能，成为摆在我们面前的一道技术难题。
发明内容
结合目前现预应力空心方桩施工的研究现状，结合工程实际特点对预应力空心方桩施工工艺进行优化。为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明涉及内置压浆管预应力空心方桩扩孔压浆施工工艺，其特征在于包括如下步骤：
（1）安装扩大端板、压浆阀：扩大端板上预留压浆阀孔，扩大端板的大小为空心方桩截面面积的1.5～3倍，厚度为10～30mm，空心方桩内部或者侧壁上设置压浆管，在第一节空心方桩底端焊接一块厚度不小于10mm的管芯封板；然后安装至少两个压浆阀，压浆阀采用丝接与空心方桩中的压浆管连接，沉桩前将扩大端板焊接在桩端上，其中至少一个压浆阀穿过扩大端板，压浆出口位于扩大端板的下方，至少一个压浆阀位于空心方桩的侧壁，其压浆出口位于扩大端板的上方；
（2）沉桩：将第一节空心方桩沉入，直到方桩沉到某一深度不动为止，同时用仪器观察方桩的中心位置和角度，确认无误后，再转为正常沉桩；
（3）灌浆：灌浆材料通过灌浆管注入桩周土和空心方桩的中间空隙中，灌浆采用随扩孔随灌浆的工艺；
（4）压浆：首先通过设置与空心方桩侧壁的压浆阀进行桩侧压浆，然后通过设置在扩大端板上的压浆阀进行桩端压浆。如图5所示。
在本发明的一个优选实施方式中，至少两个压浆阀对称的设置于空心方桩的侧壁上；至少两个压浆阀对称的设置于扩大端板上。
在本发明的一个优选实施方式中，所述的空心方桩外壁涂有防腐材料。
在本发明的一个优选实施方式中，步骤（3）选用以32.5或42.5强度等级的普通硅酸盐或矿渣硅酸盐水泥为基本材料的水泥浆、水泥砂浆或余浆废料等。
在本发明的一个优选实施方式中，步骤（3）的灌浆管采用聚乙烯管、镀锌管或焊管，灌浆管入土深度1.5-2.5m。
在本发明的一个优选实施方式中，步骤（4）的压浆选用以水泥为基本材料的水泥浆，对于饱和土，水灰比为0.45～0.65；对于非饱和土，水灰比为0.7～0.9。
在本发明的一个优选实施方式中，压浆管与压浆设备连接好，压浆员向制浆站发出开泵压浆信号后退离桩孔5m以外，开泵压浆，压浆流量不宜超过75L/min，对于风化岩、非饱和粘性土及粉土，压浆压力一般为3-10MPa。
在本发明的另一个优选实施方式中，在步骤（3）和（4）之间还包括接桩步骤，具体而言包括：
（a）压浆管连接：当第一节空心方桩顶部沉桩至地面1m左右时进行接桩，首先在的端板连接口处放置耐高温密封垫，然后将连接插管与下接桩端板连接口丝接，丝接时应缠上麻绳防止漏水，丝接完成在连接插管上套上耐高温密封垫，将上下节桩对齐下落，此时连接插管直接插入上节桩端板的连接口中，在上节桩自重作用下，桩身内部压浆管顺利接通，然后按照设计要求将上下节桩连接成整体；
（b）送桩：将空心方桩沉至地面后，安装空心方桩顶部的压浆管道，将顶部连接短管与顶部端板上的连接口进行丝接，然后将桩顶压浆管与桩顶连接短管连接牢固并确保密闭，采用送桩器将桩送至设计持力层。
采用本发明的方法，至少具有以下优点中的一个或者多个或者全部：
1在预应力空心方桩制作时，将注浆管预埋敷设于桩身内部，形成自带注浆管的成品方桩，简化了注浆施工工艺，减少了施工设备投入，提高了生产效率。
2通过灌浆和注浆提高了方桩单桩竖向承载力，增加了桩周土对桩的约束，减少了桩的侧向位移，有利于方桩的水平承载性能的发挥并能改善其抗震性能。
3本技术具备工艺科学合理，操作方便，质量易控制等优点，能有效发挥方桩的高强特点，减少了资源浪费。
4对要求桩身涂防腐材料的有腐蚀性的场地，扩孔灌浆方桩因施工过程中采用扩大端板，可减少沉桩过程中土对桩身的摩擦，保护防腐涂料，并能保护桩身。
5工艺中采用灌浆和注浆方式对方桩在施工过程中因吊装、锤击、抱压等原因出现的微裂缝有渗流保护作用，增大抗渗效果，有利于防止钢筋的锈蚀，增强了桩身耐久性。
附图说明
图1扩大端板、压浆阀安装示意图;
图2第一次灌浆示意图；
图3上下节预应力空心方桩压浆管连接示意图；
图4桩顶压浆管与桩顶端板连接口连接示意图；
图5压浆示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细描述。
实施例1：
（1）安装扩大端板、压浆阀：扩大端板上预留压浆阀孔，扩大端板的大小为空心方桩截面面积的1.5～3倍，厚度在10～30mm左右，空心方桩内部或者侧壁上设置压浆管，在第一节空心方桩底端焊接一块厚度不小于10mm的管芯封板，防止压浆过程中浆液窜入桩芯内，然后安装至少两个压浆阀，压浆阀采用丝接与空心方桩中的压浆管连接，沉桩前将扩大端板焊接在桩端上，其中一个压浆阀穿过扩大端板，压浆出口位于扩大端板的下方，另一个压浆阀位于空心方桩的侧壁，其压浆出口位于扩大端板的上方。如图1所示。
（2）沉桩：将第一节空心方桩沉入，直到方桩沉到某一深度不动为止，同时用仪器观察方桩的中心位置和角度，确认无误后，再转为正常沉桩；
（3）灌浆：灌浆材料通过灌浆管注入桩周土和空心方桩的中间空隙中，沉桩过程中应根据实际情况进行补浆，保证浆液上表面保持在预定的设计标高；灌浆采用随扩孔随灌浆的工艺，灌浆的目的为压重封护以及提高地基强度和变形模量，可选用以32.5或42.5强度等级的普通硅酸盐或矿渣硅酸盐水泥为基本材料的水泥浆、水泥砂浆或余浆废料等。灌浆管可采用聚乙烯管、镀锌管或焊管，灌浆管入土深度宜为2m。如图2所示。
（4）压浆管连接：当第一节空心方桩顶部沉桩至地面1m左右时进行接桩，首先在的端板连接口处放置耐高温密封垫，然后将连接插管与下接桩端板连接口丝接，丝接时应缠上麻绳防止漏水，丝接完成在连接插管上套上耐高温密封垫，将上下节桩对齐下落，此时连接插管直接插入上节桩端板的连接口中，在上节桩自重作用下，桩身内部压浆管顺利接通，然后按照设计要求将上下节桩连接成整体。如图3所示。
（5）送桩：将空心方桩沉至地面后，安装空心方桩顶部的压浆管道，将顶部连接短管与顶部端板上的连接口进行丝接，然后将桩顶压浆管与桩顶连接短管连接牢固并确保密闭，采用送桩器将桩送至设计持力层。如图4所示。
（6）压浆：首先通过设置与空心方桩侧壁的压浆阀进行桩侧压浆，然后通过设置在扩大端板上的压浆阀进行桩端压浆。如图5所示。
压浆可选用以水泥为基本材料的水泥浆，水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定，对于饱和土，水灰比宜为0.45～0.65；对于非饱和土，水灰比宜为0.7～0.9（松散碎石土、砂砾宜为0.5～0.6）；低水灰比浆液宜掺入减水剂。
压浆管与压浆设备连接好，压浆员向制浆站发出开泵压浆信号后退离桩孔5m以外，开泵压浆，压浆流量不宜超过75L/min，对于风化岩、非饱和粘性土及粉土，压浆压力一般为3-10MPa，对于饱和土层压浆压力值宜为1.2-4MPa，软土取低值，密实性粘土取高值。软土地区地质状况，桩端压浆一般3-4MPa，桩侧1.5-2MPa。
单桩压浆量宜通过现场压浆试验和承载力提高的要求综合确定。停止压浆一般采用预设压浆量和压浆压力双控措施，当压浆量达到预设要求或压浆压力达到预设要求时均可停止压浆。
以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。对一般领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。