专利名称：一种后注浆的预制扩孔桩及其施工方法
技术领域：
本发明涉及土木工程领域。
背景技术：
桩基工程是土木工程领域中重要组成部分之一，目前常用的工程桩形式主要有预制桩与灌注桩两大类别，其中预制桩包括钢管桩、预制方桩、PHC管桩、预应力空心方桩等形式，其特点是将工程桩预制成形后置入土体，利用桩与土的共同作用提供抗压、抗拔、抗弯或水平承载力。灌注桩包括钻孔灌注桩、沉管灌注桩等形式，其特点是首先在岩土体中预成孔，然后灌入桩体材料成桩。因桩尖持力层或部分桩侧土层强度高，在各类灌注桩中可通过扩大桩端与土体接触面来提高桩基承载力，例如竹节桩、肢盘扩底桩均属于此类性质的扩孔桩。与灌注桩相比，预制桩特别是PHC管桩，具有施工速度快、造价低、桩体强度高，施工质量易控制等优点，目前广泛应用于土木工程各领域。但是目前的预制桩在置入土体前桩体形状已经确定，因此目前预制桩扩孔技术仍是国内外的一项空白。
发明的内容
本发明的第一个目的在于提供一种预制扩孔桩，该预制扩孔桩可以在施工时形成扩孔段，可大幅度提高桩基承载 力，大幅度节约桩基工程造价，施工方便，质量可靠。
该预制扩孔桩包括预制桩身、与预制桩身连接的扩孔支座、与扩孔支座连接且可相对于扩孔支座活动的扩孔桩瓣、在扩孔施工前沉桩施工时用于固定扩孔桩瓣的临时固定装置四部分组成。
本发明的第二个目的在于提供一种带底托装置的预制扩孔桩，该带底托装置的预制扩孔桩不但可以在施工时形成扩孔段，而且可以使扩孔段提供抗拔承载力，在扩孔后固定扩孔段的形状，缩短扩孔阶段沉桩深度，可进一步提高桩基承载力，大幅度节约桩基工程造价，施工更为方便，质量可靠。
该带底托装置的预制扩孔桩包括预制桩身、与预制桩身连接的扩孔支座、与扩孔支座连接且可相对于扩孔支座活动的扩孔桩瓣、在扩孔施工前沉桩施工时用于固定扩孔桩瓣的临时固定装置、底端位于扩孔桩瓣下部且可上下移动的底托装置五部分组成。
本发明的第三个目的在于提供一种拉张式预制扩孔桩，该拉张式预制扩孔桩可以通过拉索的张拉进行扩孔施工，可以使扩孔段提供抗拔承载力，在扩孔后固定扩孔段的形状，缩短扩孔阶段沉桩深度，可进一步提高桩基承载力，使预制桩扩孔施工更为方便，质量可靠。
该拉张式预制扩孔桩包括预制桩身、与预制桩身连接的扩孔支座、与扩孔支座连接且可相对于扩孔支座活动的扩孔桩瓣、与扩孔桩瓣连接的拉索四部分组成。
本发明的第四个目的在于提供一种后注浆的预制扩孔桩，该后注浆的预制扩孔桩不但可以在施工时形成扩孔段，而且可以在扩孔后通过后注浆密实并加固扩孔段土体，进一步提闻预制扩孔粧的承载力。
该后注浆的预制扩孔桩包括预制桩身、与预制桩身连接的扩孔支座、与扩孔支座CN 102926384 A书明说2/9页连接且可相对于扩孔支座活动的扩孔桩瓣、在扩孔施工前沉桩施工时用于固定扩孔桩瓣的临时固定装置或与扩孔桩瓣连接的拉索、通向扩孔段的管状注浆通道五部分组成。
本发明的第五个目的在于提供一种预制扩孔桩施工方法，该预制扩孔桩施工方法可以顺利实现预制扩孔桩的扩孔施工目的，提高预制桩承载力。
该预制扩孔桩施工方法包括以下步骤
a)将扩孔支座及其上的连接件与预制桩身连接；
b)进行沉桩施工；
c)在预制扩孔桩达到预定深度后使扩孔桩瓣张开插入土体。
本发明的第六个目的在于提供一种后注浆的预制扩孔桩施工方法，该后注浆的预制扩孔桩施工方法可以顺利实现后注浆的预制扩孔桩施工，在扩大桩段的同时，加固扩孔段的土体，进一步提闻预制粧承载力。
该后注浆的预制扩孔桩施工方法包括以下步骤
a)将扩孔支座及其上的连接件与预制桩身连接；
b)进行沉桩施工；
c)在预制扩孔桩达到预定深度后使扩孔桩瓣张开插入土体，完成扩孔施工；
d)通过管状注浆通道对扩孔段进行注浆施工。
本发明的第七个目的在于提供一种可回收的预制扩孔桩施工方法，该可回收的预制扩孔桩施工方法可以顺利实现预制扩孔桩的回收施工，在提高承载力的同时，实现预制扩孔桩的回收，采用水平向施工后即可作为可回收的锚杆使用，可广泛用于短期提供承载力工程领域，回收后可重复使用，节约工程成本，节约资源，利于环保。
可回收的预制扩孔桩施工方法包括以下步骤
a)将扩孔支座及其上的连接件与预制桩身连接；
b)进行沉桩施工；
c)在预制扩孔桩达到预定深度后使扩孔桩瓣张开插入土体；
d)使用完成后，拉拔预制桩身，使扩孔桩瓣收起，此后继续拉拔预制桩身，实现预制扩孔桩回收。
本发明的第八个目的在于提供一种预制扩孔桩的实用方桩扩孔支座，该实用方桩扩孔支座可以传递来自扩孔桩瓣的巨大端承力，并能确保沉桩施工顺利进行，顺利实现预制扩孔桩的施工。
该实用方桩扩孔支座特征是包括支座翼缘与支座轴两部分组成，其中支座轴连接于支座翼缘之上。
本发明的第九个目的在于提供一种预制扩孔桩的实用圆桩扩孔支座，该实用圆桩扩孔支座可以与圆形截面桩合理组合，传递来自扩孔桩瓣的巨大端承力，并能确保沉桩施工顺利进行，顺利实现圆形截面预制扩孔桩的施工。
该实用圆桩扩孔支座特征是包括支座翼缘、支座轴、圆形桩瓣支撑槽三部分组成， 其中支座轴连接于支座翼缘之上，圆形桩瓣支撑槽与支座翼缘连接，圆形桩瓣支撑槽上表面形状为平面，下表面设置圆柱面形的凹槽面。
本发明的第十个目的在于提供一种用于预制扩孔桩的耐久性拉索，该耐久性拉索可传递来自扩孔桩瓣的端承力，并具有防腐功能，可为预制扩孔桩提供永久性抗拔承载力。4
该耐久性拉索包括钢绞线、用于固定钢绞线的锚具、防腐外套管三部分组成，其中用于固定钢绞线的锚具连接于钢绞线的端部，防腐外套管套在钢绞线的外侧。
本发明的第十一个目的在于提供一种用于预制扩孔桩的实用底托装置，该用于预制扩孔桩的实用底托装置可顺利实现带底托装置的预制扩孔桩施工，结构简单，使用方便。
该用于预制扩孔桩的实用底托装置包括钢绞线与位于钢绞线端部锁定钢绞线的锚具两部分组成。
本发明的第十二个目的在于提供一种用于预制扩孔桩的实用临时固定装置，该用于预制扩孔桩的实用临时固定装置可在沉桩过程中确保扩孔桩瓣收拢，并在扩孔施工过程中方便于临时固定装置的解除，便于实现的预制扩孔桩施工，结构简单，使用方便，造价低。
该用于预制扩孔桩的实用临时固定装置包括设置锁孔的约束器、可插入锁孔的插销、与插销连接的柔性链三部分组成。
本发明的第十三个目的在于提供一种用于预制扩孔桩的实用扩孔桩瓣，该用于预制扩孔桩的实用扩孔桩瓣，可在预制扩孔桩施工过程中易于扩孔，可靠性高，结构简单，造价低。
该用于预制扩孔桩的实用扩孔桩瓣特征是该实用扩孔桩瓣的一端设置有圆孔，另一端为楔形，且在设置有圆孔的一端设置有凹槽。
本发明的第十四个目的在于提供一种用于预制扩孔桩的桩顶锚固装置，该用于预制扩孔桩的桩顶锚固装置可以充分利用预制扩孔桩的特征，可以方便地将预制扩孔桩与基础底板或基础承台连接，施工方便，连接质量可靠，节约工程成本。
该桩顶锚固装置包括锚索、锚定锚索的锚具、位于锚具下方可被锚具约束的带孔的锚定板三部分组成，其中的锚索穿越锚定板。
本发明的预制扩孔桩及其施工方法，能以简易的方式实现利用预制桩进行扩孔施工的目的，可大幅度提高预制桩承载力，大幅度节约桩基工程造价，施工方便，质量可靠，填补了该领域国内外空白。
图I为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第一个实施例所用的预制扩孔桩扩孔前结构示意图2为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第一个实施例所用的预制扩孔桩扩孔后结构不意图3为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第二个实施例所用的预制扩孔桩扩孔前结构示意图4为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第二个实施例所用的预制扩孔桩扩孔后结构不意图5为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第三个实施例所用的预制扩孔桩扩孔前结构示意图6为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第三个实施例所用的预制扩孔桩扩孔后结构不意图7为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第四个实施例所用的预制扩孔桩扩孔CN 102926384 A书明说4/9页前结构示意图8为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第四个实施例所用的预制扩孔桩扩孔后结构不意图9为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第五个实施例所用的预制扩孔桩扩孔前结构示意图10为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第五个实施例所用的预制扩孔桩扩孔后结构不意图11为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第六个实施例所用的预制扩孔桩扩孔前结构示意图12为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第六个实施例所用的预制扩孔桩扩孔后结构不意图13为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第八个实施例所用的一种预制扩孔桩的实用方桩扩孔支座结构示意图14为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第九个实施例所用的一种预制扩孔桩的实用圆桩扩孔支座结构示意图15为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第九个实施例所用的一种预制扩孔桩的实用圆桩扩孔支座结构中圆形桩瓣支撑槽位置处剖面示意图16为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第十个实施例所用的一种用于预制扩孔桩的耐久性拉索结构示意图。
图17为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第十一个实施例所用的一种用于预制扩孔桩的实用底托装置结构示意图 。
图18为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第十二个实施例所用的一种用于预制扩孔桩的实用临时固定装置结构示意图。
图19为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第十三个实施例所用的一种用于预制扩孔桩的实用扩孔桩瓣截面形状示意图。
图20为本发明的预制扩孔桩及其施工方法第十四个实施例所用的一种用于预制扩孔桩的桩顶锚固装置结构示意图。
具体实施方式
作为本发明的如图I与图2所示的第一个实施例，主要目的在于介绍预制扩孔桩的结构构造、施工方法及其扩孔原理。在本实施例中首先结合图I与图2介绍预制扩孔桩的结构构造。该预制扩孔桩包括预制桩身(I)、扩孔支座(2)、扩孔桩瓣(3)、临时固定装置(4) 四部分组成。其中的预制桩身(I)主要用于传递预制扩孔桩桩顶荷载，并提供桩侧阻力，可以是预制方桩、PHC管桩、预应力空心方桩或钢管桩。扩孔支座(2)与预制桩身(I)连接后可与预制桩身(I)成为一整体，可确保在沉桩施工过程中扩孔桩段相对于预制桩身(I)稳固。扩孔桩瓣(3)与扩孔支座(2)连接，在本实施例中扩孔桩瓣(3)与扩孔支座(2)活动连接，扩孔桩瓣(3)可以相对于扩孔支座(2)收起如图I所示的状态，扩孔桩瓣(3)也可以相对于扩孔支座(2)张开如图2所示的状态。在沉桩施工前，将扩孔桩瓣(3)相对于扩孔支座(2)收起如图I所示的收起状态，然后用临时固定装置(4)将扩孔桩瓣(3)的尖部相6对与扩孔支座⑵固定，临时固定装置⑷可以是抱箍式，即通过围绕扩孔桩瓣⑶外侧一周形成抱箍将扩孔桩瓣(3)尖端固定于扩孔支座(2)上，临时固定装置(4)也可以是穿拉式，即通过穿拉两个或多个扩孔桩瓣(3)实现对扩孔桩瓣(3)的临时固定。本实施例以下部分结合图I与图2介绍预制扩孔桩施工方法及其扩孔原理。在预制扩孔桩施工方法的第一步，将扩孔桩瓣⑶收起，用临时固定装置⑷将扩孔桩瓣⑶临时固定于扩孔支座⑵ 上，使扩孔桩瓣(3)不能相对扩孔支座(2)转动，将连接有扩孔桩瓣(3)的扩孔支座(2)与预制桩身⑴连接，连接方式可以将设有刚制预埋件的预制桩身⑴与设有钢制预埋件或钢制的扩孔支座(2)焊接连接，也在扩孔支座(2)与预制桩身(I)上预设螺栓连接。完成本发明的预制扩孔桩施工方法的第一步，即将扩孔支座(2)及其上的连接件与预制桩身(I) 连接，进入本发明的预制扩孔桩施工方法的第二步，可以采用现有技术中捶击法将连接有扩孔支座(2)及其上连接件的预制桩身(I)沉入土体，也可以采用静压法进行沉桩，完成本发明的预制扩孔桩施工方法的第二步，进入本发明的预制扩孔桩施工方法的第三步，在预制扩孔桩达到预定深度后，可以通过以下两种方法使扩孔桩瓣(3)张开插入土体，第一种方法可以是这样的，在达到预定深度时，扩孔支座(2)进入坚硬的持力层，由于持力层土体强度大于预制桩身(I)之前穿越土层的土体强度，作用于扩孔桩瓣(3)上的作用力也随之增加，通过扩孔桩瓣(3) 如图I与图2所示的尖部楔形体形状设计，作用于扩孔桩瓣(3)上土体阻力在水平方向向外侧的分力也随之增加，可以通过设计合适的临时固定装置(4)的强度，当达到预定深度后，作用于扩孔桩瓣(3)上土体阻力在水平方向向外侧的分力大于临时固定装置(4)的强度，解除临时固定装置(4)对扩孔桩瓣(3)的约束，之后，便可通过继续沉桩，将扩孔桩瓣⑶张开插入土体，待扩孔桩瓣⑶完全张开后达到如图2所示的稳定状态，达到预制扩孔桩扩孔施工目的，第二种方法可以是这样的，将临时固定装置(4)的一部分延长至桩顶，在沉桩达到预定深度后，在地表将临时固定装置(4)拉开，解除临时固定装置(4)对扩孔桩瓣(3)的约束，然后通过继续沉桩，在如图I所示的扩孔桩瓣(3)尖部楔形体的作用下，在作用于扩孔桩瓣(3)上土体阻力在水平方向向外侧的分力的作用下， 扩孔桩瓣⑶可张开插入土体，待扩孔桩瓣⑶完全张开后达到如图2所示的稳定状态，完成本发明的预制扩孔桩施工方法的第三步，从而完成本发明的预制扩孔桩施工方法。
作为本发明的如图3与图4所示的第二个实施例，主要目的是介绍第一种带底托装置的预制扩孔桩结构构造、施工方法及其扩孔原理。在本实施例中首先结合图3与图4介绍第一种带底托装置的预制扩孔桩的结构构造。该第一种带底托装置的预制扩孔桩包括预制桩身(I)、扩孔支座(2)、扩孔桩瓣(3)、临时固定装置(4)、底托装置(5)五部分组成。其中的预制桩身(I)可以是PHC管桩或钢管桩等中空桩体，也可以是如图I所示的实心桩体， 在本实施例中以如图3与图4所示的中空桩体为例予以介绍。对于预制桩身(I)为实心桩体的情况，图3与图4中穿越桩中心的结构可紧贴预制桩身(I)外侧放置。在本实施例中， 该第一种带底托装置的预制扩孔桩结构构造与上述的第一个实施例不同点在于，在第一个实施例的基础上增加了底托装置(5)，该底托装置(5)的底端与扩孔桩瓣(3)的下部相接触，在本实施例中，底托装置(5)的上部通过中空的桩体，达到桩顶或地表位置，底托装置 (5)可以上下移动，其他方面同第一个实施例。本实施例以下部分结合图3与图4介绍第一种带底托装置的预制扩孔桩施工方法及其扩孔原理，该第一种带底托装置的预制扩孔桩施工方法同预制扩孔桩施工方法，第一步，将扩孔支座(2)及其上的连接件与预制桩身(I)连接，在此步骤中，与第一个实施例相似，不同点在于扩孔支座⑵上的连接件增加了底托装置(5)，在沉桩施工前，将底托装置(5)按照图3所示的位置进行安装。在预制扩孔桩施工方法的第二步同第一个实施例，完成沉桩施工。在本实施例中介绍的预制扩孔桩施工方法的第三步，当沉桩达到预定深度后，通过在地表拉拔底托装置(5)，在底托装置(5)相对预制桩身(I)上拔的同时，扩孔桩瓣(3)侧向张开插入土体，并冲开临时固定装置(4)的约束，待扩孔桩瓣(3)完全张开后达到如图4所示的状态，完成了本实施例第一种带底托装置的预制扩孔桩扩孔施工，从而完成本发明的预制扩孔桩施工方法的第三步。
作为本发明的如图5与图6所示的第三个实施例，主要目的是介绍第二种带底托装置的预制扩孔桩结构构造、施工方法及其扩孔原理。在本实施例中首先结合图5与图6 介绍第二种带底托装置的预制扩孔桩的结构构造。在本实施例中介绍的第二种带底托装置的预制扩孔桩的结构构造类似于第二个实施例，与第二个实施例之间的不同点在于利用桩段(7)代替底托装置(5)，用桩段(7)托住扩孔桩瓣(3)的下部。第二种带底托装置的预制扩孔桩施工方法及其扩孔原理类似于第一个实施例，与第一个实施例的不同点在于在桩段(7)进入持力层后，桩段(7)的沉桩阻力增加，直至冲破临时固定装置(4)的约束，在此后的沉桩过程中，扩孔桩瓣(3)将侧向张开，插入土体形成扩孔段，从而完成第二种带底托装置的预制扩孔桩施工。
作为本发明的如图7与图8所示的第四个实施例，主要目的是介绍第三种带底托装置的预制扩孔桩结构构造、施工方法及其扩孔原理。在本实施例中首先结合图7与图8介绍第三种带底托装置的预制扩孔桩的结构构造。在本实施例中介绍的第三种带底托装置的预制扩孔桩的结构构造类似于第三个实施例，与第三个实施例之间的不同点在于桩段(7) 上部设置锥形结构，扩孔桩瓣(3)为2块或多块圆心部缺失的扇形结构，每块扩孔桩瓣(3) 可以在扩孔支座(2)的约束下侧向水平移动，在扩孔桩瓣(3)向内侧移动收起时，在中心部位留下空隙，然后用临时固定装置(4)限制扩孔桩瓣(3)侧向移动，最简单的办法是将临时固定装置(4)制作为抱箍式，围绕扩孔桩瓣(3)外侧将其固定，然后将带有锥形结构的桩段(7)的锥尖插入各块扩孔桩瓣(3)之间的空隙内，形成第三种带底托装置的预制扩孔桩，如图7所示。第三种带底托装置的预制扩孔桩施工方法及其扩孔原理类似于第三个实施例， 与第三个实施例的不同点在于在桩段(7)进入持力层后，桩段(7)的沉桩阻力增加，直至冲破临时固定装置(4)的约束，在此后的沉桩过程中，扩孔桩瓣(3)将侧向滑移，插入土体形成扩孔段，从而完成第三种带底托装置的预制扩孔桩施工。
作为本发明的如图9与图10所示的第五个实施例，主要目的在于介绍一种拉张式预制扩孔桩的结构构造、施工方法及其扩孔原理。在本实施例中首先结合图9与图10介绍拉张式预制扩孔桩的结构构造。该拉张式预制扩孔桩包括预制桩身(I)、扩孔支座(2)、扩孔桩瓣(3)、拉索(8)四部分组成。本拉张式预制扩孔桩的结构构造、扩孔原理及施工方法与第一个实施例之间不同点在于相对于第一个实施例，省去了临时固定装置(4)，增加了拉索(8)，拉索⑶与扩孔桩瓣(3)连接，并改变了扩孔桩瓣(3)尖部的形状。通过如图9所示的扩孔桩瓣(3)尖部的形状的改变，可以在沉桩过程，使扩孔桩瓣(3)靠拢扩孔支座(2) 而不张开插入土体，当沉桩达到预定深度后，通过在地表拉拔拉索(8)使扩孔桩瓣(3)侧向外移插入土体，然后继续沉桩便可完成预制扩孔桩的扩孔施工。扩孔施工完成后，还可以在桩顶固定拉索(8)，使该拉张式预制扩孔桩的扩孔段可提供抗拔端阻力。其他同第一个实施例。
作为本发明的如图11与图12所示的第六个实施例，主要目的在于介绍一种后注浆的预制扩孔桩的结构构造、施工方法及其扩孔原理。在本实施例中首先结合图11与图12 介绍后注浆的预制扩孔桩的结构构造。该后注浆的预制扩孔桩包括预制桩身(I)、扩孔支座 (2)、扩孔桩瓣(3)、临时固定装置(4)或拉索(8)、注浆通道(6)五部分组成，其中的预制桩身(I)、扩孔支座(2)、扩孔桩瓣(3)、临时固定装置(4)或拉索(8)的结构构造同第一至第五个实施例，在本实施例中增加了注浆通道(6)，注浆通道(6)为管状结构，一端通向扩孔段，另一端通向地表，主要用于对扩孔段进行注浆施工。对于本实施例中介绍的后注浆的预制扩孔桩施工方法，第一步至第三步参照第一个实施例至第五个实施例，将后注浆的预制扩孔桩沉入土体，并完成扩孔施工，不同点在于将注浆通道(6)与桩体一起沉入土体，在本实施例中的第四步，通过注浆通道(6)对扩孔段进行注浆施工，即完成了后注浆的预制扩孔桩施工。
作为本发明的第七个实施例，主要为了介绍一种可回收的预制扩孔桩施工方法。 在该可回收的预制扩孔桩施工方法中的第一步至第三步，可参照本发明的第一个实施例至第五个实施例完成预制扩孔桩的施工。在预制扩孔桩施工完成后，进入预制扩孔桩的使用期，可利用本发明的预制扩孔桩提供抗压或抗拔承载力，对于部分工程，例如桩基载荷试验辅助桩、基坑围护工程中使用的锚杆，在使用期结束后，桩体便不再发挥作用，在可回收的预制扩孔桩施工方法的第四步，对于第一个实施例与第三个实施例中介绍的预制扩孔桩， 可直接拉拔预制桩身(I)，在预制桩身(I)上拔的过程中，在土体侧压力的作用下，扩孔桩瓣(3)将收拢，此后继续拉拔预制桩身(I)，便可在解除扩孔桩段端阻力的情况下拔出预制扩孔桩，实现预制扩孔桩的回收施工。对于第二个实施例中介绍的第一种带底托装置的预制扩孔桩，在拉拔预制桩身(I)之前，解除在桩顶位置处对底托装置(5)的约束，然后拉拔预制桩身(I)可实现回收施工。对于第五个实施例中介绍的拉张式预制扩孔桩，在拉拔预制桩身(I)之前，解除在桩顶位置处对拉索(8)的约束，然后拉拔预制桩身(I)可实现回收施工。从而可通过上述方法完成可回收的预制扩孔桩施工。
作为本发明的如图13所示的第八个实施例，主要为了介绍一种预制扩孔桩的实用方桩扩孔支座结构构造及其使用方法。在本实施例中介绍的一种预制扩孔桩的实用方桩扩孔支座主要包括支座翼缘(9)与支座轴(10)两部分组成，其中支座轴(10)连接于支座翼缘(9)之上，可以将支座翼缘(9)制作为钢结构，在使用前，将支座翼缘(9)直接与预制方桩端部预埋件焊接，使用时通过支座轴(10)将如图I所示的扩孔桩瓣(3)连接于支座翼缘(9)之上，在支座轴(10)的作用下，扩孔桩瓣(3)可以相对支座翼缘(9)转动，从而完成本实施例中实用方桩扩孔支座的安装。
作为本发明的如图14、图15所示的第九个实施例，主要为了介绍一种预制扩孔桩的实用圆桩扩孔支座结构构造及其使用方法。该实用圆桩扩孔支座包括支座翼缘(9)、支座轴(10)与圆形桩瓣支撑槽(11)三部分组成，其中支座轴(10)连接于支座翼缘(9)之上， 圆形桩瓣支撑槽(11)与支座翼缘(9)连接，圆形桩瓣支撑槽(11)上表面形状为平面，下表面设置圆柱形的凹槽面。在本实施例中，采用PHC管桩作为预制桩身(1)，在使用前，可将支座翼缘(9)直接与PHC管桩端板焊接，并将圆形桩瓣支撑槽(11)上表面与PHC管桩端板焊接，通过支座轴(10)将如图11所示的扩孔桩瓣(3)连接于支座翼缘(9)之上，在支座轴(10)的作用下，扩孔桩瓣(3)可以相对支座翼缘(9)转动，在本实施例中，扩孔桩瓣(3) 的外侧可为圆柱形，与PHC管桩的外形保持一致，当扩孔桩瓣(3)扩孔完成后，可旋转至圆形桩瓣支撑槽(11)的半圆柱形槽内，因扩孔桩瓣(3)的外侧与圆形桩瓣支撑槽(11)的下表面可设置为相同的截面形状与大小，因此扩孔桩瓣(3)与圆形桩瓣支撑槽(11)接触面较大，从而可通过本实施例中的实用圆桩扩孔支座传递来自扩孔桩瓣(3)的巨大端承力。
作为本发明的如图16所示的第十个实施例，主要为了介绍一种用于预制扩孔桩的耐久性拉索结构构造及其使用方法。该用于预制扩孔桩的耐久性拉索包括钢绞线(12)、 用于固定钢绞线(12)的锚具(14)、防腐外套管(13)三部分组成，其中用于固定钢绞线 (12)的锚具(14)连接于钢绞线(12)的端部，防腐外套管(13)套在钢绞线(12)的外侧。 在使用时，可在如图9所示的扩孔桩瓣(3)内设置一孔，使外侧套有防腐外套管(13)的钢绞线(12)穿越该孔延伸至桩顶，在近扩孔桩瓣(3)的一端用锚具(14)将钢绞线(12)固定于扩孔桩瓣⑶上，在本实施例中，钢绞线(12)、防腐外套管(13)与锚具(14)便组成了图 9中的拉索(8)。防腐外套管(13)可以为耐久性塑料制作，防腐外套管(13)可以将钢绞线 (12)与土体隔开，从而达到保护钢绞线(12)的目的，使钢绞线(12)可持久承担荷载。在本实施例中，可将防腐外套管(13)制作为柔性结构，便于安装。
作为本发明的如图17所示的第十一个实施例，主要为了介绍一种用于预制扩孔桩的实用底托装置。该用于预制扩孔桩的实用底托装置包括钢绞线(12)与位于钢绞线(12)端部锁定钢绞线(12)的锚具(14)两部分组成。如图3与图17所示，通过选择锚具(14)的大小，使锚具(14)能起撑扩孔桩瓣(3)即可以作为底托装置(5)使用，如需利用底托装置(5)传递抗拔承载力，则可通过增加锚具(14)的尺寸来实现，如需回收底托装置(5)，则可选择较小的锚具(14)，在扩孔完成后，使锚具(14)通过预制桩身(I)与扩孔支座(2)的中孔来实现回收目的。
作为本发明的如图18所示的第十二个实施例，主要为了介绍一种用于预制扩孔桩的实用临时固定装置。该用于预制扩孔桩的实用临时固定装置包括设置锁孔(18)的约束器(17)、可插入锁孔(18)的插销(16)、与插销(16)连接的柔性链(15)三部分组成。在使用时，可以将约束器(17)预埋于扩孔桩瓣(3)内，也可以通过设在扩孔桩瓣(3)上的预制孔，将约束器(17)安装于扩孔桩瓣(3)上，在安装扩孔桩瓣(3)时，可将两个或更多相对放置的扩孔桩瓣(3)上的约束器(17)上下错开放置，并使约束器(17)上的锁孔(18)对齐， 然后将带有柔性链(15)的插销(16)插入锁孔(18)内，柔性链(15)通至地表，在插销(16) 的约束作用下，扩孔桩瓣(3)在沉桩过程中相对靠拢，在扩孔施工时，先在地表通过柔性链(15)将插销(16)拔出，便解除了实用临时固定装置对扩孔桩瓣(3)的约束，完成了实用临时固定装置的作用，并可继续拉拔柔性链(15)回收柔性链(15)与插销(16)。
作为本发明的如图11、图19所示的第十三个实施例，主要为了介绍一种用于预制扩孔桩的实用扩孔桩瓣，该实用扩孔桩瓣的一端设置有如图11中所示的扩孔桩瓣(3)上的圆孔，另一端为如图11中所示的扩孔桩瓣(3)上的楔形，且在设置有圆孔的一端设置有如图19所示的凹槽(19)，在使用时，通过扩孔桩瓣(3) —端的圆孔与如图14所示的实用扩孔支座上的支座轴(10)相连，扩孔桩瓣(3)便可绕支座轴(10)侧向转动，扩孔桩瓣(3)的另一端设置为如图11所示的楔形体，便可以在解除临时固定装置(4)的情况下侧向张开插入土体进行扩孔施工，扩孔桩瓣(3)上设置的凹槽(19)，可以在安装扩孔桩瓣(3)时，使凹槽(19)与如图14所示的支座翼缘(9)相咬合，便于固定与安装。
作为本发明的如图20所示的第十四个实施例，主要为了介绍一种用于预制扩孔桩的桩顶锚固装置，该桩顶锚固装置包括锚索(22)、锚定锚索(22)的锚具(14)、位于锚具(14)下方可被锚具(14)约束的带孔的锚定板(20)三部分组成，其中的锚索(22)穿越锚定板(20)。在预制扩孔桩施工完成后，需将预制扩孔桩与基础底板或基础承台连接，本实施例中的桩顶锚固装置可以方便有效地将预制扩孔桩锚固于基础底板或基础承台。在本实施例中，第一种桩顶锚固装置安装方法是这样的，在预制扩孔桩施工完成后，可将如图10所示的拉索(8)或如图4所示的底托装置(5)延伸至如图20所示的基础底板或基础承台的钢筋(21)之上作为锚索(22)，然后将锚定板(20)放置于基础底板或基础承台的钢筋(21)之上，上述的锚索(22)从锚定板(20)的预留孔中穿越，在锚定板(20)的上方用锚具(14)将上述的锚索(22)锚定于锚定板(20)上，必要时还可以根据现有规范与技术将预制扩孔桩的预制桩身(I)与基础底板或基础承台连接，然后浇筑基础底板或基础承台砼，即完成了本实施例的桩顶锚固装置安装。在本实施例中介绍的第二种桩顶锚固装置安装方法是这样的，先施工基础底板或基础承台钢筋砼，在施工基础底板或基础承台钢筋砼时预留孔，将如图10所示的拉索(8)或如图4所示的底托装置(5)延伸至基础底板或基础承台之上作为锚索(22)，待基础底板或基础承台砼凝固后，将如图10所示的锚索(22)穿越锚定板(20)， 并用锚具(14)将其锚固于锚定板(20)之上，完成本实施例中的桩顶锚固装置施工。
本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。
权利要求
1.一种后注浆的预制扩孔桩，其特征是该后注浆的预制扩孔桩包括预制桩身(I)、与预制桩身(I)连接的扩孔支座(2)、与扩孔支座(2)连接且可相对于扩孔支座(2)活动的扩孔桩瓣(3)、在扩孔施工前沉桩施工时用于固定扩孔桩瓣(3)的临时固定装置(4)或与扩孔桩瓣(3)连接的拉索(8)、通向扩孔段的管状注浆通道(6)五部分组成。
2.一种后注浆的预制扩孔桩施工方法，该后注浆的预制扩孔桩施工方法包括以下步骤 a)将扩孔支座(2)及其上的连接件与预制桩身(I)连接； b)进行沉桩施工； c)在预制扩孔桩达到预定深度后使扩孔桩瓣(3)张开插入土体，完成扩孔施工； d)通过管状注浆通道(6)对扩孔段进行注浆施工。
3.根据权利要求I所述的后注浆的预制扩孔桩，其特征是该扩孔支座(2)包括支座翼缘(9)、支座轴(10)、圆形桩瓣支撑槽(11)三部分组成，其中支座轴(10)连接于支座翼缘(9)之上，圆形桩瓣支撑槽(11)与支座翼缘(9)连接，圆形桩瓣支撑槽(11)上表面形状为平面，下表面设置圆柱面形的凹槽面。
4.根据权利要求I所述的后注浆的预制扩孔桩，其特征是扩孔桩瓣(3)的一端设置有圆孔，另一端为楔形，且在设置有圆孔的一端设置有凹槽(19)。
5.根据权利要求I所述的后注浆的预制扩孔桩，其特征是在预制桩身(I)的顶部设置锚固装置，该锚固装置包括锚索(22)、锚定锚索(22)的锚具(14)、位于锚具(14)下方可被锚具(14)约束的带孔的锚定板(20)三部分组成，其中的锚索(22)穿越锚定板(20)。
全文摘要
本发明涉及土木工程领域中的一种后注浆的预制扩孔桩，包括预制桩身(1)、扩孔支座(2)、扩孔桩瓣(3)、临时固定装置(4)与通向扩孔段的管状注浆通道(6)五部分组成，提供该后注浆的预制扩孔桩施工方法，并设计出与预制扩孔桩相关的各种实用构件，本发明以简易的方式实现了利用预制桩进行扩孔施工目的，可大幅度提高预制桩承载力，大幅度节约桩基工程造价，施工方便，质量可靠，填补了该领域国内外空白。
文档编号E02D11/00GK102926384SQ201210464449
公开日2013年2月13日 申请日期2010年3月1日 优先权日2010年3月1日
发明者张继红 申请人:张继红