一种PCC桩桩芯土上升的处理方法 【技术领域】
本发明涉及一种施工方法，特别涉及一种PCC桩桩芯土上升的处理方法。
背景技术
现浇混凝土大直径管桩(简称PCC桩，专利号02112538.4和01273182.X)，采用振动方式将钢质内外双层套管空腔结构(桩模)在活瓣桩靴闭合的保护下，沉入地基设计深度，通过混凝土分流器向该结构均匀注入混凝土，然后振动拨出该空腔结构，活瓣桩靴在该空腔结构拨出时自动分开，混凝土注入空腔结构拨出后形成的环形槽内，形成PCC桩。PCC桩外直径一般为1.0～1.5米，壁厚为10～15厘米，沉桩深度20～30米。PCC桩以较少地混凝土用量得到较大的承载力，因此是一种经济合理、性价比优越的桩型，该技术已经成功应用于高速公路、高速铁路等大面积软基处理工程中。
尽管PCC桩在高速公路、高速铁路上广泛应用，取得了很大的经济效益，但是在施工过程中存在桩芯土上升的问题。当设计壁厚较大时，PCC桩的桩芯土直径(内直径)较小，因此在打桩过程中桩芯土易发生土塞。此外，由于土体粘性差、有回填土等原因容易造成桩芯土上部(0～2m)随桩模内管带出，这样造成很多危害：桩芯土带出部分的空腔将由混凝土填实，浪费了材料；桩芯土由混凝土置换，部分地方将出现实心桩，不利于桩芯土开挖进行桩身质量检测；桩芯土被混凝土隔断，使得上部桩芯更加不稳定，容易倾斜，造成上部桩壁厚薄不均；桩芯土的上升致使施工中必须处理高出地表的桩芯土，使得施工更费时。
【发明内容】
本发明的目的在于解决PCC桩施工过程中存在的桩芯土上升的技术问题，克服由于桩芯土上升所带来的上述缺陷，提供一种PCC桩桩芯土上升的处理方法。
本发明采用的技术方案是：
一种PCC桩桩芯土上升的处理方法，其特征在于：在桩模内管中设置上下自由移动的圆柱形重物；增加桩模桩尖处内管的长度，使内管长度超出活瓣桩靴；并在桩模内管内壁底部安装喷水装置。
圆柱形重物主要依靠其自身重量压在桩芯土表面，可有效阻止桩芯土的上升。所述的圆柱形重物为预制混凝土实心圆柱体，或圆柱形铁桶，内装重物如铁块、石块或砂，或在其中注水。优选的方法是圆柱形重物上安装一组滚轮，滚轮与桩模内管接触，这样圆柱形重物与内管之间能上下自由滑动。
本发明中，桩尖处内管超出活瓣桩靴的长度为50～80cm。增加桩头处内管的长度，使得内管超出活瓣部分，可以减少桩芯土底部向上的土压力，也就减小了使桩芯土上升的作用力。
所述的喷水装置由连通的引水管和喷管组成，引水管接高压水源，喷管为其上分布喷水孔的空心钢管。
进一步，可在圆柱形重物外壁上部和下部各安装有4个滚轮，滚轮与桩模内管接触，使圆柱形重物与内管之间能上下自由滑动；喷水装置的引水管位于桩模内管内壁，上端与高压水源连接，下端与喷管连接；喷管呈圆形紧贴在桩模内管内壁上，并位于桩模内管内壁底部，由空心钢管制成，在钢管管壁上下各均匀分布有一组喷水孔，使水能自由喷出。
在桩模内管内壁上，喷管上、下都设置一组锯齿，在桩模上下运动时锯齿能切割桩芯土。将锯齿设于喷水孔正上方和正下方，在喷管喷水形成泥浆时，锯齿还起到保护喷管的作用。同时，在桩模完全拔出时能卡住圆柱形重物，使圆柱形重物不会从桩模内管滑落。
本发明的优点和效果在于：在桩模内管安装四周带有滚轮的圆柱形重物，圆柱形重物压在桩芯土表面，可有效阻止桩芯土的上升；在桩模内管内壁底部安装一个喷水装置，并设置了锯齿，桩芯土外表面在打桩过程中会被管底内部锯齿突出部分划破，同时喷管喷水，这样在桩芯土外表面会形成泥浆，泥浆会有效降低桩芯土与内管的摩擦系数，从而减小桩芯土受到的侧摩阻力，减小了使桩芯土上升的作用力；增加桩头处内管的长度，使得内管超出活瓣部分的长度增加，这样可以减少桩芯土底部向上的土压力，也减小了使桩芯土上升的作用力。
本发明结构简单，易于实现，操作简便，成本低廉，能有效防止桩芯土上升，是一种PCC桩施工中高效实用的方法。
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。
【附图说明】
图1本发明工作原理示意图；
图2图1沿B-B线剖视图；
图3图1中A位置局部放大图；
图4图1沿C-C线剖视图。
【具体实施方式】
如图1～4所示，圆柱形重物6位于桩模内管2内部，其直径略小于桩模内管的内径，圆柱形重物6的外壁有滚轮7与内管2内壁接触，以使圆柱形重物6能在桩模内管2中上下自由滑动。圆柱形重物6可为预制混凝土实心圆柱，也可以采用空心圆柱形铁桶里面注水形成，其高度可为1.5～2m。滚轮7位于圆柱形重物6的外壁上部和下部，上下各四个对称分布。引水管8焊接在桩模内管2的内壁，由空心钢管制成，上端与高压水源连接，下端与喷管10连接。喷管10为圆形紧贴桩模内管，焊接在桩尖处9内管内侧，也由空心圆管制成，圆管上下各开有十六个喷水孔12，让水能自由喷出。在桩模内管内壁上，喷管10上、下都设置了锯齿11，锯齿11位于喷水孔12正上方和正下方，上下各十六个。桩尖处9内管比活瓣桩靴3长出50～80cm，可有效减小桩芯土5底部向上的土压力。
PCC桩施工时，将外管1、内管2双层套管结构的桩模在活瓣桩靴3的保护下，沉入地基4，沉管时启动高压喷水装置，让喷管10通过喷水孔12喷水，使得桩芯土5外壁湿润，形成泥浆护壁，以减少摩擦。在打桩及其后的拔管过程中，圆柱形重物6始终压在桩芯土上，用以压制桩芯土。
在桩模上下运动时锯齿11切割桩芯土5外表面，同时喷管10通过喷水孔12喷水形成泥浆，锯齿11还起到保护喷管10的作用，同时在桩模完全拔出时能卡住圆柱形重物6，使圆柱形重物6不至于从桩模内管2滑落。