专利名称：深承台，套筒扩底张拉平衡桩的制作方法
技术领域：
本发明作出之前，桩基础的具体桩型有(1)钢筋混凝土预制桩。(2)钢管桩。(3)混凝土和钢筋混凝土灌注桩等直线型桩身。
其打桩技术的具体方式有(1)锤击式;(2)螺旋钻孔式;(3)爆扩式;(4)冲击成孔式;(5)钻孔扩底式;(6)振动式;(7)静力压桩式等。
对桩基础具体桩型其不足之处系(1)以前的桩型虽有方型桩、园型桩等，但桩身多般是直线型。对提高单桩的及限承载力受到直线型桩身的限制。(2)具体桩型的选择是按桩的制造条件及桩身的制造材料确定，在桩基施工前已选定，不能充分适应桩基的具体地质各层土层条件，为此对充分利用不同的地层条件来提高单桩极限承载力亦就受到限制。(3)直线型桩的单桩极限承载力与打桩时所选的锤型，锤的重量、锤的冲击力成正比，亦就是说要提高单桩的极限承载力既要增加桩的截面尺寸，增加桩身长度，更须增加锤的重量。为此打桩耗用的功能大，打桩费用昂贵，打桩的施工周期较长。
对打桩技术其不足之处系以前的(1)静力压柱，机械设备庞大，所需静压配重较大，搬运困难，机械设备维修复杂。单桩极限承载能力受压桩机械的设备能力，静压堆载的配重量限制很难提高。遇有土质较硬的地层，静压桩则不易压穿。影响桩的设计要求入土深度。(2)锤击桩，打桩时的振动噪音较大，污染环境，影响桩基施工场区周围安宁，致使有的采用锤击桩的桩基工程中途停顿，延迟工程进度现象时有发生。(3)各类桩型打桩时不能分阶段施工，打桩机械只能对桩身施加垂直力，不能施加水平力，桩身截面尺寸不能适应地层土质情况的变化而采取不同的截面尺寸，不能使桩身按不同的地质情况增设多个深层承台。对各类桩型打入地层后增大单桩的极限承载力的有利条件没有得到充分发挥。
本发明的任务是克服现有桩基础的桩型及打桩技术的不足。提供一种新的“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”，该项“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”的主要原理是1、利用套筒扩底张拉平衡桩，作为静力压桩时，平衡桩对压桩架产生张拉力的地锚桩。
2、将“套筒扩底张拉平衡桩”压入地层，选择合适的硬土质地层，进行扩底形成一个或多个深承台。利用套筒扩底所产生的地锚力来平衡第二段桩身压入地层时桩对压桩架所产生的张拉力。
3、在套筒扩底张拉平衡桩内，留足第二段桩身压入深地层时所需穿越套筒扩底张拉平衡桩的空腔面积，将第二段桩身压到设计要求的地层深度。
将整个桩身做到分段施工，整体合成。
在整个桩身压入地层到位后，即浇筑桩底端混凝土，并对桩底端进行压扩，以增大桩端承载力，继续浇筑桩身混凝土到套筒扩底张拉平衡桩的深承台处，随即将套筒扩底装置收缩形成直线桩身，(即直桩)。上拔直桩，并对深承台处浇筑的混凝土进行压扩。继续浇筑混凝土至桩顶。即形成“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”。
该项“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”的主要优点为(1)桩身分二段施工，桩身压入土层的阻力为整根压桩阻力的一半。亦即用整根压桩功能的一半，即可将桩压到设计要求的入土深度。使桩基础的施工费用可大大降低。
(2)桩底端压扩，桩身中间深承台压扩，则单桩的极限承载力将比原直线桩身的单桩极限承载力提高一半以上。
(3)压桩机械设备配置较简单，重量较轻，具体的施工方法可用(1)往复式压力油缸。(2)绞车钢丝绳牵引转压顶升。(3)锤击冲压。为此“深承台，套筒扩底张拉平衡桩”能广泛适用于各种类型的予制桩，钢管桩，灌注桩及灌注端扩桩等。
图一，是本发明“深承台，套筒扩底张拉平衡桩”的桩身图。上段桩身直径比下段桩身直径大200mm以上。在上段桩身扩底部位按装(1)往复式压扩油缸(或往复式压扩杆管)。(2)可升降增扩压斜楔(3)收缩撑拉杆。
上段桩身的扩底部位为双层套筒管，外层为可扩展套筒管，内层为直线固定套筒管，在双层套筒管之间按装(1)往复式压扩油缸(或往复式压扩杆管)(2)可升降增扩压斜楔。(3)收缩撑拉杆。在桩身的扩底部位套筒扩展时，由往复式压扩油缸或往复式压扩杆管，压顶可升降增扩压斜楔，经斜楔面将竖向压顶力放大成水平挤撑力，挤撑收缩撑拉杆。将桩身的扩底部位扩套筒扩展。在套筒扩底桩须收缩成直线桩时，则由往复式压扩油缸(或往复式压扩杆管)，拉拔可升降增扩压斜楔，由斜楔底部的封闭环，带动收缩撑拉杆向上提。收紧桩身的扩底部位套筒管。桩身即自动还原，形成直线形桩。(在往复式压扩油缸等液压系统未完整配套前，则对可升降增扩压斜楔的压顶可用往复式压扩杆管代替，采取锤击冲压或绞车钢丝绳牵引转压顶升。对可升降增扩压斜楔进行压顶或拉拔)。
“深承台，套筒扩底张拉平衡桩”的上段桩身扩底部位扩展后亦用作地锚桩。该地锚桩用于静力压桩可锚住桩架，用于静载试压则可锚住静载试压的压重平台，用于桩身则可增加桩身中间的深承台，提高单桩的极限承载力，减轻单桩施工时的入土阻力，用于码头工程及海洋操作平合，则可增加桩基的抗拔力及承载能力。
图二，可升降增扩压斜楔该项可升降增扩压斜楔，上端联结往复式压扩油缸，(或往复式压扩杆管)，作升降式往复运动。往下降则挤撑收缩撑拉杆。将扩展套筒管向外扩展，挤入土层内，形成深承台。向上升则对收缩撑拉杆进行拉拔，将扩展的套筒管回收，形成直线桩身。可升降增扩压斜楔本身则由多段斜楔块组成，通过斜楔块逐段对收缩撑拉杆扩大水平挤撑力。其获得的水平撑力扩大倍数按下式计算P＝N/tg(α+μ)式中P-收缩撑拉杆的扩大水平撑力N-往复式压扩油缸(或往复式压扩杆管)的压力取值为1。
tgα-可升降增扩压斜楔的斜楔角为1/2.5＝0.4μ-摩擦系数取值为0.15则tg(α+μ)取值为0.55P＝N/tg(α+μ)＝1/0.55＝1.818(倍)图三，收缩撑拉杆由可升降增扩压斜楔对收缩撑拉杆施加的扩大水平挤撑力，经收缩撑拉杆将桩身的扩底部位套筒管扩展。形成深承台。
权利要求
1.“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”适用于各用类型的予制桩、钢管桩、灌注桩及灌注端扩桩等。深承台、套筒扩底张拉平衡桩的施工方法可用(1)往复式压力油缸。(2)绞车钢丝绳牵引转压顶升。(3)锤击冲压。将桩身压入按设计要求的地层深度。该项桩型能广泛的用于(1)各类建筑物的桩基础。(2)桥梁建筑码头工程。(3)海上操作平台的桩基工程等。一般单桩极限承载力可达到150吨以上。深承台由上段桩身的底部套筒扩底部位形成，套筒扩底的扩展由可升降增扩压斜楔，受往复式压扩油缸的垂直压力后，经斜楔面的应力放大成水平挤压力。收缩撑拉杆受斜楔面的水平挤压力后，将套筒扩底部位的底部扩展形成深承台。“深承台，套筒扩底张拉平衡桩”。可分上下两段桩身施工。上段桩身可按地质情况，由多个套筒扩底装置，形成多个深承台，以增加单桩的极限承载力。待上段桩身压入地层，套筒扩底部位扩展形成深承台后，其上段桩身亦就形成地锚桩。来平衡下段桩身穿越上段桩身的内部中间空腔，压入地层时，下段桩身对压桩架的张拉力。做到单桩的桩身分段施工，整桩合成。达到桩身压入土层的阻力减小一半以上。桩基的施工费用降低。桩身中间设置多个深承合，将充分发挥其有利条件来提高单桩的极限承载力。
2.根据权利要求1“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”。本发明的特征“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”的施工方法可用(1)往复式压力油缸。(2)绞车钢丝绳牵引转压顶升。(3)锤击冲击。
3.根据权利要求1“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”。本发明的特征“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”的上段桩身压入地层后，套筒扩底部位扩展即可形成深承台，其上段桩身亦就形成地锚桩。该项地锚桩用于(1)桩身则可平衡桩身分段施工时下段桩身压入地层时压桩架对上段桩身的张拉力，并可形成深承台提高单桩的极限承载力(2)用于静载试压则可平衡桩身对静载试压的压重平台的张拉力。(3)用于码工程及海上操作平台的桩基工程锚桩，则可平衡海浪水涌对桩身的张拉力。
4.根据权利要求1“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”。本发明的特征“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”的整根桩身可分段施工，整桩合成。桩身可用钢管桩、予制桩及灌注桩等施工。
5.根据权利要求1“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”。本发明的特征“深承台、套筒扩底张拉平衡桩”的扩底装置，由套筒扩底套管，可升降扩压斜楔，收缩撑拉杆组成。当可升降扩压斜楔受垂直压力后，经可升降扩压斜楔的多个斜楔面，将垂直压力扩大成水平挤压力，扩大后的水平挤压力将收缩撑拉杆挤开，撑挤套筒扩底部位，使其扩展成深承台。
全文摘要
“深承台，套筒扩底张拉平衡桩”，系采用往复液压油缸将单桩桩身压入地层。选择合适较硬土质地层，将套筒扩底部位的套扩展形成深承台。再从上段桩身的套筒管内压入直径小于上段桩身套筒管的下段桩身，直压到桩基设计的要求入土深度。扩套形成的深承台可使单柱的极限承载力提高50％以上。桩身扩底后即形成地锚桩。
文档编号E02D5/44GK1104696SQ9310401
公开日1995年7月5日 申请日期1993年4月6日 优先权日1993年4月6日
发明者陈文春 申请人:陈文春