本發明屬于管樁的樁靴技術領域，具體涉及一種用于大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴及其施工方法。

背景技術：

經濟、環保、高強和質量穩定的預應力高強混凝土管樁克服了鋼樁成本高、不耐腐蝕和灌注樁原料用量大、樁身質量無法保障的缺點，得到了廣泛應用并不斷向大直徑大承載方向發展。但目前PHC管樁基礎沉樁施工所采用最廣泛的錘擊法、靜壓法和預鉆孔法因其技術特點無法滿足環保、高強和質量穩定的需求，易造成樁身損傷或環境污染。一種隨鉆跟管樁機及隨鉆跟管樁施工方法(ZL201210022133.X)，鉆進、沉樁和取土的同步進行，沉樁終了在管壁和孔壁間通過水泥漿粘結，施工文明無污染，是一種綠色環保的樁型。

在隨鉆跟管樁施工方法沉樁的過程中，樁靴既要保護樁端和持力層不發生破壞，同時也需要有利于螺旋鉆桿向上排土。現有樁靴多為由鋼制板材焊接而成，造價較高，同時易受地下空間環境的腐蝕，導致樁基礎的附加沉降。

技術實現要素：

本發明的目的是要解決上述樁靴造價較高、容易受到環境腐蝕的技術問題，提供一種結構簡單、造價成本底、結構可靠不易受到腐蝕的大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴及其施工方法。

為了解決上述問題，本發明按以下技術方案予以實現的：

本發明所述用于大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴，包括端板和環狀的鋼筋混凝土構件，所述端板為同心圓環狀；

所述鋼筋混凝土構件包括混凝土和嵌固在混凝土中的鋼筋骨架，所述鋼筋混凝土構件與端板連接一端的中心孔直徑小于其底部中心孔的直徑。

進一步地，所述鋼筋骨架與所述端板通過焊接連接。

進一步地，為方便螺旋鉆桿將土體沿管樁中空部分帶出，所述鋼筋混凝土構件的環向截面為直角梯形狀，其斜邊與水平面的夾角為45°～75°。

進一步地，為了在沉樁過程中保護樁身和樁端連接，所述端板的外徑比適用于該樁靴的管樁的樁外徑大10mm～25mm；所述端板的內徑與適用于該管靴的管樁內徑相等。

進一步地，為保證所述鋼筋混凝土的結構更加穩固，提高所述鋼筋骨架的承載力，所述鋼筋骨架包括環狀的鋼筋環和設置在鋼筋環上的若干平面鋼筋，所述平面鋼筋為梯形鋼筋結構，所述平面鋼筋關于所述樁靴的軸心沿圓周方向均勻設置，所述平面鋼筋與所述鋼筋環通過焊接連接。

進一步地，所述平面鋼筋的數量是適用該樁靴的管樁預應力鋼筋數量的整數倍。

進一步地，所述鋼筋環包括連接所述平面鋼筋內外兩側的一個以上內鋼筋環和一個以上外鋼筋環。

進一步地，為滿足鋼筋混凝土結構的承載力要求，所述鋼筋環的直徑為6mm～10mm；所述平面鋼筋的直徑為12mm～30mm。

一種用于大直徑隨鉆跟管樁的施工方法，包括以下步驟：

S1、根據隨鉆跟管樁所用管樁的直徑設計樁靴的截面直徑；

S2、根據以下數學模型，得到樁靴混凝土的設計強度σ_c：

其中，P為樁基礎端承力，a和b分別是樁靴底面圓環的外直徑和內直徑，η為表征混凝土有限承載面積的系數，取值為0.85～0.96。

S3、將端板與管樁預應力鋼筋連接；

S4、將平面鋼筋焊接到端板上，通過鋼筋環將平面鋼筋連接；

S5、根據S2中得到的樁靴的混凝土強度σ_c澆筑樁靴的混凝土。

進一步地，所述S3中，端板與適用于該樁靴的管樁的預應力鋼筋通過焊接連接；

所述平面鋼筋以樁靴中心為圓點的圓周方向均勻分布，所述平面鋼筋通過焊接與鋼筋環連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明采用鋼筋混凝土代替鋼材，減少用鋼量，大幅降低成本；而且本發明所述樁靴的成型可以和管樁的制備同步進行，減少運輸周轉及現場作業，并提高了樁靴與管樁間的連接質量；同時具有更好的耐腐蝕性。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：

圖1是本發明所述用于大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴的結構示意圖；

圖2是本發明所述用于大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴中端板和鋼筋骨架焊接結構示意圖。

圖中：1-端板，2-混凝土構件，21-混凝土，22-鋼筋骨架，221-鋼筋環，222-平面鋼筋。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

本實施例中以直徑為1000mm管樁的樁靴為例，如圖1～圖2所示，本發明所述用于大直徑隨鉆跟管樁的樁靴，包括端板1和鋼筋混凝土構件2；所述端板1為同心圓環狀的鋼板；所述鋼筋混凝土構件2呈中心對稱環狀，所述鋼筋混凝土構件與端板連接一端的中心孔直徑小于底部中心孔的直徑；所述鋼筋混凝土構件2包括混凝土21和嵌固在混凝土中的鋼筋骨架22；所述鋼筋骨架22與所述端板1下表面通過焊接連接。

為了在沉樁過程中保護樁身和樁端連接，所述端板1外徑比適用于該樁靴的管樁的外直徑大10～25mm，本實施例中，管樁外徑為1000mm，所述端板1外直徑為1020mm，但本發明的樁板1的直徑不局限于比管樁的外直徑大20mm，也可以大10mm、15mm和25mm。所述端板1的內徑與適用該樁靴的管樁內徑相同。

為方便螺旋鉆桿將土體沿管樁中空部分帶出，所述鋼筋混凝土構件2的截面為直角梯形，其斜邊與水平面夾角為45°～75°，本實施例中，所述鋼筋混凝土構件2橫截面的斜邊與水平面夾角為60°。

為保證所述鋼筋混凝土構件2的結構更加穩固，提高所述鋼筋骨架22使其承載力增大的有利作用，所述鋼筋骨架22包括環狀的鋼筋環221和平面鋼筋222，所述鋼筋環221與所述平面鋼筋222通過焊接連接固定，所述平面鋼筋222為繞樁靴軸心沿圓周方向均勻分布，所述平面鋼筋222為梯形鋼筋結構，所述平面鋼筋222的數量是適用該樁靴的管樁預應力鋼筋數量的整數倍，本實施例中，所述平面鋼筋222的數量與適用該樁靴的管樁預應力鋼筋數量相等。所述鋼筋環221為若干連接所述平面鋼筋222內外兩側的鋼筋圓環，本實施例中，所述鋼筋圓環的數量為4個。

為滿足鋼筋混凝土結構的承載力要求，所述平面鋼筋222的直徑為12～30mm，所述鋼筋環221的直徑為6～10mm，本實施例中，所述平面鋼筋222和所述鋼筋環221的直接分別為20mm和8mm。

本發明所述用于大直徑隨鉆跟管樁的施工方法，包括以下步驟：

S1、根據隨鉆跟管樁所用管樁的直徑設計樁靴的截面直徑。

S2、根據以下的數學模型，得到樁靴混凝土的設計強度σ_c：

其中，P為樁基礎端承力，a和b分別是樁靴底面圓環的外徑和內徑，η為表征混凝土有限承載面積的系數，取值為0.85～0.96，本實施例中，η取為0.95。

S3、將端板1與適用于該樁靴的管樁預應力鋼筋通過焊接連接，完成預應力張拉。

S4、將平面鋼筋222焊接到端板1上，通過鋼筋環221將平面鋼筋222連接固定，平面鋼筋222以樁靴中心為圓心沿圓周方向均勻分布。

S5、根據S2中設計的樁靴的混凝土強度等級澆筑鋼筋混凝土構件的混凝土。

S6、按相關規范要求對鋼筋混凝土構件進行養護。

本發明采用鋼筋混凝土代替鋼材，減少用鋼量，大幅降低成本；并且本發明中的樁靴的成型可以和管樁的制備同步進行，減少運輸周轉及現場作業，節約了施工成本，并提高了樁靴與管樁間的連接質量；同時具有更好的耐腐蝕性。

本實施例所述用于大直徑隨鉆跟管樁的樁靴的其它結構參見現有技術。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發明技術方案的范圍內。