专利名称：异型挤密扩底灌注桩及其施工方法
技术领域：
本发明涉及建筑基础施工技术领域，特别是涉及 一种构筑物基础工程中 的异型挤密扩底灌注桩及其施工方法。
背景技术：
目前，在建筑、水利、公路等基础工程中，钻孔灌注桩是常用的桩基型式，一般为圆形的钻孔排土式混凝土灌注桩，其存在以下缺点1、由于 其釆用钻孔排土的方式，因而所施工成型的混凝土灌注桩的承载力降低， 同时，其钻孔排出的土或泥浆对周边环境也有一定的不良影响；2、施工 成型钻孔灌注桩一般要求有一个较好的持力层，当没有好的持力层时，桩 端承载力不能很好地发挥，施工条件要求较高，因而所成型的桩体质量不 能得到很好保证；3、所成型的混凝土灌注桩多为圆形桩，从理论上讲， 当面积一定的情况下，圆的周长最小，因而在使用相同的混凝土用量条件 下，圆形柱的侧面积最小，也就是说圆形柱的体表面积比较低，不利于摩 阻力的发挥。发明内容本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种异型挤密扩底灌注桩及其施工方法，其施工方便，所成型的灌注桩能充 分调动桩端和桩侧地基承载力，使桩的承载力大大提高，在减少对现场及 周边环境影响的同时，也大幅降低工程成本、缩短工期。为解决上述技术问题，本发明釆用的技术方案是 一种异型挤密扩底 灌注桩，包括通过异型挤密桩管及其底部的桩尖挤密成型的带钢筋笼的混 凝土桩身，位于所述桩身下方的桩尖，以及位于桩尖下方且通过压浆管由上至下高压压入水泥浆或混凝土而成型的桩底扩大头，所述压浆管的数量至少为两个，且其对应设置在异型挤密桩管内壁与所述桩身之间；所述异 型挤密桩管的横截面为矩形、拐角形、十字形、T形、口字形、三角形或所述压浆管的数量为两个，并且两个压浆管分别对应设置在异型挤密桩 管内壁与所述桩身之间。本发明的另一目的是提供一种异型挤密扩底灌注桩的施工方法，其特 征在于该方法包括以下步骤(a )根据所需成型灌注桩的桩长和横截面形状选择所用的钢筋笼、异 型挤密桩管以及与其配套使用的桩尖，紧靠所述异型挤密桩管的管壁内侧 由上至下设置有至少两根压浆管，所述压浆管底部还安装有逆止闽；同时， 在异型挤密桩管上部管壁外侧对应标出需成型灌注桩的桩长，即对应标出 所预先设计的标高；(b) 根据实际施工情况测定桩位，在所测定的桩位处放置桩尖，之后再将异型挤密桩管对应放置在桩尖上；(c) 釆用振动锤将步骤(b)中放置好的异型挤密桩管和桩尖一并锤 击沉入到步骤(a)所预先设计的标高处，并将步骤(a)中所选用的钢筋 笼放入异型挤密桩管内部；之后，按所需成型灌注桩桩身的混凝土用量，从异型挤密桩管的桩管管口向其内部直接灌入混凝土，得到所需成型灌注桩的桩身；(d) 待步骤(c)中成型桩身所需的混凝土灌入之后，按所需成型桩 底扩大头的水泥浆或混凝土用量，通过位于所述异型挤密桩管管壁内侧的 压浆管，并釆用高压注浆设备由压浆管的管口从上至下压入水泥浆或混凝 土，从而形成所需成型灌注桩的桩底扩大头；(e) 待步骤(d)中所述的水泥浆或混凝土高压压入形成桩底扩大头 (6)之后，通过振动锤的向上振动将异型挤密桩管拔出地面，即形成所需成型的异型挤密扩底灌注桩。步骤(d)中所述的待步骤(c)中成型桩身所需的混凝土灌入之后， 立即或在所灌入的混凝土凝固之前，通过压浆管高压压入水泥浆或混凝土。步骤(e)中所述的待步骤(d)中的水泥浆或混凝土高压压入形成桩 底扩大头之后，立即或在所高压压入的水泥浆或混凝土凝固之前，通过振 动锤将异型挤密桩管拔出地面。所述振动锤在所需成型灌注桩的整个施工过程中，始终固定在异型挤密 桩管上端的管壁外侧。本发明与现有技术相比具有以下优点1、施工方便，在减少对现场及 周边环境影响的同时，也大幅降低工程成本；2、适用面广，适用的地层范 围较广，可适用于较硬的土层、砂层等地层；3、其灌注桩的成孔釆用将桩管 向下振动成孔的方式，具有较强的穿透能力，因而可适用地层的范围较广， 同时，由于在桩体成型后使用振动锤上拔桩管，也可将所灌注形成桩身的混 凝土进一步振捣密实；4、由于其灌注桩的成孔釆用挤密成孔的方式，桩管对 土体具有一定的挤压效果，从而使桩体和桩底段与周侧的岩土紧密粘结，充 分发挥和利用了地层强度，即所成型的灌注桩能充分调动桩端和桩侧地基 承载力，大大提高了桩体的承载力；同时，减少了土体或泥浆的排放，大大 减少了对施工现场及周围环境的污染；5、所成型灌注桩的桩体釆用非圆形 的异型桩体形式，大大提高了桩体的体表面积比，进而增大了桩体的摩阻力， 进一步提高了桩体的承载力；6、施工过程中，钢筋笼的安放和混凝土的灌注 均在无水和定型的条件下进行，因而能够确保所成型桩体的质量，经济效益 十分显著。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明所成型异型挤密扩底灌注桩的结构示意图。图2为本发明第一优选实施方式所釆用的矩形异型挤密桩管及压浆管上端面的结构示意图。图3为本发明第二优选实施方式所釆用的拐角形异型挤密桩管及压浆管 上端面的结构示意图。图4为本发明第三优选实施方式所釆用的十字形异型挤密桩管及压浆管 上端面的结构示意图。图5为本发明所成型异型挤密扩底灌注桩桩底部分的结构示意图。 附图标记说明l一异型挤密桩管；2—桩尖； 4一压浆管； 5—桩管管口 7 —逆止阀； 8—钢筋笼。
具体实施方式
如图l所示，本发明所成型的异型挤密扩底灌注桩包括通过异型挤密桩 管1及其底部的桩尖2挤密成型的带钢筋笼8的混凝土桩身，位于所述桩 身下方的桩尖2,以及位于桩尖2下方且通过压浆管4由上至下高压压入 水泥浆或混凝土而成型的桩底扩大头6。其中，所述压浆管4的数量至少 为两个且其对应设置在异型挤密桩管1与所述桩身之间，所述异型挤密桩 管l为非圆形管，其横截面为矩形、拐角形、十字形、T形、口字形、三 角形或其它多边形。实践中，可根据具体实际需要相应选择不同截面积的 异型挤密桩管1,并根据所需成型灌注桩的桩体结构确定所釆用的压浆管4 的数量，选择不同结构的异型挤密桩管1则可挤密形成相应不同形状的桩 体。实践中， 一般为节省施工成本，所釆用的压浆管4的数量为两个，并 且两个压浆管4分别对应设置在异型挤密桩管1内壁与桩身之间。如图2 所示，本具体实施方式
中，所釆用的异型挤密桩管1的横截面为矩形，两个 压浆管4分别对应设置在异型挤密桩管1的两个对角上。本具体实施方式
3 —振动锤5 6—桩底扩大头;中，所成型的灌注桩为矩形桩。所述异型挤密扩底灌注桩的施工方法主要包括以下步骤第 一步、根据所需成型灌注桩的桩长和横截面形状选择所用的钢筋笼 8、异型挤密桩管1以及与其配套使用的桩尖2,紧靠所述异型挤密桩管1 的管壁内侧由上至下设置有至少两根压浆管4,所述压浆管4底部还安装 有逆止阀7。在本实施例中，所釆用的异型挤密桩管1的横截面为矩形，所 采用的压浆管4的数量为两个，而两个压浆管4分别对应设置在异型挤密 桩管1的两个对角上。同时，在异型挤密桩管1上部外侧对应标出需成型 灌注桩的桩长，即对应标出所预先设计的标高。如图5所示，压浆管4底 部安装的逆止阀7使由压浆管4上部端口压入的水泥浆或混凝土仅可以由 逆止阀7压出，从而在所成型桩体的底部即桩尖2下方形成桩底扩大头6。第二步、根据实际施工情况测定桩位，在所测定的桩位处放置桩尖2， 之后再将异型挤密桩管1对应放置在桩尖2上。第三步、釆用振动锤3将第二步中放置好的异型挤密桩管1和桩尖2 一并锤击沉入到第一步中所预先设计的标高处，并将第一步中所选用的钢 筋笼8放入异型挤密桩管1内部；之后，按所需成型灌注桩桩身的混凝土 用量，从异型挤密桩管1的桩管管口 5向其内部直接灌入混凝土，得到所 需成型灌注桩的桩身。由于钢筋笼的安放和混凝土的灌注均在无水和定型的 条件下进行，因而能够确保所成型桩体的质量。第四步、待第三步中成型桩身所需的混凝土灌入之后，按所需成型桩 底扩大头6的水泥浆或混凝土用量，通过位于第三步中所述的异型挤密桩 管l管壁内侧的两个压浆管4，并釆用高压注浆设备由压浆管4的管口从 上至下高压压入水泥浆或混凝土，从而形成所需成型灌注桩的桩底扩大头 6。实践中，待第三步中成型桩身所需的混凝土灌入之后，便可立即或在 所灌入的混凝土凝固之前，通过压浆管4高压压入水泥浆或混凝土，当然 也可在所灌入的混凝土凝固之后进行。 一般为节省工期，在成型桩身所需 的混凝土灌入之后立即通过压浆管4高压压入水泥浆或混凝土。第五步、待第四步中所述的水泥浆或混凝土高压压入形成桩底扩大头6之后，通过振动锤3的向上振动将异型挤密桩管1拔出地面，即形成所 需成型的异型挤密扩底灌注桩。实践中，待第四步中的水泥浆或混凝土高 压压入形成桩底扩大头6之后，便可立即或在所高压压入的水泥浆或混凝 土凝固之前，通过振动锤3将异型挤密桩管1拔出地面，当然也可在所高 压压入的水泥浆或混凝土凝固之后进行。 一般为节省工期，在水泥浆或混 凝土高压压入形成桩底扩大头6之后，立即通过振动锤3将异型挤密桩管1 拔出地面。所述振动锤3在所需成型灌注桩的整个施工过程中，始终固定 在异型挤密桩管1上端的管壁外侧。'由于第四步中在成型桩身所需的混凝土灌入之后，立即或在所灌入的 混凝土凝固之前，通过压浆管4高压压入水泥浆或混凝土。而相应地，第 五步中在水泥浆或混凝土高压压入形成桩底扩大头6之后，立即或在所高 压压入的水泥浆或混凝土凝固之前，通过振动锤3将异型挤密桩管1拔出 地面。这样，不仅可以有效地节省工期，而且在桩体成型后使用振动锤3 向上振动拔出异型挤密桩管1,这样便可将灌注形成桩身的混凝土进一步振 捣密实，因而具有显著的经济效益。其釆用挤密成孔的成型方式，由于异型 挤密桩管1对土体具有一定的挤压效果，从而使桩体和桩底段与周侧的岩土 紧密粘结，充分发挥和利用了地层强度，即所成型的灌注桩能充分调动桩端 和桩侧地基承载力，大大提高了桩体的承载力。同时，施工过程中，钢筋笼 的安放和混凝土的灌注均在无水和定型的条件下进行，因而能够确保所成型 桩体的质量。实施例2本实施例中，所成型的异型挤密扩底灌注桩的结构与实施例1大体相 同，只是如图3所示，所釆用的异型挤密桩管1的横截面为拐角形，两个压 浆管4分别对应设置在异型挤密桩管1最外侧的两个对角上。由于选择不 同结构的异型挤密桩管1则可挤密形成相应不同形状的桩体，因而本具体 实施方式中所成型的灌注桩为拐角形桩。而其具体施工方法及步骤与实施例1完全相同。实施例3本实施例中，所成型的异型挤密扩底灌注桩的结构与实施例1大体相 同，只是如图4所示，所釆用的异型挤密桩管1的横截面为十字形，两个压 浆管4分别对应设置在异型挤密桩管1最外侧的两个对角上。由于选择不 同结构的异型挤密桩管1则可挤密形成相应不同形状的桩体，因而本实施 例中所成型的灌注桩为十字形桩。而其具体施工方法及步骤与实施例l完全 相同。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是 根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构 变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种异型挤密扩底灌注桩，其特征在于包括通过异型挤密桩管(1)及其底部的桩尖(2)挤密成型的带钢筋笼(8)的混凝土桩身，位于所述桩身下方的桩尖(2)，以及位于桩尖(2)下方且通过压浆管(4)由上至下高压压入水泥浆或混凝土而成型的桩底扩大头(6)，所述压浆管(4)的数量至少为两个，且其对应设置在异型挤密桩管(1)内壁与所述桩身之间；所述异型挤密桩管(1)的横截面为矩形、拐角形、十字形、T形、口字形、三角形或其它多边形。
2. 按照权利要求1所述的异型挤密扩底灌注桩，其特征在于所述压 浆管(4)的数量为两个，并且两个压浆管(4)分别对应设置在异型挤密 桩管(1)内壁与所述桩身之间。
3.按照权利要求1所述的异型挤密扩底灌注桩的施工方法，其特征在 于该方法包括以下步骤(a )根据所需成型灌注桩的桩长和横截面形状选择所用的钢筋笼 (8)、异型挤密桩管(1)以及与其配套使用的桩尖(2)，紧靠所述异型 挤密桩管(1)的管壁内侧由上至下设置有至少两根压浆管(4)，所述压 浆管(4)底部还安装有逆止阀(7);同时，在异型挤密桩管(1)上部管 壁外侧对应标出需成型灌注桩的桩长，即对应标出所预先设计的标高；(b) 根据实际施工情况测定桩位，在所测定的桩位处放置桩尖(2), 之后再将异型挤密桩管(1)对应放置在桩尖(2)上；(c) 釆用振动锤(3)将步骤(b)中放置好的异型挤密桩管(1)和 桩尖(2) —并锤击沉入到步骤(a)中所预先设计的标高处，并将步骤(a) 中所选用的钢筋笼(8)放入异型挤密桩管(1)内部；之后，按所需成型 灌注桩桩身的混凝土用量，从异型挤密桩管(1)的桩管管口 (5)向其内 部直接灌入混凝土，得到所需成型灌注桩的桩身；(d) 待步骤(c)中成型桩身所需的混凝土灌入之后，按所需成型桩 底扩大头(6)的水泥浆或混凝土用量，通过位于所述异型挤密桩管(1)管壁内侧的压浆管(4),并釆用高压注浆设备由压浆管(4)的管口从上 至下压入水泥浆或混凝土，从而形成所需成型灌注桩的桩底扩大头(6);(e)待步骤(d)中所述的水泥浆或混凝土高压压入形成桩底扩大头 (6)之后，通过振动锤(3)的向上振动将异型挤密桩管(1)拔出地面， 即形成所需成型的异型挤密扩底灌注桩。
4. 按照权利要求3所述的异型挤密扩底灌注桩的施工方法，其特征在 于步骤(d)中所述的待步骤(c)中成型桩身所需的混凝土灌入之后， 立即或在所灌入的混凝土凝固之前，通过压浆管(4)高压压入水泥浆或 混凝土。
5. 按照权利要求3或4所述的异型挤密扩底灌注桩的施工方法，其特 征在于步骤(e)中所述的待步骤(d)中的水泥浆或混凝土高压压入形 成桩底扩大头U)之后，立即或在所高压压入的水泥浆或混凝土凝固之前， 通过振动锤(3)将异型挤密桩管(1)拔出地面。
6. 按照权利要求3或4所述的异型挤密扩底灌注桩的施工方法，其特 征在于所述振动锤(3)在所需成型灌注桩的整个施工过程中，始终固 定在异型挤密桩管(1)上端的管壁外侧。
全文摘要
本发明公开了一种异型挤密扩底灌注桩及其施工方法，其由上至下包括桩身、桩尖以及桩底扩大头；其施工方法包括以下步骤选择异型挤密桩管即桩管以及桩尖，紧靠桩管的管壁内侧设置有至少两个底部带逆止阀的压浆管，桩管的横截面为方形、矩形、拐角形、十字形、T形、口字形、三角形或其他多边形；在所测桩位处放置桩尖和桩管并采用振动锤将二者锤击沉入到预定标高处，放入钢筋笼后灌入混凝土形成桩身；通过压浆管由上至下高压压入水泥浆或混凝土形成桩底扩大头；通过振动锤向上振动拔出桩管。本施工方法施工方便，所成型灌注桩能充分调动桩端和桩侧地基承载力，大大提高了桩的承载力，不用排土或泥浆，能大幅降低工程成本、缩短工期。
文档编号E02D5/44GK101255692SQ20081001793
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月11日 优先权日2008年4月11日
发明者张建山, 哲 李 申请人:陕西中机岩土工程有限责任公司