一种管桩囊式扩底装置及桩底施工结构的制作方法

本技术属于施工设备领域，具体涉及一种管桩囊式扩底装置。

背景技术：

1、扩底桩是一种底部直径大于上部桩身直径的桩基础，其单桩承载力比桩身直径相同的直桩的承载力有较大提高。常见的扩底桩为灌注桩，例如，申请号为cn202011255602.3的发明专利提供了一种消减负摩阻力的上直杆下扩底结构灌注桩及其施工方法，其包括混凝土灌注桩、位于混凝土灌注桩中的预应力钢筋、位于混凝土灌注桩外的桩体外部套管、以及设置于混凝土灌注桩上端的承台；所述混凝土灌注桩由上部的直杆段与下部的扩底段直接相连，预应力钢筋与混凝土灌注桩同轴线设置，形成上直杆下扩底结构灌注桩。该方案在软土、湿陷性黄土、吹填土等高压缩性土层地质条件下都有较好的消减负摩阻力的效果。但是灌注桩需要在现场进行施工，而且存在地基下方的桩身质量难以把控和检测的问题。

2、随着预制桩的普及，现有技术中也出现了在预制桩桩底增加扩底结构的做法。例如，在申请号为cn200610155162.8的发明专利中提供了一种钢筋混凝土扩底预制桩，它包含钢筋混凝土预制桩、预制扩大桩头，扩大桩头的上端面边长大于钢筋混凝土预制桩的桩段直径，扩大桩头焊接在桩段上。该方案可使桩身截面增粗增大，提高钢筋混凝土预制桩承载力。但是，由于桩底增加了额外的扩径，因此在沉桩过程中其桩身阻力大大增加，通常需要采用更高的静力或动力将预制桩打入土层，增加了施工的人力成本、时间成本和物料成本。

3、因此，如何优化扩底预制桩的结构，使其满足施工效率和成本上的协同，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决现有技术中扩底预制桩沉桩过程阻力过高的问题，并提供一种管桩囊式扩底装置。

2、本实用新型所采用的具体技术方案如下：

3、第一方面，本实用新型提供了一种管桩囊式扩底装置，用于安装在管桩底部与桩尖的连接位置，其包括桩尖连接套箍和囊式扩底装置；

4、所述桩尖连接套箍由第一环形段、第二环形段、封闭第一环形段顶部的顶面以及连接两个环形段的台阶面组成，整体呈底部敞口的凸字形；在装配状态下，管桩端部支撑于所述台阶面上，第一环形段伸入管桩内腔中，第二环形段可脱离式扣合于桩尖上，且顶面、第一环形段和桩尖的顶面围合成用于一个容纳空间；

5、所述囊式扩底装置包括可膨胀囊袋和囊袋接头；所述可膨胀囊袋置于所述容纳空间中；所述囊袋接头通过所述顶面上开设的通孔伸出桩尖连接套箍，用于向可膨胀囊袋中注入注浆液。

6、作为上述第一方面的优选，还包括用于向可膨胀囊袋进行注浆的注浆管和注浆机，注浆管的一端用于连接注浆机，另一端用于连接所述囊袋接头。

7、作为上述第一方面的优选，所述注浆管出口端的端头采用能够与所述囊袋接头连接自锁的磁性接头。

8、作为上述第一方面的优选，还包括用于保持注浆管在管内居中的居中器；所述居中器包括套管和至少三根伸缩杆，所述套管用于环套固定在伸入管桩内的管道上，而所有伸缩杆环向等角度垂直固定于套管上，伸缩杆能够根据管桩内径大小进行同步伸缩，使所述套管和内部穿入的管道在管桩内上下移动过程中始终居中。

9、作为上述第一方面的优选，所述第一环形段的外径与管桩的内径一致，第二环形段的外径与管桩的外径一致。

10、作为上述第一方面的优选，所述第二环形段的内径与桩尖顶部的直径一致。

11、第二方面，本实用新型提供了一种带有如上述第一方面任一方案所述管桩囊式扩底装置的桩底施工结构，其中管桩底部通过桩尖连接套箍连接桩尖，管桩端部通过管桩接头支撑于所述台阶面上，第一环形段伸入管桩内腔中，第二环形段可脱离式扣合于桩尖上；注浆管的顶部连接外部的注浆机，底部通过外套居中器伸入管桩底部，并与囊式扩底装置中连接可膨胀囊袋的囊袋接头连通。

12、作为上述第二方面的优选，所述桩尖采用十字桩尖。

13、作为上述第二方面的优选，所述十字桩尖包括十字桩尖板和封底，十字桩尖板焊接于封底上，所述第二环形段扣合于封底上；所述十字桩尖板上设有便于插入土体的桩尖倒角。

14、作为上述第二方面的优选，所述管桩为预制管桩。

15、本实用新型相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

16、本实用新型在管桩底部设置了桩尖连接套箍来可脱离式连接桩尖，并将一个囊式扩底装置安装于桩尖连接套箍中。该囊袋接头可用于通过注浆管连接注浆机。注浆液采用注浆机通过注浆管注入可膨胀囊袋并在注浆压力的作用下将囊袋扩大，并推动桩尖脱离第二环形段，从而为可膨胀囊袋的扩大创造空间，进一步通过注浆挤扩可膨胀囊袋周边的土体，待最终的注浆液固化后即可形成桩端扩大头。该管桩囊式扩底装置不会增加沉桩过程中的桩端阻力，因此无需改变沉桩工艺。

技术特征：

1.一种管桩囊式扩底装置，用于安装在管桩（1）底部与桩尖（5）的连接位置，其特征在于，包括桩尖连接套箍（3）和囊式扩底装置（4）；

2.如权利要求1所述的管桩囊式扩底装置，其特征在于，还包括用于向可膨胀囊袋（401）进行注浆的注浆管（6）和注浆机，注浆管（6）的一端用于连接注浆机，另一端用于连接所述囊袋接头（402）。

3.如权利要求2所述的管桩囊式扩底装置，其特征在于，所述注浆管（6）出口端的端头采用能够与所述囊袋接头（402）连接自锁的磁性接头。

4.如权利要求2所述的管桩囊式扩底装置，其特征在于，还包括用于保持注浆管（6）在管内居中的居中器（7）；所述居中器（7）包括套管（701）和至少三根伸缩杆（702），所述套管（701）用于环套固定在伸入管桩（1）内的管道上，而所有伸缩杆（702）环向等角度垂直固定于套管（701）上，伸缩杆（702）能够根据管桩（1）内径大小进行同步伸缩，使所述套管（701）和内部穿入的管道在管桩（1）内上下移动过程中始终居中。

5.如权利要求1所述的管桩囊式扩底装置，其特征在于，所述第一环形段（302）的外径与管桩（1）的内径一致，第二环形段（304）的外径与管桩（1）的外径一致。

6.如权利要求1所述的管桩囊式扩底装置，其特征在于，所述第二环形段（304）的内径与桩尖（5）顶部的直径一致。

7.一种带有如权利要求4所述管桩囊式扩底装置的桩底施工结构，其特征在于，管桩（1）底部通过桩尖连接套箍（3）连接桩尖（5），管桩（1）端部通过管桩接头（2）支撑于所述台阶面（303）上，第一环形段（302）伸入管桩（1）内腔中，第二环形段（304）可脱离式扣合于桩尖（5）上；注浆管（6）的顶部连接外部的注浆机，底部通过外套居中器（7）伸入管桩（1）底部，并与囊式扩底装置（4）中连接可膨胀囊袋（401）的囊袋接头（402）连通。

8.如权利要求7所述的桩底施工结构，其特征在于，所述桩尖（5）采用十字桩尖。

9.如权利要求8所述的桩底施工结构，其特征在于，所述十字桩尖包括十字桩尖板（501）和封底（502），十字桩尖板（501）焊接于封底（502）上，所述第二环形段（304）扣合于封底（502）上；所述十字桩尖板（501）上设有便于插入土体的桩尖倒角（503）。

10.如权利要求8所述的桩底施工结构，其特征在于，所述管桩（1）为预制管桩。

技术总结
本技术公开了一种管桩囊式扩底装置及桩底施工结构，属于施工设备领域。本技术在管桩底部设置了桩尖连接套箍来可脱离式连接桩尖，并将一个囊式扩底装置安装于桩尖连接套箍中。该囊袋接头可用于通过注浆管连接注浆机。注浆液采用注浆机通过注浆管注入可膨胀囊袋并在注浆压力的作用下将囊袋扩大，并推动桩尖脱离第二环形段，从而为可膨胀囊袋的扩大创造空间，进一步通过注浆挤扩可膨胀囊袋周边的土体，待最终的注浆液固化后即可形成桩端扩大头。该管桩囊式扩底装置不会增加沉桩过程中的桩端阻力，因此无需改变沉桩工艺。

技术研发人员：王磊,匡昕昕,徐小巍,陆文哲,朱黎炜
受保护的技术使用者：浙江省城乡规划设计研究院
技术研发日：20221103
技术公布日：2024/1/11