专利名称：一种复合载体静压扩底桩及施工方法
技术领域：
本发明涉及建筑工程桩基础领域，具体地说是一种复合载体静压 扩底桩及施工方法。
背景技术：
建筑工程大多采用桩基础，且随着城市的发展，高层建筑越来越 多，需要能承受更大荷载的桩基础，为此桩基础向高承载发展，从而 产生了夯扩桩、复合载体桩、静压予制桩等。复合载体夯扩桩虽然具 有较高的承载力和较低的成本，但是它是采用重锤冲击沉管成桩的办 法，存在着以下缺点 一、施工中的振动及噪音较大，不适合居民集 中区和对振动敏感的建筑物附近施工。二、强大的冲击力将使填入的 加固料粉碎乃至成为粉沫失去了骨料的作用。三、在地下水丰富地区， 特别是砂卵石层水量丰富时难以成桩。四、单桩承载能力是通过施工 中是三级灌入量来控制，受人为因素影响大，容易引起人为造成的不 均匀及至单桩承载能力的不均匀，给工程留下隐患。五、桩端复合载 体与桩身连接处结合差，降低了桩抗水平承载能力。
静压予制桩单桩承载较高，无噪音、无污染，是一种环保型工法， 但是它存在着接桩繁琐，截桩浪费的缺点，另外静压予制桩不能对桩 端地基土层进行更深的加固，难以充分发挥桩端土的承载力，并难以 通过加大桩端承载面积来提高桩端承载力，使得予制桩只能向大直 径、大桩长方向发展，这样就造成了一定的浪费。
发明内容
本发明的目的是，旨在解决上述技术问题的不足，克服上述两种 桩的缺点，以解决城市发展建设中对高承载、低成本、无污染、无噪 音、环保型桩的需要，发明一种复合载体静压扩底桩，并提出解决在 施工中的技术方法，并实现经济、节约、环保、安全的效果。本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是 一种 复合载体静压扩底桩，包括桩身、桩端扩大头，在桩身下端的桩端扩 大头的底部，依次设有素砼层、加固料水泥砂灰混合层和加固料与加 固土层混合层组成的复合载体。本发明所述的桩端扩大头呈梨型，桩端扩大头的直径是桩身直径 的1.5—3倍或按填入砼量的0.3—0.51113大小确定，由与桩身同标号 砼组成。本发明所述的素砼层、加固料水泥砂灰混合层和加固料与加固土 层混合层组成复合载体，其用料包括建筑垃圾、砖渣、砖块、砕块、 砂卵石、碎石其中的一种或多种。本发明所述的素砼层、加固料水泥砂灰混合层和加固料与加固土 层混合层组成的复合载体，其使用建筑垃圾的用量不小于0.5m3。本发明所述的一种复合载体静压扩底桩的施工方法，包括下列步骤1、 在地基中予定桩位处挖引孔，孔径同桩径，孔深0，5m，此步 骤是为了保证桩位不发生偏差，若地基土层较硬或有夹层，沉管沉入 困难时，引孔深可加大，以保证沉管沉入设计深度；2、 在引孔内填入0.2—0.3m高的干硬性砼，以达到封底止水止泥
的效果；
3、 静压沉管扩桩机就位，将沉管放入引孔内，静力将沉管压入 地基土层；
4、 沉管沉入至设计深度后，提出内管，向外管内填入加固料， 如砖块、混凝土块、卵石、碎石等，放入内管，静力将所填加固料压 出外管，压入桩端地基土层，如此反复填料静压至桩端土层被压密为 止，加固料量为0.5 — 1.5m3，其压密程度的确定待填料量一定且静 压压力值达1.5倍单桩承载力标准值后，填料难以压入时，保持稳压， 稳压沉降小于设计或试桩确定的值时，进入下一步，否则继续填料至 满足要求，若填料超过1.5m3，稳压沉降仍不能满足时，应在下一步 施工中进行调整，调整包括下一层填料量的增加及桩端扩大头面积的 增加；
5、 提出内管，向外管内填入加固料与水泥砂灰混合物，放入内 管，静压内管将所填物压出外管，如此反复进行，形成复合载体之中 间层，即加固料与水泥砂灰混合层，填料量为0.3 — 1.0m3，需要说明 的是，当步骤2中填料量大时取大值，小时取小值；
6、 提出内管向外管填入低标号的素砼，砼量0.1—0.3 m3，静压 如此反复进行，形成复合载体的上层，即素砼层；
7、 提出内管，向外管填入干硬性砼，放入内管，起拔外管，静 压内管及外管至原位，此为一次压扩，如此反复进行多次压扩，从而 形成不同直径的桩端扩大头；
根据桩端扩大头截面积可一次或多次压扩。 扩大头截面积公式为s = T;^2<formula>formula see original document page 8</formula>Dl， D2， Dn~~"第一次，第二次，第ntt扩大奸均直径。 Do——^卜管内径。HI, h2, hn~~"第一次，第二次，第n)姐扩工序中外管中灌注砼高度(从 鹏起算)。hi, h2， h3~~"第一次，第二次，第n)妞扩工序中外管上拔高度(从才鹏 體)可取H1/2、 H2/2 、 Hn/2Cl， C2， Cn~~t—次，第二次，第n)組扩工序中由外管同步下i腿离 桩底的距离可取CK2《n-0. 2m。8、 压扩完成后，采用2倍单桩承载力标准值静压内外管，静压 沉降满足要求进入下一步工序，若不能满足，重复7、 8的步骤；此步骤即在施工中对单桩承载能力进行了检验，从而保证了每根 桩的承载能力。9、 提出内管向外管内下入钢筋笼，灌注桩身砼，砼高度要保证， 外管拔出后，砼面标高高于设计桩顶高0.5m;10、 放入内管使之压在所灌之砼面上，起拔外管至内外管都拔出 地面，该桩施工完成。内管压在砼面上，从而保证了桩身砼的连续与 密度，保证了桩身重量。
本发明的优点是-
1、 桩体结构合理，单桩承载力大幅度提高，单桩承载力可达1000 一3000KN。
2、 经济节约。单方砼提供承载力达700—1500KN，基础节约投 资约30—50%。
3、 可以消耗大量的建筑垃圾且施工中无噪音、无振动，是环保 型桩。
4、 单桩承载能力在施工过程中即能进行根根检验，且检验直观 明了，使桩基础更加安全可靠。
5、 使得试桩检测更加全面，即能检测桩端加固后土体的承载力， 又能检测到单桩承载力，并能根据检测结果及时调整计划，使得设计 方案更加安全可靠，检测时利用静压桩机的自重及配重，可节省检测 费用。
6、 利用静压保证了骨料的结构，使其真正起到增强体的作用。
7、 用砼止水、止泥的办法，消除了地下水对施工的影响，使得 复合载体桩在地下水丰富地区，特别是砂卵石层地区应用变为现实。
8、 钢筋笼能够下入桩端扩大头内，使得基础结构更加合理。 本发明经济、节约、环保、安全，成本低，承载力强，施工中无
污染、无噪音，符合市场发展的需求。
图1是本发明的结构示意图2是本发明的施工方法中的步骤1的示意图3是本发明的施工方法中的步骤2的示意图； 图4是本发明的施工方法中的步骤3的示意图； 图5是本发明的施工方法中的步骤4的示意图； 图6是本发明的施工方法中的步骤5的示意图； 图7是本发明的施工方法中的步骤5、 6的示意图； 图8是本发明的施工方法中的步骤6的示意图； 图9是本发明的施工方法中的步骤6、 7的示意图； 图10是本发明的施工方法中的步骤7、 8的示意图； 图11是本发明的施工方法中的步骤7、 8的示意图； 图12是本发明的施工方法中的步骤9的示意图； 图13是本发明的施工方法中的步骤10的示意图。 图中标记1、桩身；2、桩端扩大头；3、素砼层；4、加固料水 泥砂灰混合层；5、加固料与加固土层混合层；6、引孔；7、干硬性 砼；8、内管；9、外管；10、地基土层；11、加固料；12、加固料与 水泥砂灰混合物；B、素砼层；14、钢筋笼；15、灌注桩身。
具体实施方式
由图1可知， 一种复合载体静压扩底桩，由桩身1和桩端扩 大头2及符合载体形成，符合载体由素砕层3、加固料水泥砂灰混合 层4、加固料与加固土层混合层5形成，底部为加固料与加固土体静 压压扩挤密而形成的复合载体，载体之上是静压压扩而成的桩端扩大 头2，上部为砼灌注而成的桩身或予制桩身。桩端扩大头2是用加固 料和干硬性砼通过静力压扩挤密的办法来实现的，桩端扩大头2的大
小是通过填入的砼量来控制， 一般的填入量是0.3—0.5m3，桩端扩大 头2的直径是桩身直径的1.5—3倍，桩端扩大头2的形状呈梨型。 由于复合载体由素砼层3、加固料水泥砂灰混合层4、加固料与加固 土层混合层5形成，其用料为建筑垃圾、砖渣、砖块、砼块、砂卵石、 碎石等，建筑垃圾的用量一般不小于0.5m3，最大用量以不影响邻桩 及地面不发生隆起为原则。
由图1_图13可知，本发明一种复合载体静压扩底桩的施工方 法是
1、 在地基中予定桩位处挖引孔6，孔径同桩径，孔深0,5m，此 步骤是为了保证桩位不发生偏差，若地基土层较硬或有夹层，沉管沉 入困难时，引孔6深可加大，以保证沉管沉入设计深度；
2、 在引孔6内填入0.2—0.3111高的干硬性砼7，以达到封底止水 止泥的效果；
3、 静压沉管扩桩机就位，将沉管放入引孔6内，静力将沉管压 入地基土层10;
4、 沉管沉入至设计深度后，提出内管8，向外管9内填入加固 料11，如砖块、混凝土块、卵石、碎石等，放入内管，静力将所填 加固料压出外管，压入桩端地基土层，如此反复填料静压至桩端土层 被压密为止，加固料量为0.5 —1.5m3，其压密程度的确定待填料量 一定且静压压力值达1.5倍单桩承载力标准值后，填料难以压入时， 保持稳压，稳压沉降小于设计或试桩确定的值时，进入下一步，否则 继续填料至满足要求，若填料超过1.5m3，稳压沉降仍不能满足时，应在下一步施工中进行调整，调整包括下一层填料量的增加及桩端扩 大头面积的增加；5、 提出内管8，向外管9内填入加固料11与水泥砂灰混合物12， 放入内管8，静压内管8将所填物压出外管9，如此反复进行，形成 复合载体之中间层，即加固料与水泥砂灰混合层4，填料量为0.3 — l.Om3，需要说明的是，当步骤2中填料量大时取大值，小时取小值；6、 提出内管8向外管9填入低标号的素砼，砼量0.1—0.3 m3， 静压如此反复进行，形成复合载体的上层，即素砼层3;7、 提出内管8，向外管9填入干硬性砼7，放入内管8，起拔外 管9，静压内8管及外管9至原位，此为一次压扩，如此反复进行多 次压扩，从而形成不同直径的桩端扩大头2;根据桩端扩大头2截面积可一次或多次压扩。8、 压扩完成后，采用2倍单桩承载力标准值静压内外管，静压 沉降满足要求进入下一步工序，若不能满足，重复7、 8的步骤；此步骤即在施工中对单桩承载能力进行了检验，从而保证了每根 桩的承载能力。9、 提出内管8向外管9内下入钢筋笼14，灌注桩身砼，砼高度 要保证，外管拔出后，砼面标高高于设计桩顶高0.5m;10、 放入内管8使之压在所灌之砼面上，起拔外管9至内外管都 拔出地面，该桩施工完成。内管8压在砼面上，从而保证了桩身砼的 连续与密度，保证了桩身重量。
权利要求
1、一种复合载体静压扩底桩，包括桩身(1)、桩端扩大头(2)，其特征在于在桩身(1)下端的桩端扩大头(2)的底部，依次设有素砼层(3)、加固料水泥砂灰混合层(4)和加固料与加固土层混合层(5)组成的复合载体。
2、 根据权利要求1所述的一种复合载体静压扩底桩，其特征在 于所述的桩端扩大头(2)呈梨型，桩端扩大头(2)的直径是桩身 直径的1.5—3倍或按填入砼量的0.3—0.51113大小确定。
3、 根据权利要求1所述的一种复合载体静压扩底桩，其特征在 于所述的素砼层(3)、加固料水泥砂灰混合层(4)和加固料与加 固土层混合层(5)组成复合载体，其用料包括建筑垃圾、砖渣、砖 块、砼块、砂卵石、碎石其中的一种或多种。
4、 根据权利要求1所述的一种复合载体静压扩底桩，其特征在 于所述的素砼层(3)、加固料水泥砂灰混合层(4)和加固料与加 固土层混合层(5)组成的复合载体，其使用建筑垃圾的用量不小于
5、 根据权利要求1所述的一种复合载体静压扩底桩的施工方法，其特征在于施工方法包括下列步骤<1>、在地基中予定桩位处挖引孔(6)，孔径同桩径，孔深0，5m;〈2〉、在引孔(6)内填入0.2—0.3m高的干硬性砼(7);〈3〉、静压沉管扩桩机就位，将沉管放入引孔(6)内，静力将沉 管压入地基土层(10);<4>、沉管沉入至设计深度后提出内管(8)，向外管(9)内填入 加固料(11)，放入内管(8)，静力将所填加固料(11)压出外管(9)， 压入桩端地基土层(12)，如此反复填料静压至桩端土层被压密为止， 加固料量为0.5 — l，5m3，其压密程度的确定待填料量一定且静压压 力值达L5倍单桩承载力标准值后，填料难以压入时，保持稳压，稳 压沉降小于设计或试桩确定的值时，进入下一步，否则继续填料至满 足要求，若填料超过1.5m3，稳压沉降仍不能满足时，应在下一步施 工中进行调整，调整包括下一层填料量的增加及桩端扩大头(2)面 积的增加；<5〉、提出内管(8)，向外管(9)内填入加固料与水泥砂灰混合 物，放入内管(8)，静压内管(8)将所填物压出外管(9)，如此反 复进行，形成复合载体之中间层，即加固料与水泥砂灰混合层(4)， 填料量为0.3 — 1.0m3;〈6>、提出内管(8)向外管(9)填入低标号的素砼，砼量0.1 —0.3m3，静压如此反复进行，形成复合载体的上层，即素砼层(3);〈7〉、提出内管(8)，向外管(9)填入干硬性砼，放入内管(8)， 起拔外管(9)，静压内管(8)及外管(9)至原位，此为一次压扩， 如此反复进行多次压扩，从而形成不同直径的桩端扩大头(2);〈8>、压扩完成后，采用2倍单桩承载力标准值静压内外管，静 压沉降满足要求进入下一步工序，若不能满足，重复<7〉、 〈8>的步骤;〈9>、提出内管(8)向外管(9)内下入钢筋笼(14)，灌注桩身 砼(15);<10>、放入内管(8)使之压在所灌之砼面上，起拔外管(9)至内外管都拔出地面，该桩施工完成(
全文摘要
一种复合载体静压扩底桩，包括桩身、桩端扩大头，在桩身下端的桩端扩大头的底部，依次设有素砼层、加固料水泥砂灰混合层和加固料与加固土层混合层组成的复合载体。施工方法1.在地基中予定桩位处挖引孔；2.在引孔内填入干硬性砼；3.桩机就位；4.沉管沉入至设计深度后，提出内管，向外管内填入加固料；5.提出内管，向外管内填入加固料与水泥砂灰混合物，放入内管，静压内管将所填物压出外管；6.形成素砼层；7.形成桩端扩大头；8.采用2倍单桩承载力标准值静压内外管；9.下入钢筋笼；10.灌注桩身砼。本发明经济、节约、环保、安全，成本低，承载力强，施工中无污染、无噪音，符合市场发展的需求。
文档编号E02D5/44GK101130976SQ200710054848
公开日2008年2月27日 申请日期2007年7月17日 优先权日2007年7月17日
发明者任西明 申请人:任西明