本发明涉及桩基技术领域，特指一种扩底沉管桩结构及施工方法。
背景技术：
对于软弱土层较厚的地区，在结构物桩基设计时，大多都是采用加大桩长或提高桩径来满足桩基承载力要求，但桩基过长、桩径过大不但造成材料的巨大浪费，而且施工难度大，桩身自重也很大，影响桩的承载能力。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明提供了一种扩底沉管桩结构及施工方法，通过底部扩孔将桩基内部下层浇筑扩底现浇混凝土，在设于桩基内部上层的沉管上配合设有钢板法兰，以及通过直孔将碎石、砂填筑在沉管四周，沉管的底部搭接于扩底现浇混凝土内，有效提高了桩基的承载能力，另外，采用空心结构的管节可减少桩基混凝土的用量，不但节省了材料，而且还减少了桩基的自重。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种扩底沉管桩结构，包括中空结构设置的桩基，桩基的下部设有底部扩孔，桩基内部下层设有扩底现浇混凝土，扩底现浇混凝土通过底部扩孔浇筑，桩基的上部设有直孔，桩基内部上层设有沉管，沉管的四周位置填充有碎石砂，碎石砂通过直孔填筑，沉管包括空心管节与底盘，空心管节的顶部与底部分别固定有钢板法兰一，底盘的顶部固定有钢板法兰二，空心管节底部的钢板法兰一与底盘顶部的钢板法兰二固定焊接，沉管的底部搭接于扩底现浇混凝土内。
进一步而言，所述空心管节通过预应力主筋与钢板法兰一焊接连接。
进一步而言，所述底盘通过锚固筋与钢板法兰二焊接连接。
一种扩底沉管桩结构的施工方法，包括如下步骤：
1)采用钻头在桩基的上部设计位置钻直孔，在桩基的下部设计位置钻底部扩孔；
2)采用旋制技术预制空心管节，钢板法兰一在预制时作为预应力主筋附着在空心管节的顶部与底部上；
3)采用专用模具预制底盘，钢板法兰二在预制时作为锚固筋附着在底盘的顶部上；
4)采用导管法浇筑扩底现浇混凝土于底部扩孔内；
5)浇筑好扩底现浇混凝土后，通过起重设备将预制好的底盘与空心管节吊放到位，吊放时需先将底盘放在空地上，待与空心管节焊接好后再吊放进底部扩孔中，直至空心管节的底部进入扩底现浇混凝土中进行搭接，完成沉放；
6)当沉放完成后，通过直孔向空心管节的外壁与桩基的内壁之间填筑碎石砂。
进一步而言，步骤1)中所述直孔与底部扩孔为马蹄形结构设置。
进一步而言，步骤5)中所述空心管节与扩底现浇混凝土的搭接长度为不小于500mm。
进一步而言，步骤5)中为加快沉管的下沉效率，可在沉管在沉放的同时向空心管节内加水。
本发明有益效果：
本发明采用这样的结构设置，通过底部扩孔将桩基内部下层浇筑扩底现浇混凝土，在设于桩基内部上层的沉管上配合设有钢板法兰，以及通过直孔将碎石砂填筑在沉管四周，沉管的底部搭接于扩底现浇混凝土内，有效提高了桩基的承载能力，另外，采用空心结构的管节可减少桩基混凝土的用量，不但节省了材料，而且还减少了桩基的自重。
附图说明
图1是本发明桩基整体结构示意图；
图2是桩基直孔成孔与底部扩孔位置图；
图3是空心管节与钢板法兰一示意图；
图4是底盘与钢板法兰二示意图；
图5是浇筑扩底现浇混凝土示意图；
图6是吊放空心管节与底盘至桩基内示意图；
图7是填筑碎石砂示意图。
1.直孔成孔；2.底部扩孔；3.扩底现浇混凝土；4.空心管节；5.钢板法兰一；6.底盘；7.钢板法兰二；8.碎石砂。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述一种扩底沉管桩结构，包括中空结构设置的桩基，桩基的下部设有底部扩孔2，桩基内部下层设有扩底现浇混凝土3，扩底现浇混凝土3通过底部扩孔2浇筑，桩基的上部设有直孔1，桩基内部上层设有沉管，沉管的四周位置填充有碎石砂8，碎石砂8通过直孔1填筑，沉管包括空心管节4与底盘6，空心管节4的顶部与底部分别固定有钢板法兰一5，底盘6的顶部固定有钢板法兰二7，空心管节4底部的钢板法兰一5与底盘6顶部的钢板法兰二7固定焊接，沉管的底部搭接于扩底现浇混凝土3内。以上所述构成本发明基本结构。
本发明采用这样的结构设置，通过底部扩孔2将桩基内部下层浇筑扩底现浇混凝土3，在设于桩基内部上层的沉管上配合设有钢板法兰，以及通过直孔1将碎石砂8填筑在沉管四周，沉管的底部搭接于扩底现浇混凝土3内，有效提高了桩基的承载能力，另外，采用空心结构的管节可减少桩基混凝土的用量，不但节省了材料，而且还减少了桩基的自重。
更具体而言，所述空心管节4通过预应力主筋与钢板法兰一5焊接连接。采用这样的结构设置，有效提高空心管节4的承载能力。
更具体而言，所述底盘6通过锚固筋与钢板法兰二7焊接连接。采用这样的结构设置，有效提高底盘6的承载能力。
一种扩底沉管桩结构的施工方法，包括如下步骤：
1)采用钻头在桩基的上部设计位置钻直孔1，在桩基的下部设计位置钻底部扩孔2，如图2所示；
2)采用旋制技术预制空心管节4，钢板法兰一5在预制时作为预应力主筋附着在空心管节4的顶部与底部上，如图3所示；
3)采用专用模具预制底盘6，钢板法兰二7在预制时作为锚固筋附着在底盘6的顶部上，如图4所示；
4)采用导管法浇筑扩底现浇混凝土3于底部扩孔2内，如图5所示；
5)浇筑好扩底现浇混凝土3后，通过起重设备将预制好的底盘6与空心管节4吊放到位，吊放时需先将底盘6放在空地上，待与空心管节4焊接好后再吊放进底部扩孔2中，直至空心管节4的底部进入扩底现浇混凝土3中搭接，即完成沉放，如图6所示；
6)当沉放完成后，通过直孔1向空心管节4的外壁与桩基的内壁之间填筑碎石砂8，如图7所示。
更具体而言，步骤1)中所述直孔1与底部扩孔2均采用马蹄形结构设置。采用这样的结构设置，便于将碎石砂8与扩底现浇混凝土3的填充与浇筑。
更具体而言，步骤5)所述空心管节4与扩底现浇混凝土3的搭接长度为500mm。采用这样的结构设置，由于空心管节4底部的钢板法兰一5与底盘6顶部的钢板法兰二7固定焊接，即相当于将空心管节4底部与底盘6均设于扩底现浇混凝土3内，这样可将空心管节4定位固定在扩底现浇混凝土3内。
更具体而言，步骤5)中为加快沉管的下沉效率，可在沉管在沉放的同时向空心管节内加水。通过在空心管节内加水可以增加沉管的重量。
在实际应用中，本发明由于提高了桩基的承载能力，可大大缩短桩基的长度，对于大直径、硬土层埋深大的地区也有广阔的运用前景。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。