预应力锚索人工挖孔抗拔桩及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种人工挖孔桩抗拔结构，包括桩体和增强桩体轴向抗拔力的一根以上的预应力锚索，所述轴向预应力锚索设置于桩体内，且上端通过夹具锚固于桩体的桩头，下端径向穿过桩体侧壁锚固于桩体周边地层；在人工挖孔桩桩身浇筑混凝土并达到设计强度之后，通过张拉预应力锚索以增强人工挖孔桩的抗拔力，桩身耐久性和抗拔承载力可大幅提高。该结构施工简单，分段进行，质量可控，对于人工挖孔桩受到向上的拉拔力时，尤其对于山区嵌岩桩侧摩阻力较低的人工挖孔桩，该结构以及其施工方法能有效地提高人工挖孔桩的抗拔能力，极大地增强人工挖孔桩桩身的耐久性。

Prestressed anchor rope artificial digging hole uplift pile and construction method thereof

The invention discloses an artificial digging Zhuangkang pull structure, which comprises a pile body and reinforced pile axial pullout force of more than one of the prestressed anchor cable, the axial prestressed anchor is arranged on the pile body, and the upper end through the fixture anchor pile on the pile head, the lower end of the radial through the pile anchor on the side wall of the pile the body surrounding strata; after artificial digging pile concrete and reach the design strength, the prestressed anchor cables in order to enhance the anti pulling force of manual digging pile, pile durability and anti pulling capacity can be greatly improved. This structure has the advantages of simple construction, segmentation, quality control, the artificial dig hole pile by the upward pulling force, especially for the mountain rock socketed pile side friction of lower artificial dig hole pile, the structure and its construction method can effectively improve the artificial digging pile pullout capacity, greatly enhance the durability of artificial digging pile.

【技术实现步骤摘要】
预应力锚索人工挖孔抗拔桩及其施工方法
本专利技术涉及一种人工挖孔桩，特别涉及一种预应力锚索人工挖孔抗拔桩及其施工方法。
技术介绍
人工挖孔桩广泛地应用在桥梁工程、铁路工程、公路工程、电力工程、水利工程和地质工程的桩基成孔。人工挖孔桩的桩基一般承受受压荷载，然而在一些特殊受力情况下，人工挖孔桩承受向上的拉拔力，如悬索桥中的锚定桩、偏拉的输电铁塔桩基等。在粘土地层以及部分岩石地层中，人工挖孔桩桩身侧阻力较低，在向上拉拔力的作用下容易造成桩身被拔出，造成巨大的工程事故。为了增加人工挖孔桩抗拔力，工程实践中一般采用桩身侧壁加固的方法，或者采用桩顶加压的方法，然而这些方法增加的抗拔力有限，抗拔效果并不理想。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种预应力锚索人工挖孔抗拔桩及其施工方法，提高人工挖孔桩抗拔力和增强抗拔桩桩身耐久性，施工简单、质量可控，尤其适用于山区嵌岩桩侧摩阻力较低时的人工挖孔桩。本专利技术的预应力锚索人工挖孔抗拔桩，包括桩体和增强轴向抗拔力的一根以上的预应力锚索，所述预应力锚索轴向设置于桩体内，且上端固定于桩体的桩头，下端径向穿过桩体侧壁锚固于桩体周边地层；进一步，桩体内的预应力锚索沿桩体径向多层均布；进一步，桩体外的预应力锚索沿桩体周边岩土呈垂直向多层均布；进一步，所述桩体外预应力锚索与桩体侧壁的形成30-45°的夹角。进一步，所述预应力锚索套设于隔离套管中；进一步，沿所述桩体侧壁向周边土层设置有通过灌注砂浆固定预应力锚索的注浆孔，所述桩体侧壁内设置有钢筋；进一步，所述预应力锚索的锚固端垂直锚索设置端板；进一步，所述预应力锚索以下斜拉式锚固于桩体周边地层并施加预应力。本专利技术还公开一种预应力锚索人工挖孔抗拔桩的施工方法，包括以下步骤：S1、开挖第一段人工挖孔桩并采用混凝土护壁支护，在第一段预应力锚索锚头的标高处，沿人工挖孔桩护壁的四周对称钻取注浆孔，将预应力锚索放入注浆孔并固定锚固端，然后向注浆孔中注入水泥砂浆，当水砂浆完全凝固并符合强度要求后，将预应力锚索的另一端牵拉至地面；S2、继续向下开挖人工挖孔桩，重复步骤S1；S3、开挖人工挖孔桩至桩底，然后放入钢筋笼后浇筑混凝土；S4、待人工挖孔桩桩身混凝土达到设计要求后，分别对不同层的预应力锚索进行后张法张拉，达到设计张拉应力后在人工挖孔桩顶面，通过锚固件将预应力锚索锚固；进一步，步骤S1中，所述水泥砂浆中添加有速凝剂，按重量比水泥：水＝1:0.8，注浆压力为0.4～0.5MPa。本专利技术的有益效果：本专利技术的预应力锚索人工挖孔抗拔桩及其施工方法，在人工挖孔桩桩身的基础上，施加预应力锚索，通过锚索的张拉增强人工挖孔桩的抗拔力，桩身耐久性和抗拔承载力可大幅提高，施工简单，分段进行，质量可控，对于人工挖孔桩受到向上的拉拔力时，尤其对于山区嵌岩桩侧摩阻力较低的人工挖孔桩，该结构以及其施工方法能有效地提高人工挖孔桩的抗拔能力，增强抗拔桩桩身耐久性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1为现有技术中的抗拔桩；图2本专利技术的剖面结构示意图；图3为预应力锚索与隔离套管的结构示意放大图。具体实施方式图1为现有技术中的抗拔桩；图2本专利技术的剖面结构示意图；图3为预应力锚索与隔离套管的结构示意放大图，如图所示：本实施例的预应力锚索人工挖孔抗拔桩，包括桩体1′和增强桩体1′轴向抗拔力的一根以上的预应力锚索2＇，所述预应力锚索2＇垂直向设置于桩体1′内，且上端固定于桩体1′的桩头3，下端径向穿过桩体1′侧壁锚固于桩体1′周边地层；预应力锚索2＇在桩体1′侧壁4与周边地层之间形成锚固段，在人工挖孔桩桩身浇筑混凝土并达到设计强度之后，通过预应力锚索2＇的张拉以增强人工挖孔桩的抗拔力，同时桩身耐久性和抗拔承载力可大幅提高。本实施例中，桩体1′内的预应力锚索2＇沿桩体1′径向多层均布；桩体1′外的预应力锚索2＇与桩体1′呈α°轴向多层均布；沿平行桩体1′进行分层锚固，锚固段形成类似“树根”结构，提高桩体1′的承载力和抗拔能力，在使用过程中，预应力的施加将预先让混凝土受压，在桩身上产生压应力(一般为10～20MPa)。当有上拔力时，上拔力产生的拉应力需要抵消到预应力给混凝土的压应力，然后才让桩身混凝土受拉，因此，预应力的存在对协助桩身受拉具有重要的贡献。本实施例中，所述桩体1′外预应力锚索2＇与桩体1′侧壁4的形成30-45°的夹角，桩身的抗拔力最大。本实施例中，所述预应力锚索2＇套设于隔离套管中；防止锚索生锈受到腐蚀。本实施例中，沿所述桩体1′侧壁4向周边土层设置有通过灌注砂浆固定预应力锚索2＇的注浆孔6，所述桩体1′侧壁4内设置有钢筋；将预应力锚索2＇放置于注浆孔6中后灌注添加有速凝剂的水泥砂浆，增强锚固段的强度，进一步提高桩体1′的承载力和抗拔能力，桩体1′侧壁4内的钢筋用于对桩体1′侧壁4的加强，避免张拉预应力锚索2＇以及在受到向上的拉拔力时对桩体1′侧壁4的损坏。本实施例中，所述预应力锚索2＇的锚固端5垂直锚索设置端板(锚固件)；免于锚固端5的固定，增加锚固力。本实施例中，所述预应力锚索2＇以下斜拉式锚固于桩体1′周边地层并施加预应力；既便于锚固又便于给桩体1′施加有效的抗拔力。本专利技术还公开一种预应力锚索2＇人工挖孔抗拔桩的施工方法，包括以下步骤：S1、开挖第一段人工挖孔桩并采用混凝土护壁支护，在第一段预应力锚索2＇锚头的标高处，沿人工挖孔桩护壁的四周对称钻取注浆孔6(钻取4个直径为35mm，长约1.5m-2.0m的注浆孔6)，将预应力锚索2＇放入注浆孔6并固定锚固端5，然后向注浆孔6中注入水泥砂浆，当水砂浆完全凝固并符合强度要求后，将预应力锚索2＇的另一端牵拉至地面；S2、继续向下开挖人工挖孔桩，重复步骤S1；S3、开挖人工挖孔桩至桩底，然后放入钢筋笼后浇筑混凝土；S4、待人工挖孔桩桩身混凝土达到设计要求后，分别对不同层的预应力锚索2＇进行后张法张拉，达到设计张拉应力后在人工挖孔桩顶面，通过锚固件将预应力锚索2＇锚固；施工简单，分段进行，质量可控，桩身耐久性和抗拔承载力可大幅提高，对于人工挖孔桩受到向上的拉拔力时，尤其对于山区嵌岩桩侧摩阻力较低的人工挖孔桩，该施工方法能有效地提高人工挖孔桩的抗拔能力。本实施例中，步骤S1中，所述水泥砂浆中添加有速凝剂，按重量比水泥：水＝1:0.8，注浆压力为0.4～0.5MPa。将上述本实施例的预应力锚索人工挖孔抗拔桩与传统的抗拔桩进行比较：在工程中，为了增加基础结构的抗浮和抗拔作用，采用常规锚固的方式，如下图1所示。由于“群锚效应”，实际工程中桩体1′底部锚索2还不能过多的设置，否则各个锚索2之间的锚固力将会相互影响，从而降低其锚固能力，因此实际工程中一般取4根。而本专利技术公布一种类似于“树根”的抗拔人工挖孔桩，如图2所示，其锚固段长度为l，锚固段倾角为α，同一层中可以沿桩布置4根，沿桩身布置n层(n≥2)。(1)在增强桩的抗拔性能方面为定量对比二者的抗拔效果，做如下假设：①图1和图2的锚固段处于相同的地层内，锚固段长度均为l，锚固孔的周长均为u；②二者采用同样强度等级的速凝混凝土砂浆，锚固段与周围岩土体的抗拔极限侧阻力标准值均为qsik；③二者抗拔桩的直径和深度均一致。由于假设③二者抗拔桩的直径和深度均一致，因此，图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预应力锚索人工挖孔抗拔桩，其特征在于：包括桩体和增强轴向抗拔力的一根以上的预应力锚索，所述预应力锚索轴向设置于桩体内，且上端固定于桩体的桩头，下端径向穿过桩体侧壁锚固于桩体周边岩土层中。

【技术特征摘要】
1.一种预应力锚索人工挖孔抗拔桩，其特征在于：包括桩体和增强轴向抗拔力的一根以上的预应力锚索，所述预应力锚索轴向设置于桩体内，且上端固定于桩体的桩头，下端径向穿过桩体侧壁锚固于桩体周边岩土层中。2.根据权利要求1所述的预应力锚索人工挖孔抗拔桩，其特征在于：桩体内的预应力锚索沿桩体径向多层均布。3.根据权利要求1所述的预应力锚索人工挖孔抗拔桩，其特征在于：桩体外的预应力锚索沿桩体周边岩土呈垂直向多层均布。4.根据权利要求3所述的预应力锚索人工挖孔抗拔桩，其特征在于：所述桩体外预应力锚索与桩体侧壁的形成30-45°的夹角。5.根据权利要求2或3所述的预应力锚索人工挖孔抗拔桩，其特征在于：所述预应力锚索套设于隔离套管中。6.根据权利要求5所述的预应力锚索人工挖孔抗拔桩，其特征在于：沿所述桩体侧壁向周边土层设置有通过灌注砂浆固定预应力锚索的注浆孔，所述桩体侧壁内设置有钢筋。7.根据权利要求6所述的预应力锚索人工挖孔抗拔桩，其特征在于：所述预应力锚索的锚固端垂直锚索设置端板...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，刘洋，付雪梅，黄天柱，陈超，蒋斌，张弛，赵宝云，董倩，李子运，许年春，吴同情，况龙川，董秀坤，王思长，王丽萍，彭燕，吕庆江，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50