专利名称：沉管扩底桩的扩底、成桩方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑桩基工程与施工方法，特别是沉管扩底桩的扩底、 成桩方法。
背景技术：
众所周知建筑基础工程质量的好坏对于建筑物质量的影响起到至关重 要的作用，因此各施工单位不仅重视地上建筑的施工质量，而且更注重基础 工程的质量。并投入科研力量向桩基工程挖潜，使其在确保工程质量的前提 下提高材料强度的利用率，如通过计算可知，实心桩设计的桩端承载力只利
用了桩体强度的20%左右，为安全起见，各国都规定了安全系数，有的国家 规定为1.5，我国规定为2，从而可见施工图上的工程量有一半是出于安全考 虑而设定的。基于上述原因为提高单桩承载力的扩底桩、复合基础桩等相继 出现，这尽管比传统基础桩的单桩承载力有明显的提高，但是由于传统的桩 基工程施工方式是用人工一点一点挖土，取土挖桩身土，并为防止塌方随之 向下挖一定深度下一段沉管，待挖到设计标高时，将人吊起来，再用传统扩 底设备进行扩底，而且定位在硬土层上，成型后吊出扩底设备取土后直接浇 砼成桩。从而可见传统的桩基施工及成桩方法还存在如下诸多不尽如人意之
缺点
1、 桩身部分土体是用人工挖掉，施工面太大，取土工作量明显增大，
效率低；
2、 扩底设备由于没有沉管做依托，定位不准，底座扩展角度太小，扩 底过程中的各参数不能保证，从而使桩的质量不容易控制，并难以达到设计 要求，导致单桩的承载力大打折扣；
3、 存在施工人员安全隐患，施工人员稍不注意就容易发生事故；
4、 使用范围窄，不仅不适用于小直径桩身扩底，而且也不能用于预制
桩身及高复杂地质情况下进行扩底和成桩；5、扩底空腔内的颗粒状散土沉渣清不净，对桩的承载力产生严重的不 良影响，基于上述情况，为提高单桩承载力，降低基础工程成本，必须加以 改进。 发明内容本发明针对上述技术存在的问题，提供适用于各种建筑安全等级、地质 情况的各类桩身，确保桩基工程质量、明显提高单桩承载力、提高材料强度 及利用率、使桩在经济合理状态下工作、安全高效的沉管扩底桩扩底、成桩方法。为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的沉管扩底桩的扩底、成 桩方法如下a、将带有金属桩头的整体沉管穿过软土层压至设计标高硬土 层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每0.51113用量为1 一5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开封住沉管口的 物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底设备的定位铁脚对准沉管 口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开动设备进行扩底，扩底是 先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自动停止，底部形成底座空 腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即动力杆达到预定转数，扩 底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、再用空气吸土设备取土，当底座内 只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉，直到取土干净；f、将呈 放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好的砼由沉管口现 浇注到底座空腔内制成砼底座，下入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇 砼底座对接锚固成一体；g、拔出沉管成桩。沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的整体沉管穿 过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或 铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸 完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉 管口扔离散物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气吸土
设备进行第二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔型为止；e、再用空气吸土设备进行第三次取土，直至将土取净为止；f、用具有光源的摄像机在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求，并成像记录存 档；g、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，从沉管口倒入定量 现浇砼形成现浇砼底座，放入预应力预制空心桩身通过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、拔出沉管成桩。沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的第一节沉管 压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压至设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药， 每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打 开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底设备的定 位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开动设备进 行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自动停止， 底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即动力杆达 到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气吸土设备进 行二次取土，直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬 土，将在地面制作好的砼由沉管口现浇注到底座空腔内制成砼底座，下入预 制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；g、沿沉管口 内侧灌注水泥浆，边灌注边将第一节和第二节沉管拔出成桩。沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的第一节沉管 压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压至 设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药， 每0.5r^用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打 开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉管口扔离散 物，用扩底设备进行挖土扩底施工，先垂直扩底再水平扩底，扩底挖土直至 达到设计要求底座空腔型为止；e、用空气吸土设备进行取土，直至取土净 为止；f、用具有光源的摄像机在底座空腔内检査其质量是否达到设计要求， 并成像记录存档；g、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土，从沉管 口倒入定量现浇砼形成现浇砼底座，放入预应力预制空心桩身通过其底部的 插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、沿沉管口内侧灌注水泥浆，边灌注 边将沉管拔出成桩。沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的整体沉管穿 过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或 铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸 完成后，打开封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩 底设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后 开动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后 自动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时， 即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气 吸土设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉， 直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地 面制作好的定量砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁 棒接触硬土时将桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，下入预 制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；g、拔出沉管 成桩。沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的第一节沉管压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压至设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药， 每0.5mS用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打 开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉管口扔离散 物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气吸土设备进行第 二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔型为止；e、用 空气吸土设备进行三次取土，直至将土取净为止；f、用具有光源的摄像机 在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求，并成像记录存档；g 、将呈放
射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好的定量砼装入长桶 中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁棒接触硬土时将桶底门顶开， 其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，放入预应力预制空心桩身通过其底部 的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、拔出第一节和第二节沉管，然后 在缝隙内灌注水泥浆成桩。沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的整体沉管穿 过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或 铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸 完成后，打开封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩 底设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后 开动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后 自动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时， 即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气 吸土设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉， 直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地 面制作好的定量砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁 棒接触硬土时将桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，下入预 制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；g、沿沉管口 内侧灌注水泥浆后拔出沉管成桩。沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的整体沉管穿 过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或 铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸 完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉 管口扔离散物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气吸土 设备进行第二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔型 为止；e、用空气吸土设备进行第三次取土，直至取土净为止；g、用具有光 源的摄像机在底座空腔内检査其质量是否达到设计要求，并成像记录存档；
g 、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好的砼装 入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁棒接触硬土时将桶底 门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，放入预应力预制空心桩身通 过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、沿沉管口内侧灌注水泥 浆后拔出沉管成桩。沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的第一节沉管压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压至设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底设备的 定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开动设备 进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自动停止， 底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即动力杆达 到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气吸土设备取 土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉，直到将土取 干净为止；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制 作好的稠水泥浆沿沉管口倒入底座空腔内，再将石子倒入底座空腔内制成无 砂砼底座，下入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一 体；g、沿沉管口内侧灌注水泥浆后拔出第一节和第二节沉管成桩。一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的整体沉 管穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化 油或铵锑炸药，每0.5n^用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药 爆炸完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、 从沉管口扔离散物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气 吸土设备进行第二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空 腔型为止；e、用空气吸土设备进行第三次取土，直至将土取净为止；f、用 具有光源的摄像机在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求，并成像记录 存档；g 、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好 的稠水泥浆沿沉管口倒入底座空腔内，再将石子倒入底座空腔内制成无砂砼 底座，放入预应力预制空心桩身通过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚固成 一体；h、拔出沉管成桩。本发明优点和效果如下本发明与现有技术相比，由于利用了具有金属桩头的沉管、扩底设备、 空气吸土设备干湿混合取土和预制桩身等一系列技术措施，并采用先进的生 产工艺，经试验证明有工艺方法简单先进，扩底腔几何形状规则，取土干净 无颗粒状虚土，不必取桩身腔土，效率高，扩底端面直径与桩身截面之比值 范围大，有效提高单桩承载力，并达到设计要求，确保桩基工程质量，降低 建筑成本，提高材料强度利用率，使桩在最经济状态下工作；同时适用范围 宽，依据建筑安全等级和不同的地质情况采用与之相匹配的桩身和相应的扩 底方法、机械设备取代人工操作，不仅提高了工作效率、縮短了施工工期， 而且还明显减少了挖土的土方量，提高了施工安全性，减少出现事故隐患。 并采用具有光源的摄像机在底座空腔内检査其施工质量是否达到设计要求， 并成像记录存档，即发现问题时及时调整施工方法及所用材料采取补救措 施，使施工质量得以保证，并能将地下施工情况让地面工作人员及时掌握。 本发明易于实现。
图1是空气吸土设备的主视结构示意图。 图2是本发明扩底设备的主视结构示意图。 图3是图1的B-B剖视结构示意图。图中，1、吸土头；2、柔性管；3、盛土桶；4、盛土桶帽；5、电源线; 6、吸土通道；7、蓄电池；8、支撑架；9、负压源，12、铁脚；13、定位销； 14、外套；15、卡槽；16、立柱；17、齿轮轴；18、齿轮；19、小齿轮； 111、金属塞；112、齿轮；113、小齿轮；114、上轴套；115、弹簧；117、 动力杆；118、水平定位销；119、上固定盘；121、下轴套；122、支撑 连杆；1Z3、中轴；U4、垂直切削刀；125、扩底切削刀；127、弹簧；129、 水平销；130、弹簧；131、螺钉；132、限位销；133、下固定盘；141、 l42、加强固定板；150、刀架橫杆；152、限位凸缘。
具体实施方式
本发明沉管扩底桩的扩底、成桩方法中所有的设备有吸土设备和扩底设 备，下面对设备的具体结构详细描述如下空气吸土设备如图l所示的本发明主视结构示意图，盛土桶3是由钢 板经焊接加工成型，为使其在通常情况下能盛装所有从底座吸收入的碎土， 将盛土桶3的桶体的容积作得足够大，盛土桶3内设有一个刚性管状的吸土通道6，下端穿过盛土桶3的底与柔性管2的上端相连，柔性管2的下端与 吸土头1相连，吸土通道6上端延伸到盛土桶3的上部，并用至少一个支撑 架8加以固定，为便于吸入的碎土顺利落入盛土桶3内，吸土通道6的上端 制成弯头状，盛土桶帽4扣装于盛土桶3的上端并保持密闭，设于盛土桶帽 4内的大功率的负压源9具有与真空吸尘器相似的结构，蓄电池7与负压源 9连接，为负压源9提供电能，蓄电池7也设置在盛土桶帽4内。负压源9 同时还可以通过缠绕在铁链或钢丝绳上的电源线5与电源相连。所述的吸土 头l的吸入端是刚性圆形、直角弯头、 一字形和扁形中的任意一种；柔性管 2是蛇皮管和波纹管中任意一种；负压源9也可以与空气压縮机的进气端相 连。本发明使用时，吊起取土设备放入沉管内直到底部，给上电源负压源9 开始工作吸土头1接触碎土时，强大的气流迅速将附近的土体通过柔性管2、 吸土通道6被吸入盛土桶3内，设备开始反复提升下降，伴随着来回作360 度转动，柔性管2顶到地面时会弯曲伸进底座空腔内，设备旋转时吸土头l 在底座空腔内作圆周滚动，从所述两种动作反复联合使用后底座碎土就会被 吸干净，对于底座直径很大的底座，在吸掉大部分土体后，可以往沉管内注 水，然后将泥浆吸掉。吸净之后关闭电源将取土设备吊出，倒掉桶内吸入物， 准备下一次作业。扩底设备如图2和图3所示的是本发明扩底设备结构如下机架的上 固定盘119和下固定盘133，两者之间通过沿周向均布的四根或两根或八根 或更多根立柱16将其连成一体，上部、中部还设有至少两块加强固定板141、 l42，呈圆台锥体状的金属塞111套装于上轴套114的上端，并置于上固定 盘119的中心，下边设有支撑弹簧115，上轴套114的上端与动力源相连的 动力杆117相连，上轴套114的下端置于加强固定板141的下层板上，其外 设有滚动轴承，齿轮112固装于上轴套的下部中轴123的上端伸进上轴套114 中并且将上端两边的凸块进入上轴套的相应滑道内，中轴123的上半段为螺 杆，下半段截面为方形或缺边圆形，下轴套121套装在中轴123的下半部， 外套14套装在下轴套121外边，中轴123的下端顺次穿过机架的下固定盘 33、刀架横杆150与垂直切削刀124上端相连，下轴套121的下端穿过机架 的下固定盘133与刀架横杆150固定连接，刀架横杆150的两端与扩底切削 刀125的一端铰接，支撑连杆122的一端与扩底切削刀125的中部铰接，另 一端与垂直切削刀124的上部两边铰接；所述的固装于上轴套114下部的齿 轮112与齿轮轴17上端的小齿轮19相啮合，同轴下端的小齿轮113与中轴 123上的内螺纹齿轮18相啮合；所述的上固定盘119内沿周向均布设有四个 水平定位销118，外端露出周面尾端设有弹簧；所述的下固定盘133的两边 对称设有能与沉管下部定位槽相匹配的定位销13，其销的内端设有弹簧127， 上有限位销132，外端设有上部带斜面的铁脚12，铁脚12为等距离设置三 个是效果较好。并在与其呈垂直的中心部径向设有能伸进下轴套121周壁上 宽的卡槽15中的水平销129，尾部有弹簧130以螺钉131定位，水平销129 上还设有使其拉出的手柄。所述的中轴123在刀架横杆150下边一定距离的 部位设有限位凸缘152。限位凸缘152为两块凸缘，固接在中轴123的两侧。 限位凸缘152也可以为延中轴123的外圆周设置的一圈凸缘。限位凸缘152 与刀架横杆150之间的距离是根据工程需要设置的，限位凸缘152应保证扩 底切削刀125与中轴123的夹角小于145度。本发明设备的动力源是可反正 转的电动机。本发明的设备使用时，将动力杆117提起，设备对准沉管口， 把铁脚12对准沉管口上的标记，该标记是对准沉管底部的定位槽，之后将
设备放入沉管，此时弹簧127被压縮，铁脚12紧顶沉管内壁向下滑行，直 接进入槽开口处，滑入槽内，铁脚12被定位固定。此时其全部重量将金属 塞111压下，四根水平定位销118被向外推出，紧顶沉管内壁，设备上端也 被牢固定位。此时开动机器动力杆117顺时针旋转时，齿轮18使中轴123 向下伸进，垂直切削刀124随之顺时针转动垂直将底部硬土削掉，当达到标 深后自动停止，此时水平销129已伸入下轴套121周壁上的卡槽15内；动 力杆117作逆时针转动，中轴123开始提升，支撑连杆122随之外张将扩底 切削刀125支开时将硬土削掉，达到设计底座直径，即动力杆117达到规定 转速后，扩底挖土完成，此时中轴123下端的限位凸缘152与刀架横杆150 接触停止张开，动力杆117继续转动数圈，由于下轴套121上的卡槽15有 相当宽度，整个刀架垂直提升一小段距离后，即到达规定转数后停止，接着 动力杆117反转，刀架旋转收拢，其收拢过程把土体粉碎，当然可以反复这 样做，直至土体被足够粉碎，动作完成后，动力杆117提升，水平定位销118 向中心移动，上端解除束，铁脚12从槽内滑出，设备被吊出地面，用手柄 将水平销129拉出卡槽15，刀架恢复原来收拢状，准备下一次挖土。实施例一a、将带有金属桩头的整体沉管穿过软土层沉至设计标高硬 土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每0.51113用量为 l一5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开封住沉管口的 物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、将上端扩底设备通过机架与沉管 定位，下端定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，定位铁脚顺利进入沉管 下部的定位槽内，设备上端也被牢固定位后开动机器动力杆，设备进行扩底， 扩底是先垂直扩底再水平扩底，即顺时针旋转时，向下进，垂直切削刀工作， 当达到设计标深后自动停止，此时水平销已深入下轴套周臂上的卡槽内，动 力杆做逆时针转动，中轴开始提升，设备上端也被牢固定位后开动设备进行 扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，支撑连杆随之外张带动扩底切削刀， 逐渐扩张将硬土削掉达到设计底座直径时，即动力杆达到规定转速时扩底挖 土完成，此时中轴下端限位凸缘正好与刀架横杆接触，使扩底刀停止外张， 接着动力杆反转，刀架收拢同时也把土体粉碎，完成扩底挖土，扩底设备被 吊出地面；e、在用空气吸土设备取土，当底座内只剩少量散土时，为防止 有残留颗粒状散土，堆积形成死角，此时从沉管口倒水，边倒水边吸土，直 至吸干净为止；f、将放射状的钢筋放入扩底空腔内并钉入硬土，现浇注砼 形成底座，放入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一 体；g、拔出沉管成桩。实施例二 a、将带有金属桩头的整体沉管穿过软土层压至设计标高硬 土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每0.5mS用量为 l一5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开封住沉管口的 物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉管口向下扔离散物，离散物 为生石灰或滑石粉以利于吸土，用扩底设备扩底挖土，当底座直径较大时， 为防止碎土堆积增加切削刀阻力，中途用空气吸土设备进行二次吸土后再继 续进行扩底挖土直至达到设计要求底座腔型为止；e、再用空气吸土设备进 行第三次取土，直至将土取净为止；f、用具有光源的摄像机在底座空腔内 检查其质量是否达到设计要求，并成像记录存档；g、将呈放射状的钢筋放 入底座空腔并钉入硬土内，从沉管口倒入定量现浇砼形成现浇砼底座，放入 预应力预制空心桩身通过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、 拔出沉管成桩。实施例三沉管扩底桩的扩底、成桩方法如下a、将带有金属桩头的 第一节沉管压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再 将沉管压至设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或 铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸 完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩 底设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后 开动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后 自动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时， 即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气
吸土设备取土，直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入 硬土，将在地面制作好的砼由沉管口现浇注到底座空腔内制成砼底座，下入 预制钢砼桩身并通过其底都插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；g、沿沉管 口内侧灌注水泥浆，边灌注边将第一节和第二节沉管拔出成桩。实施例四a、将带有金属桩头的第一节沉管压入土体内，将第二节沉 管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压至设计标高硬土层上；b、 取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每0.51113用量为l-5公斤， 引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开封住沉管口的物品；c、 用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉管口扔离散物，用扩底设备进行挖土 扩底施工，先垂直扩底再水平扩底，扩底挖土直至达到设计要求底座空腔型 为止；e、用空气吸土设备进行取土，直至取土净为止；f、用具有光源的摄 像机在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求，并成像记录存档；g、将 呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土，从沉管口倒入定量现浇砼形成现 浇砼底座，放入预应力预制空心桩身通过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚 固成一体；h、沿沉管口内侧灌注水泥浆，边灌注边将沉管拔出成桩。实施例五沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的整体 沉管穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳 化油或铵锑炸药，每0.5n^用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸 药爆炸完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、 将扩底设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定 位后开动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标 深后自动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径 时，即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用 空气吸土设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸 掉，直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将 在地面制作好的定量砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部 的铁棒接触硬土时将桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，下
入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；g、拔出 沉管成桩。实施例六 一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法a、将带有金属桩头的 第一节沉管压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再 将沉管压至设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或 铵锑炸药，每0.5l^用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸 完成后，打开封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉 管口扔离散物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气吸土 设备进行第二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔型 为止；e、用空气吸土设备进行三次取土，直至将土取净为止；f、用具有光 源的摄像机在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求，并成像记录存档； g 、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好的定量 砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁棒接触硬土时将 桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，放入预应力预制空心桩 身通过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、拔出第一节和第二 节沉管，然后在缝隙内灌注水泥浆成桩。实施例七沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的整体 沉管穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳 化油或铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸 药爆炸完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、 将扩底设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定 位后开动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标 深后自动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径 时，即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用 空气吸土设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸 掉，直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将 在地面制作好的定量砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部
的铁棒接触硬土时将桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，下 入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；g、沿沉 管口内侧灌注水泥浆后拔出沉管成桩。实施例八 一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的 整体沉管穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉管口扔离散物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途 时用空气吸土设备进行第二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔型为止；e、用空气吸土设备进行第三次取土，直至取土净为止； f、用具有光源的摄像机在底座空腔内检査其质量是否达到设计要求，并成 像记录存档；g 、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面 制作好的砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁棒接触 硬土时将桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，放入预应力预 制空心桩身通过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、沿沉管口 内侧灌注水泥浆后拔出沉管成桩。实施例九沉管扩底桩的扩底、成桩方法a、将带有金属桩头的第一 节沉管压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉 管压至设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑 炸药，每0.5n^用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成 后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底设 备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开动 设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自动 停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即动 力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气吸土 设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉，直到 将土取干净为止；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在
地面制作好的稠水泥浆沿沉管口倒入底座空腔内，再将石子倒入底座空腔内 制成无砂砼底座，下入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚 固成一体；g、沿沉管口内侧灌注水泥浆后拔出第一节和第二节沉管成桩。实施例十 一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的 整体沉管穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放 入乳化油或铵锑炸药，每0.5n^用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口， 待炸药爆炸完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取 出；d、从沉管口扔离散物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途 时用空气吸土设备进行第二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要 求底座空腔型为止；e、用空气吸土设备进行第三次取土，直至将土取净为 止；f、用具有光源的摄像机在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求， 并成像记录存档；g 、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在 地面制作好的稠水泥浆沿沉管口倒入底座空腔内，再将石子倒入底座空腔内 制成无砂砼底座，放入预应力预制空心桩身通过其底部的插筋与现浇砼底座 对接锚固成一体；h、拔出沉管成桩。实施例中所述的离散物是生石灰或滑石粉中的一种或以任意比的混合物。实施例 一 至十中所述的封住沉管口的物品为铁板等物品。 本发明的方法可以根据不同安全等级建筑，地质情况而采用与之相匹配 的桩身和扩底方法，适用范围宽，加之通过摄像机成像检査记录，使看不见 摸不着的施工质量可直观看到，并且使存在的质量问题能及时纠正，进而确 保工程质量达到设计要求，为确保质量的前提下，降低安全系数，提高材料 强度利用率提供了依据。实施例三、四、六、九中所述的沉管也可以分为3-5节，施工方法即重 复a步骤即可实现。
权利要求
1、沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的整体沉管穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每0.5m3用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、再用空气吸土设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉，直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好的砼由沉管口现浇注到底座空腔内制成砼底座，下入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；e、拔出沉管成桩。
2、 一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的整体沉管 穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油 或铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆 炸完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从 沉管口扔离散物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气吸 土设备进行第二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔 型为止；e、再用空气吸土设备进行第三次取土，直至将土取净为止；f、用具有光源的摄像机在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求，并成像记录 存档；g、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，从沉管口倒入定 量现浇砼形成现浇砼底座，放入预应力预制空心桩身通过其底部的插筋与现 浇砼底座对接锚固成一体；h、拔出沉管成桩。
3、 沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的第一节沉管压 入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压至设 计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每0.5m3用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开 封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底设备的定位 铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开动设备进行 扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自动停止，底 部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即动力杆达到 预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气吸土设备进行 二次取土，直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土， 将在地面制作好的砼由沉管口现浇注到底座空腔内制成砼底座，下入预制钢 砼桩身并通过其底部插筋与现浇论底座对接锚固成一体；f、沿沉管口内侧 灌注水泥浆，边灌注边将第一节和第二节沉管拔出成桩。
4、 一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的第一节沉 管压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压 至设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药， 每0.5n^用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打 开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉管口扔离散 物，用扩底设备进行挖土扩底施工，先垂直扩底再水平扩底，扩底挖土直至 达到设计要求底座空腔型为止；e、用空气吸土设备进行取土，直至取土净 为止；f、用具有光源的摄像机在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求， 并成像记录存档；g、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土，从沉管 口倒入定量现浇砼形成形成现浇砼底座，放入预应力预制空心桩身通过其底 部的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、沿沉管口内侧灌注水泥浆，边 灌注边将沉管拔出成桩。
5、 沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的整体沉管穿过 软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵 锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完 成后，打开封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底 设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开 动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自 动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气吸土设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉，直到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面 制作好的定量砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁棒 接触硬土时将桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，下入预制 钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；f、拔出沉管成桩。
6、 一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法，将带有金属桩头的第一节沉管 压入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压至 设计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药， 每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打 开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从沉管口扔离散 物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气吸土设备进行第 二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔型为止；e、用 空气吸土设备进行三次取土，直至将土取净为止；f、用具有光源的摄像机 在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求，并成像记录存档；g 、将呈放 射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好的定量砼装入长桶 中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁棒接触硬土时将桶底门顶开， 其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，放入预应力预制空心桩身通过其底部 的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、拔出第一节和第二节沉管，然后 在缝隙内灌注水泥浆成桩。
7、 沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的整体沉管穿过 软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵 锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完 成后，打开封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底 设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开 动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自 动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即 动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；e、用空气吸 土设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉，直 到取土干净；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面 制作好的定量砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁棒 接触硬土时将桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，下入预制 钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；g、沿沉管口内 侧灌注水泥浆后拔出沉管成桩。
8、 一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的整体沉管 穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油 或铵锑炸药，每0.51113用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆 炸完成后，打开封住沉管口的物品；c、用空气吸土设备将碎土取出；d、从 沉管口扔离散物，用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气吸 土设备进行第二次取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔 型为止；e、用空气吸土设备进行第三次取土，直至取土净为止；f、用具有 光源的摄像机在底座空腔内检查其质量是否达到设计要求，并成像记录存 档；g 、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好的 砼装入长桶中，从沉管口放到沉管底部，当设于桶底部的铁棒接触硬土时将 桶底门顶开，其内的砼落入底座空腔形成现浇底座，放入预应力预制空心桩 身通过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；h、沿沉管口内侧灌注 水泥浆后拔出沉管成桩。
9、 沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的第一节沉管压 入土体内，将第二节沉管与第一节沉管的上端螺纹连接上，再将沉管压至设 计标高硬土层上；b、取出金属桩头，从沉管口放入乳化油或铵锑炸药，每 0.5m3用量为1-5公斤，引爆炸药后封住沉管口，待炸药爆炸完成后，打开 封住沉管口的物品；C、用空气吸土设备将碎土取出；d、将扩底设备的定位 铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被牢固定位后开动设备进行 扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达到设计标深后自动停止，底 部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设计底座直径时，即动力杆达到 预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面；f、用空气吸土设备取土， 当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉，直到将土取干净 为止；f、将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土内，将在地面制作好 的稠水泥浆沿沉管口倒入底座空腔内，再将石子倒入底座空腔内制成无砂砼 底座，下入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体； g、沿沉管口内侧灌注水泥浆后拔出第一节和第二节沉管成桩。
10、 一种沉管扩底桩的扩底、成桩方法，a、将带有金属桩头的整体沉 管穿过软土层压至设计标高硬土层；b、取出金属桩头，从沉管口扔离散物， 用扩底设备进行挖土扩底施工，当进行到中途时用空气吸土设备进行第一次 取土后再继续进行扩底挖土直至达到设计要求底座空腔型为止；c、用空气 进行二次取土，直至取土净为止；d、用具有光源的摄像机在底座空腔内检 查其质量是否达到设计要求，并成像记录存档；e 、将呈放射状的钢筋放入 底座空腔并钉入硬土，将在地面制作好的稠水泥浆沿沉管口倒入底座空腔 内，再将石子倒入倒入底座空腔内制成无砂砼底座，放入预应力预制空心桩 身通过其底部的插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；e、拔出沉管成桩。
全文摘要
本发明公开了一种建筑桩基工程与施工方法，特别是沉管扩底桩的扩底、成桩方法。它包括将带有金属桩头的沉管压至设计标高硬土层；取出金属桩头，用炸药炸开土体后进行吸土；用扩底设备进行扩底，底部形成底座空腔后再用空气吸土设备取土；将呈放射状的钢筋放入底座空腔并钉入硬土，将在地面制作好的砼浇注到底座空腔内制成砼底座；下入预制钢砼桩身并通过其底部插筋与现浇砼底座对接锚固成一体；拔出沉管成桩。本发明采用上述技术方案与现有技术相比具有工艺方法简单先进，扩底腔几何形状规则，取土干净无颗粒状虚土，效率高，有效提高单桩承载力，并达设计要求，确保桩基工程质量，降低建筑成本，提高材料强度利用率，使桩在最经济状态下工作，提高施工安全性。
文档编号E02D5/50GK101153488SQ20061004789
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月26日 优先权日2006年9月26日
发明者王国奋 申请人:王国奋