软土地基大直径混凝土预制节段桩 技术领域 本发明涉及软土地基桥梁的修建技术领域， 尤其涉及一种软土地基大直径混凝土 预制节段桩。
背景技术 目前， 软土地基桥梁的桩基通常采用预制桩或钻孔灌注桩形式。
预制桩一般采用方形或者管形横截面， 施工时采用锤击或者振动沉桩。受施工设 备的功率及地质条件等限制， 预制桩的尺寸均较小 ( 一般直径在 600 毫米以下 )。 预制桩存 在的主要技术问题是 ：
1) 打入桩的施工作业发出的噪声很大， 随着城市环保要求的不断提高， 打入桩由 于噪音、 振动的负面影响已经不适于在城区内采用 ；
2) 振动沉桩限于施工设备要求， 一般仅适用于小型建筑的桩基础， 桩的断面较小， 长度较短 ( 一般 30 米以内 )， 达不到桥梁桩基的承载能力要求， 因此不能适用于桥梁桩基的 施工。
钻孔灌注桩是目前在城区范围内施工较为普遍的一种桩基类型， 尺寸均较大 ( 一 般直径在 600 毫米以上 )， 具有施工噪音低的优点。 其主要施工工序为钻孔并泥浆护壁→清 底→下钢筋笼→现场浇筑水下混凝土。钻孔灌注桩存在的主要技术问题是 ：
1) 施工速度慢， 一般 1 根桩的施工需要 2 ～ 3 天的施工周期 ；
2) 对现场施工技术要求高， 软土地基的桩孔护壁在施工时稍有作业不慎即容易导 致塌孔， 造成事故发生 ；
3) 对环境有污染， 施工时产生的泥浆会对环境造成污染等问题 ；
4) 桩基的混凝土强度不高， 水下浇筑混凝土强度一般只能达到 C30。
综上所述， 对于在软土地基上如何实现大直径的桥梁桩基， 目前没有很好的解决 办法。
因此， 本领域的技术人员致力于开发一种结构简单、 施工便利的软土地基大直径 混凝土预制节段桩。
发明内容 有鉴于现有技术的上述缺陷， 本发明所要解决的技术问题是提供一种导向性好、 施工阻力小的适用于软土地基的大直径混凝土预制节段桩。
为实现上述目的， 本发明提供了一种软土地基大直径混凝土预制节段桩， 包括多 个桩基节段， 各所述桩基节段之间依次固定连接 ； 所述桩基节段为内腔贯通的中空结构 ； 在所述桩基节段的内腔中设置有取土通道及导向结构， 所述内腔兼做所述取土通道 ； 所述 导向结构包括支臂及用于穿设导向杆的导向孔， 所述桩基节段的侧壁上还开设有多个用于 喷气或喷水的通孔。
较佳地， 所述桩基节段的前端面还设置有钢结构桩靴。
较佳地， 所述支臂为钢结构件， 与所述桩基节段固定连接。
较佳地， 所述桩基节段在靠近前端及后端的位置分别设置有所述导向结构。
较佳地， 各所述桩基节段之间的固定连接为预应力连接。
本发明的有益效果 ：
本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩， 由于上述结构设计， 具有导向性好、 施工阻力小等优点。
针对现有软土地基桩基 ( 尤其是大直径桩基 ) 技术的不足之处， 本发明提出的软 土地基大直径混凝土预制节段桩， 可满足在软土地基上直径达到 3 米左右、 长度达到 50 ～ 60 米的桩基要求。
由于采用了上述结构设计， 本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩可实现施 工现场以外的工厂化预制， 并且在其施工中， 具有如下优点 ：
1) 采用桩基分段预制、 现场拼接的方式， 加快施工速度、 桩基质量容易保证。
2) 采用振动沉桩， 实现低噪音。
3) 采用大直径预制桩， 提供更高的桩基承载力。
4) 下沉过程中采取桩内取土、 气 ( 水 ) 幕辅助下沉的方式， 减少阻力， 降低了设备 的功率要求。 5) 采用导向技术， 实现精确沉桩。
6) 导向杆可回收， 循环利用， 低碳环保。
综上所述， 本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩在其施工工艺中， 具有低 噪音的优点， 实现了软土地基桩基施工的预制化、 大直径、 低噪音， 解决了现有的软土地基 预制桩直径小、 施工噪音污染大的缺陷。 同时， 还解决了现有的钻孔灌注桩施工工艺的速度 慢、 施工质量要求高、 施工时产生环境污染等缺点。
以下将结合附图对本发明的构思、 具体结构及产生的技术效果作进一步说明， 以 充分地了解本发明的目的、 特征和效果。
附图说明 图 1 是本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩一具体实施例中桩基节段的 俯视结构示意图。
图 2 是图 1 中 A-A 部剖视结构示意图。
图 3 是本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩一具体实施例中首段桩基节 段的局部剖视结构示意图。
图 4 是本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩在施工中的一施工状态示意 图。
图 5 是本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩在施工中的一施工状态示意 图。
图 6 是本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩在施工中的一施工状态示意 图。
图 7 是本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩在施工中的一施工状态示意 图。
图 8 是本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩在施工中的一施工状态示意图。 具体实施方式
本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩包括多个桩基节段， 各桩基节段之间 依次固定连接形成一体。
在各个桩基节段中， 除了首段桩基节段以外， 其他各级桩基节段的结构形式均相 同， 以更便于规模化预制， 和降低模具成本。以下详述其中一桩基节段的结构。
如图 1、 图 2 所示， 一桩基节段 1 由侧壁 10 合围形成内腔 2， 内腔 2 贯通其中， 并兼 做取土通道， 内腔 2 中还设置有导向结构。
具体地， 本实施例中的导向结构包括在圆周方向上均布的三个支臂 11， 及用于穿 设导向杆的导向孔 12。支臂 11 为钢结构件， 与桩基节段 1 的侧壁 10 固定连接 ( 或浇筑在 一起 )。导向杆不是桩基节段 1 的一部分， 其结构与功用， 后文另述。
桩基节段 1 的侧壁 10 上， 预留有竖向的管道及多个用于喷气或喷水的通孔 13( 专 业术语为 “气龛” )， 以从地面处桩壁的孔口施加高压的气或水。
如图 3 所示为本发明的桩基节段中的首段桩基节段的结构示意图。首段桩基节段 的结构与各级桩基节段的结构基本相同， 所不同之处在于， 为便于进入土体， 减少与土体的 摩擦阻力， 在首段桩基节段的前端面还设置有斜面 14， 构成钢结构的桩靴以分解垂直方向 的摩擦阻力。
斜面 14 的设置方式， 可以为如图 3 所示在内壁的外扩形， 也可以是未做图示的在 外壁的倒梯形。
另外， 参考图 3 所示， 在不同的实施例中， 桩基节段可以在靠近前端及后端的位置 分别设置前述的导向结构， 以获得更好的导向效果。
在其他实施方式中， 导向结构的形式也不限于以上实施例。例如， 支臂 11 的数量 也可以为 2 个或 4 个或多个 ( 但过多数量的支臂会影响取土通道的畅通 )， 导向结构的设置 也可以设置在桩基节段 1 的中部， 导向孔 12 的数量也可以是 2 个， 或多个， 等等。
各桩基节段之间， 包括与首节桩基节段之间， 可以采用预应力钢绞线或预应力钢 筋等现有的预应力连接， 或本技术领域中其他常用的连接方式， 以实现足够强度， 尤其是抗 剪切强度的固定连接。
以下简要说明本发明的软土地基大直径混凝土预制节段桩的施工工艺 ：
首先， 在预制场预制桩基节段， 并运至施工现场。桩基节段的长度选定， 可以按照 设计桩身的长度进行若干分段。桩基节段的直径与设计桩身的直径相同。
然后， 如图 4 所示， 在施工现场选定的桩位处， 采用静压法将导向杆 4 沉入土体 5 的施工平面以下。导向杆 4 为一直度好的钢性部件， 用于在后续工步中引导桩基节段的下 沉方向。
如图 5 所示， 将第一桩基节段 1A( 即前文所述首节桩基节段 ) 的导向孔 12 可移动 地套设在导向杆 4 上。
采用振动沉桩的方法， 将第一桩基节段 1A 沿导向杆 4 方向沉入土体 5 的地下。
尤其是， 在振动沉桩的同时， 还采用边取土作业、 边喷气或喷水作业的方式减小软土地基土体 5 对桩基节段 1A 的阻力。
具体地， 前述取土作业是在振动沉桩时， 挖出或吸出桩基节段 1A 的中空的内腔 2 中的土体。
前述喷气或喷水作业， 具体为在振动沉桩时， 通过桩基节段 1A 侧壁上的通孔 13 对 桩基节段 1A 外侧的土体 5 喷气或喷水， 在桩基节段 1A 的外壁与土体 5 之间形成气幕或水 幕， 以减小两者之间的摩擦阻力。
如图 6 所示， 在第二桩基节段 1B 的导向孔中穿设导向杆 4。采用预应力钢绞线连 接方式， 将第二桩基节段 1B 与第一桩基节段 1A 在连接处 3 进行固定连接。
重复上述工步， 采用振动沉桩法， 并辅以取土作业、 喷气或喷水作业， 直至第二桩 基节段 1B 连同第一桩基节段 1A 一起沉入土地 5 的地下。
之后， 如图 7 所示， 依次施工第三桩基节段 1C、 第四桩基节段 1D。
根据设计桩身的长度要求， 重复上述工步施工至满足设计桩身要求的第 N 桩基节 段 1N。如图 8 所示， 使所需数量的桩基节段沉至土体 5 的地下。
之后， 还可以从土体 5 中拔出并回收导向杆 4。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解， 本领域的普通技术人员无 需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此， 凡本技术领域中技术 人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、 推理或者有限的实验可以得到的 技术方案， 皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。