专利名称：钻孔灌注桩及其膨胀挤密施工方法
技术领域：
本发明属于建筑施工领域，特别涉及一种利用膨胀材料对钻孔灌注桩桩底的沉渣进行挤密处理的钻孔灌注桩及其施工方法。
背景技术：
钻孔灌注桩以其承载力高、适应性强、造价低等独特的优点，广泛应用于交通、水利和建筑等领域中，但由于工程场地地址条件的复杂性和施工过程的不规范作业，常常使得钻孔灌注桩在桩底部位产生沉渣，桩底沉渣如不进行清除会，会影响混凝土与基岩的结合，从而影响灌注桩的承载能力。现有技术中，桩底沉渣的处理方法大致有两种一、通过泥浆循环清孔法。泥浆循环清孔法的主要思路在成孔完成后通过泥浆的循环将钻孔形成的孔底沉渣带出钻孔，泥浆经过沉淀去除沉渣，继续进入循环。泥浆循环清孔法主要缺点是此方法对于泥浆比重要求比较高，对于大粒径的废渣，泥浆无法带出钻孔； 另外由于施工过程中无法准确测量桩底沉渣的厚度，往往导致桩基承载力达不到设计值。二、桩底注浆加固法。桩底注浆加固法的主要思路在钢筋笼笼底固定注浆器插入桩底沉渣中，通过布置在桩身钢筋笼上的注浆管，在混凝土浇筑完成7天后，用高压泵将水泥浆压入桩底。水泥浆渗入桩底沉渣后形成混合物，达到加固的目的。桩底注浆加固法的主要缺点由于土层中存在裂隙，高压泵压入的水泥浆往往会沿着这些裂隙进行扩散，导致桩基承载力离散性较大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的问题，提供一种能够有效解决桩底沉渣的钻孔灌注桩结构，提高桩基承载能力。为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种钻孔灌注桩，它包括深入在钻孔内的混凝土桩柱、位于所述的桩柱下方的膨胀层，所述的膨胀层在混凝土灌桩后吸水膨胀形成膨胀桩端，并将钻孔底部的沉渣挤密，所述的膨胀桩端的高度与所述的桩柱的高度比为1 8 1 12，所述的桩柱内设置有钢筋笼。优选地，所述的膨胀桩端的高度与所述的桩柱的高度比为1 10。本发明的另一目的是克服现有技术中的问题，提供一种施工方便，同时又能够提高桩基承载能力的沉渣处理方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，它包括如下步骤A)、在施工地点埋设护筒；B)、钻孔；C)、清孔；D)、清孔完毕后，向所述的孔的底部投放干粉膨胀材料，接着在所述的孔内放入钢筋笼；
E)、灌注混凝土，膨胀材料吸水膨胀将桩底沉渣挤密、压实；其中所述的膨胀材料包含重量百分比含量为85 90%的水泥、10 15%的UEA 膨胀剂。优选地，在投放之前，将所述的膨胀材料预先混合并装袋。优选地，所述的膨胀材料与混凝土的重量之比1 15 1 30。优选地，所述的膨胀材料的自由膨胀率为0. 5%。优选地，所述的UEA膨胀剂为铝酸盐膨胀剂。优选地，所述的膨胀材料包含重量百分比含量为85 88%的水泥和12 15%的 UEA膨胀剂。最优地，所述的膨胀材料包含重量百分比含量为85%的水泥和15%的UEA膨胀剂。优选地，在所述的步骤C)中，对所述的钻孔完成两次清孔。由于上述技术方案运用，本发明技术方案与现有技术相比具有下列优点本发明在不增加施工工序的情况下，利用膨胀材料挤压桩底沉渣，使其达到与桩端持力层相同的硬度，膨胀材料在遇水过程中会持续膨胀，大约3 6个月左右，自由膨胀效率发挥到最大值0. 5 %，单桩承载力能够提高20% 30%。该施工方法较传统的桩端后注浆工艺简单适用，因此该施工方法在提高桩承载力的情况下，可以减少桩的根数或桩长。
附图1为成孔阶段示意图；附图2为投放膨胀材料后的示意图；附图3为浇注混凝土后的桩基示意图；附图4为施工完毕后，膨胀材料扩张示意图；其中1、地面；2、钻孔；3、桩柱；4、膨胀层；5、沉渣。
具体实施例方式下面通过结合附图来对发明的技术内容做更为详细的说明。本实施例，以桩径600mm，桩长30m的抗压桩为例，施工步骤如下A)、首先进行施工准备选择钻机、钻具、场地布置等工作，并进行必要数据的测量。施工前进行场地平整，清除杂物，钻机位置处应平整夯实，安装钻孔机后检测钻机垂直度。在施工地点插打钢护筒，为避免护筒底悬空，造成坍孔、漏水、漏浆等问题，施工时应保证护筒下端接触桩端持力层，如天然结实土层或基岩层上；B)、利用水、粘土和添加剂等材料制备钻孔泥浆，用钻孔机进行钻孔，施工中要注意不断添加泥浆，还要随时检查成孔是否偏斜；C)、清孔，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查，在终孔检查完全符合设计要求时，应当进行孔底清理，可以使用正循环旋转钻机反循环旋转真空吸泥机以及抽渣筒等清孔，必要时可进行2次清孔或多次清孔；D)、清孔完毕后，测量桩底沉渣大约50mm 100mm，然后计算膨胀材料的用量，膨胀材料与混凝土的重量比大约为1 15 1 30，本实施例中，膨胀材料与混凝土的用
4量比为1 20;在所述的钻孔的底部放入膨胀材料，所述的膨胀材料由重量百分比含量为 85 90%的水泥和10 15%的UEA膨胀剂干粉混合后装入若干小袋中，本实施例中，优选地，膨胀材料由重量百分比含量为85%的水泥和15%的UEA膨胀剂混合而成；膨胀材料投放好之后，接着在所述的钻孔内放入钢筋笼，并将其定位固定；E)、灌注混凝土，混凝土应一次浇筑完毕，膨胀材料遇水后膨胀并挤密、压实桩底沉渣，使其达到与桩端持力层相同的硬度。利用上述施工方法建筑得到的钻孔灌注桩，如附图4所示，包括深入在钻孔2内的混凝土桩柱3、位于所述的桩柱3下方的膨胀层4，该膨胀层4膨胀材料吸水凝固形成，膨胀层在混凝土灌桩后吸水膨胀，并在桩柱3的下方形成膨胀桩端，从而将钻孔2底部的沉渣5 挤密，所述的膨胀桩端的高度与所述的桩柱3的高度比为1 10。所述的桩柱2内设置有钢筋笼。UEA膨胀剂是一种低碱膨胀剂，其掺杂在水泥混凝土中在建筑物中应用，主要用于防止混凝土收缩开裂、产生化学预应力和化学压力，提高建筑结构的承载能力，然而鲜有人将其应用在钻孔灌注桩的桩底沉渣处理中。本实施例中，灌入桩底膨胀材料0. 7方左右，在遇水过程中会持续膨胀，大约3 6个月左右，自由膨胀效率发挥到最大值0. 5%,单桩承载力能够提高20% 30%。该施工方法较传统的桩端后注浆工艺简单适用，因此该施工方法在提高桩承载力的情况下，可以减少桩的根数或桩长。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种钻孔灌注桩，其特征是它包括深入在钻孔内的混凝土桩柱、位于所述的桩柱下方的膨胀层，所述的膨胀层在混凝土灌桩后吸水膨胀形成膨胀桩端，并将钻孔底部的沉渣挤密，所述的膨胀桩端的高度与所述的桩柱的高度比为1 8 1 12，所述的桩柱内设置有钢筋笼。
2.根据权利要求1所述的钻孔灌注桩，其特征是所述的膨胀桩端的高度与所述的桩柱的高度比为1 10。
3.一种钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，其特征是，它包括如下步骤A)、在施工地点埋设护筒；B)、钻孔；C)、清孔;D)、清孔完毕后，向所述的孔的底部投放干粉膨胀材料，接着在所述的孔内放入钢筋龙；E)、灌注混凝土，膨胀材料吸水膨胀将桩底沉渣挤密、压实；其中所述的膨胀材料包含重量百分比含量为85 90%的水泥、10 15%的UEA膨胀剂。
4.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，其特征是在投放之前，将所述的膨胀材料预先混合并装袋。
5.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，其特征是所述的膨胀材料与混凝土的重量比为1 15 1 30。
6.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，其特征是所述的膨胀材料的自由膨胀率为0.5%。
7.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，其特征是所述的UEA膨胀剂为铝酸盐膨胀剂。
8.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，其特征是所述的膨胀材料包含重量百分比含量为85 88%的水泥和12 15%的UEA膨胀剂。
9.根据权利要求8所述的钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，其特征是所述的膨胀材料包含重量百分比含量为85%的水泥和15%的UEA膨胀剂。
10.根据权利要求3所述的钻孔灌注桩的膨胀挤密施工方法，其特征是在所述的步骤 C)中，对所述的钻孔完成两次清孔。
全文摘要
本发明涉及一种钻孔灌注桩及其施工方法，该方法包括如下步骤A)在施工地点埋设护筒；B)钻孔；C)清孔；D)清孔完毕后，向所述的孔的底部投放干粉膨胀材料，接着在所述的孔内放入钢筋笼；E)灌注混凝土，膨胀材料吸水膨胀将桩底沉渣挤密、压实；其中所述的膨胀材料包含重量百分比含量为85～90％的水泥、10～15％的UEA膨胀剂。本发明在不增加施工工序的情况下，利用膨胀材料挤压桩底沉渣，使其达到与桩端持力层相同的硬度，该施工方法较传统的桩端后注浆工艺简单适用，因此该施工方法在提高桩承载力的情况下，可以减少桩的根数或桩长。
文档编号E02D5/44GK102409668SQ20111026653
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者孔德志, 朱小军 申请人:上海建工集团股份有限公司