CN107806092A - 全夯式异形多头扩底桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全夯式异形多头扩底桩施工方法，包括:a.在桩位处进行夯击沉管，以形成桩孔；b.上拔内套管，在外套管内灌入形成桩体所需的混凝土，进行强行夯击，同步上拔外套管，以进行第一次扩底；c.在进行第一次扩底后，然后采用打桩机再次强行夯击混泥土，以进行第二次扩底；d.在第二次扩底施工完成后拔起内套管，并在外套管中灌入混凝土，然后夯击沉管，同步上拔外套管，以挤压位于外套管中的混凝土，进而形成桩身；e.当桩身施工到预设位置时，再次强行夯击，同步上拔所述外套管，以对桩身进行径向扩张；f.在形成所述桩身扩大头以后，并灌入混凝土，然后夯击沉管，同步上拔外套管，以挤压混凝土，形成桩身；g.插入钢筋笼。

Description

全夯式异形多头扩底桩施工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑地基的桩体施工方法，具体涉及一种全夯式异形多头扩底桩施工方法。

背景技术

建筑地基的桩体其单桩承载力主要由桩底的端阻力和桩身的摩阻力决定，无论增加两种力中的其中一种或两种，均可以提高单桩承载力。中国专利文献CN2023233935U公开了一种现浇混凝土大直径空心五星形桩及其施工专用设备，通过缩小桩体体积增大桩身表面积来提高桩体的摩阻力，其采用的设备包括为一根横截面为五星形的柱型空心套管，和用于沉管的振动锤设备。虽然采用这套设备和文献中记载的工艺可以制作现场灌注的五星形桩体，但是，由于这种桩体端面面积大幅减小了，在土体中端阻力会明显降低，单桩承载力也无法得到有效的提高。另一篇中国专利文献CN103485334B公开了一种双层塑料套管反拱曲面空心异形桩的施工方法，其中，在预制钢筋混凝土桩尖上设置用于与内侧圆形带螺纹塑料套管连接的桩体中心圆形套管连接管和内侧塑料套管连接凸隼，与外侧Y形带螺纹塑料套管连接的外侧套管连接管和外侧塑料套管连接凸隼，与桩体外侧沉管连接的沉管连接凹槽，将连接有上述连接管和套管的预制钢筋混凝土桩尖和注浆管，钢筋笼一起打入到土体中，再注浆，最后再在外侧Y形带螺纹塑料套管和沉管间的空腔内注入少量混凝土，形成桩侧水泥土层。虽然该专利文献公开了具有较为宽大的预制钢筋混凝土桩尖，但其为预制的，打入土体以后桩体的抗拔力不足，另外，桩体内部设置带有螺纹的Y形塑料套管和外侧套管连接管，是为了注入的混凝土可以更好地与Y形塑料套管结合，从而与底部的预制钢筋混凝土桩尖结合成一体，以提高桩身的抗拔性，然而，本专利文献中桩身外侧的水泥土最终形成的依然为圆柱形桩身，从而桩身的摩阻力并没有提到提高。另外，对于上述两篇专利文献用于制作异形桩的模具和设备同样存在一些缺陷，比如，专利文献CN2023233935U所公开的用于制作五星形异形桩体的模具为横截面为均匀五星形的柱状套管，这种套管需要另一根同样具有五星形且结构与其配合的内套管来实现，正是由于配合结合为五星形，在夯击成桩的过程中，容易出现内套管和外套管间因为发现相对转动和发生侧面碰撞的情况，从而导致套管损伤比较大。中国专利文献CN103485334B中公开的异形桩，用于制作具有扩底的异形桩的设备过于复杂，制作步骤较为繁琐，最终的桩体抗拔性和桩体承载力不够好。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提出一种施工步骤简单，工程进度快，成本低，可以较好保持设备使用寿命的用于制作具有较大桩体承载力的全夯式异形多头扩底桩施工方法。

为此本发明的一种全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于,包括以下步骤:a.采用打桩设备将套合在一起的内套管和外套管在桩位处进行夯击沉管，以形成桩孔；b.上拔所述内套管，在所述外套管内灌入形成桩体所需的混凝土，在下沉所述内套管以对所述外套管中的所述混凝土进行强行夯击，同步上拔所述外套管，以进行第一次扩底形成初步桩底扩大头；c.在进行第一次扩底后，然后采用所述打桩机同步下沉所述内套管和所述外套管再次强行夯击所述混泥土，以进行第二次扩底形成最终桩底扩大头；d.在第二次扩底施工完成后拔起所述内套管，并在所述外套管中灌入形成所述桩体的桩身所需的混凝土，然后采用打桩设备对内套管进行夯击沉管，同步上拔所述外套管，以挤压位于所述外套管中的所述混凝土，进而形成桩身；e.当桩身施工到预设位置时，再次对所述预设位置处的混凝土进行强行夯击，同步上拔所述外套管，以对桩身进行径向扩张，进而形成桩身扩大头；f.在形成所述桩身扩大头以后，并在所述外套管中灌入形成所述桩体的桩身所需的混凝土，然后采用打桩设备对内套管进行夯击沉管，同步上拔所述外套管，以挤压位于所述外套管中的所述混凝土，进而形成桩身；g.在所述混凝土中插入钢筋笼，完成桩体的施工；

其中，所述打桩设备包括打桩机，安装在所述打桩机上的桩锤，与所述打桩机配合以实现沉管的外套管和内套管；所述外套管具有横截面为圆形的空心内腔，以及位于靠近所述外套管的插入端的所述外套管的外壁上且向外延伸的径向突起，其中，所述内套管为圆柱形适于与所述空心内腔形成活动嵌套和封底配合；所述径向突起为实心径向突起或者空心径向突起，适于使得所述内套管与所述外套管配合挤出的桩体具有异形桩身；所述径向突起为至少一个突角结构，或至少一个外周为弧形的突起结构；所述桩锤为电动锤或柴油锤。

上述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中,通过对所述内套管沉管力度与上拔所述外套管的速度进行匹配控制，以将所述混凝土中的粗骨料侧向挤入土体中，从而使形成后的所述桩体与所述土体形成咬合。

上述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中，在步骤a以前，在施工位置预先施工形成土模，所述土模中被填满干性混凝土。

上述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中，所述打桩机包括支架，第一滑轮组件，安装在所述支架上；还包括:第二滑轮组件，安装在所述支架上；桩锤驱动装置，安装在所述支架上，通过所述第二滑轮组件与所述桩锤连接，用于驱动所述桩锤对所述外套管和所述内套管施力；其中，所述桩锤的第一端与所述第一滑轮组件连接，第二端具有用于固定所述内套管和所述外套管的固定结构。

上述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中，所述径向突起沿外套管插入土体的方向的截面积逐渐减小。

上述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中，所述实心径向突起或所述空心径向突起是一体成型于所述外套管的所述外壁上的一体成型结构。

上述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中，所述实心径向突起或所述空心径向突起是固定安装在所述外套管的所述外壁上的独立结构。

上述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中，所述实心径向突起或所述空心径向突起是可拆卸安装在所述外套管的所述外壁上的独立结构。

本发明的全夯式异形多头扩底桩施工方法与现有技术相比具有以下优点:

1.本发明的全夯式异形多头扩底桩施工方法，所包括的步骤包括a.采用打桩设备将套合在一起的内套管和外套管在桩位处进行夯击沉管，以形成桩孔；b.上拔所述内套管，在所述外套管内灌入形成桩体所需的混凝土，在下沉所述内套管以对所述外套管中的所述混凝土进行强行夯击，同步上拔所述外套管，以进行第一次扩底形成初步桩底扩大头；c.在进行第一次扩底后，然后采用所述打桩机同步下沉所述内套管和所述外套管再次强行夯击所述混泥土，以进行第二次扩底形成最终桩底扩大头；d.在第二次扩底施工完成后拔起所述内套管，并在所述外套管中灌入形成所述桩体的桩身所需的混凝土，然后采用打桩设备对内套管进行夯击沉管，同步上拔所述外套管，以挤压位于所述外套管中的所述混凝土，进而形成桩身；e.当桩身施工到预设位置时，再次对所述预设位置处的混凝土进行强行夯击，同步上拔所述外套管，以对桩身进行径向扩张，进而形成桩身扩大头；f.在形成所述桩身扩大头以后，并在所述外套管中灌入形成所述桩体的桩身所需的混凝土，然后采用打桩设备对内套管进行夯击沉管，同步上拔所述外套管，以挤压位于所述外套管中的所述混凝土，进而形成桩身；g.在所述混凝土中插入钢筋笼，完成桩体的施工；以上施工步骤简单；

另外，采用的打桩设备包括打桩机，安装在所述打桩机上的桩锤，与所述打桩机配合以实现沉管的外套管和内套管；所述桩锤为电动锤或柴油锤；采用所述外套管具有横截面为圆形的空心内腔，以及位于靠近所述外套管的插入端的所述外套管的外壁上且向外延伸的径向突起，以及采用的所述内套管为圆柱形适于与所述空心内腔形成活动嵌套和封底配合；所述径向突起为实心径向突起或者空心径向突起，适于使得所述内套管与所述外套管配合挤出的桩体具有异形桩身；所述径向突起为至少一个突角结构，或至少一个外周为弧形的突起结构；这种全夯式异形多头扩底桩施工方法所采用的外套管，仅仅通过少量改变外套管的外形设计，即可形成异形桩的桩孔，结构简单且成本低，并且在沉管制桩的过程中内套管与外套管的配合为圆形配合，内套管外套管对准较为容易，即操作简单，即使在沉管时发生周向相对转动，也不会出现剧烈碰撞而损坏外套管或内套管的情况，使得所述打桩设备使得寿命较长；相比预先成型桩体再插入土中相比，上述外套管也可以更好地与上述打桩步骤结合在一起使用，由于无孔外预先对异形桩成桩的步骤，因此，可以大大缩短工期；另外，具有以上结构的外套管与内套管配合挤出的具有异形桩身的桩体，仅仅是通过增加了少量的混凝土，可以增大桩身的横截受压面积及桩周摩阻面积，从而增加桩身摩阻力，也增加了桩端阻力；相当于仅仅通过增加少量沉管挤土难度，使得桩体获得更大的垂直承载力，抗拔承载力和水平承载力，进而获得仅仅投入施打小径桩的能量获得中径桩，甚至大径桩的效果。

2.所述径向突起沿外套管插入土体的方向的截面积逐渐减小，可以利于外套管进入土体，同时又可以保证桩身的形状符合外形要求。

3.所述实心径向突起或所述空心径向突起是一体成型于所述外套管的所述外壁上的一体成型结构，可以使得在加工外套管采用整体浇注的方式一次性实现，大大减少了加工周期。

4.所述实心径向突起或所述空心径向突起是固定安装在所述外套管的所述外壁上的独立结构，可以在通常的外套管上通过固定结构，安装上或者通常焊接的形式将类似突耳的所述实心径向突起或所述空心径向突起安装在外套管的外壁上，使得制作工艺灵活简单快捷。

5.所述实心径向突起或所述空心径向突起是可拆卸安装在所述外套管的所述外壁上的独立结构，使得所述径向突起容易更换和维护。

6.上述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中,通过对所述内套管沉管力度与上拔所述外套管的速度进行匹配控制，以将所述混凝土中的粗骨料侧向挤入土体中，从而使形成后的所述桩体与所述土体形成咬合。能够提高桩体相对土体的抓持效果，从而进一步提高桩体的抗拔性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明全夯式异形多头扩底桩施工方法中采用的打桩设备的结构示意图；

图2为本发明全夯式异形多头扩底桩施工方法中采用的打桩设备的外套管和内套管配合的示意图；

图3为本发明另一种实施方式的打桩设备的外套管和内套管配合的示意图；

图4为本发明再一种实施方式的打桩设备的外套管和内套管配合的示意图；

图5为图3的外套管沿C-C方向的剖面图；

图6为图4的外套管沿C-C方向的剖面图；

图7为再一种实施方式所采用的外套管的横截面示意图；

图8为再一种实施方式所采用的外套管的横截面示意图；

实施例

本实施例的全夯式异形多头扩底桩施工方法，具体包括以下步骤:a.采用打桩设备将套合在一起的内套管和外套管在桩位处进行夯击沉管，以形成桩孔；b.上拔所述内套管，在所述外套管内灌入形成桩体所需的混凝土，在下沉所述内套管以对所述外套管中的所述混凝土进行强行夯击，同步上拔所述外套管，以进行第一次扩底形成初步桩底扩大头；c.在进行第一次扩底后，然后采用所述打桩机同步下沉所述内套管和所述外套管再次强行夯击所述混泥土，以进行第二次扩底形成最终桩底扩大头；d.在第二次扩底施工完成后拔起所述内套管，并在所述外套管中灌入形成所述桩体的桩身所需的混凝土，然后采用打桩设备对内套管进行夯击沉管，同步上拔所述外套管，以挤压位于所述外套管中的所述混凝土，进而形成桩身；e.当桩身施工到预设位置时，再次对所述预设位置处的混凝土进行强行夯击，同步上拔所述外套管，以对桩身进行径向扩张，进而形成桩身扩大头；f.在形成所述桩身扩大头以后，并在所述外套管中灌入形成所述桩体的桩身所需的混凝土，然后采用打桩设备对内套管进行夯击沉管，同步上拔所述外套管，以挤压位于所述外套管中的所述混凝土，进而形成桩身；g.在所述混凝土中插入钢筋笼，完成桩体的施工。

本实施例的全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中，通过对所述内套管沉管力度与上拔所述外套管的速度进行匹配控制，以将所述混凝土中的粗骨料侧向挤入土体中，从而使形成后的所述桩体与所述土体形成咬合。

本实施例的全夯式异形多头扩底桩施工方法，其中，在步骤a以前，在施工位置预先施工形成土模，所述土模中被填满干性混凝土。

本实施例的施工方法，依靠本发明的打桩设备，无需过于复杂的操作步骤即可一次性形成具有底部扩大头，桩身具有径向突起的具有较好抗拔性，较大端阻力和较大摩阻力的异形桩。

上述的打桩设备，即全夯式异形扩底桩打桩设备，如图1所示,包括:打桩机1，安装在打桩机上的桩锤9，以及与所述打桩机1配合以实现沉管的外套管2和内套管3；优选地，所述打桩机1包括支架7，第一滑轮组件8，安装在所述支架7上；还包括:第二滑轮组件10，安装在所述支架上；桩锤驱动装置15，安装在所述支架上，通过所述第二滑轮组件10与所述桩锤9连接，用于驱动所述桩锤对所述外套管2和所述内套管3施力，其中，所述桩锤9的第一端与所述第一滑轮组8件连接，第二端具有用于固定所述内套管和所述外套管的固定结构16。

如图2所示，所述外套管2具有横截面为圆形的空心内腔4，以及位于靠近所述外套管2的插入端5的所述外套管的外壁上的径向突起6，其中所述内套管3为圆柱形适于与所述空心内腔4形成活动嵌套和封底配合；所述径向突起为实心径向突起或者空心径向突起，从而使得所述内套管与所述外套管配合挤出的桩体具有异形桩身。需要指出的是，外套管包括用于与打桩机配合的工作端和与所述工作端相对的用于插入土体的插入端。另外，所述径向突起的位置可以是位于与所述外套管的所述插入端的端面具有一定距离，或者如图3所示，可以与所述外套管的所述插入端的端面相接。所述异形桩身为相对于圆柱形桩身而言的，即，在原来的圆柱形桩身的外部具有径向突出的桩体结构，该结构的形状取决于所述外套管的所述径向突起的形状。所述实心径向突起或者空心径向突起可以是一体成型于外套管的外壁上的一体成型结构，也可以固定安装或可拆卸安装在外套管的外壁上的独立结构。

本实施例的上述全夯式异形扩底桩打桩设备，如图5-7所示，所述实心径向突起或者空心径向突起6优选为至少一个突角结构，如图8所示，所述径向突起的至少一个外周为弧形的突起结构，作为一种优选实施方式，如图4所示，所述径向突起6沿外套管2插入土体的方向的截面积逐渐减小。截面积逐渐减小的设计可以使得所述径向突起能够减少外套管插入土体时受到的土体阻力，从而有利于外套管的插入。

本实施例全夯式异形扩底桩打桩设备中的所述桩锤优选为电动锤或者柴油锤。另外，所述桩锤驱动装置15可以为卷扬机。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于,包括以下步骤:

a.采用打桩设备将套合在一起的内套管和外套管在桩位处进行夯击沉管，以形成桩孔；

b.上拔所述内套管，在所述外套管内灌入形成桩体所需的混凝土，在下沉所述内套管以对所述外套管中的所述混凝土进行强行夯击，同步上拔所述外套管，以进行第一次扩底形成初步桩底扩大头；

c.在进行第一次扩底后，然后采用所述打桩机同步下沉所述内套管和所述外套管再次强行夯击所述混泥土，以进行第二次扩底形成最终桩底扩大头；

d.在第二次扩底施工完成后拔起所述内套管，并在所述外套管中灌入形成所述桩体的桩身所需的混凝土，然后采用打桩设备对内套管进行夯击沉管，同步上拔所述外套管，以挤压位于所述外套管中的所述混凝土，进而形成桩身；

e.当桩身施工到预设位置时，再次对所述位置处的混凝土进行强行夯击，同步上拔所述外套管，以对桩身进行径向扩张，进而形成桩身扩大头；

f.在形成所述桩身扩大头以后，并在所述外套管中灌入形成所述桩体的桩身所需的混凝土，然后采用打桩设备对内套管进行夯击沉管，同步上拔所述外套管，以挤压位于所述外套管中的所述混凝土，进而形成桩身；

g.在所述混凝土中插入钢筋笼，完成桩体的施工；

其中，所述打桩设备包括打桩机，安装在所述打桩机上的桩锤，与所述打桩机配合以实现沉管的外套管和内套管；所述外套管具有横截面为圆形的空心内腔，以及位于靠近所述外套管的插入端的所述外套管的外壁上且向外延伸的径向突起，其中，所述内套管为圆柱形适于与所述空心内腔形成活动嵌套和封底配合；所述径向突起为实心径向突起或者空心径向突起，适于使得所述内套管与所述外套管配合挤出的桩体具有异形桩身；所述径向突起为至少一个突角结构，或至少一个外周为弧形的突起结构；所述桩锤为电动锤或柴油锤。

2.根据权利要求1所述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于,通过对所述内套管沉管力度与上拔所述外套管的速度进行匹配控制，以将所述混凝土中的粗骨料侧向挤入土体中，从而使形成后的所述桩体与所述土体形成咬合。

3.根据权利要求1所述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于，在步骤a以前，在施工位置预先施工形成土模，所述土模中被填满干性混凝土。

4.根据权利要求1-3任一所述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于，所述打桩机包括支架，第一滑轮组件，安装在所述支架上；还包括:第二滑轮组件，安装在所述支架上；桩锤驱动装置，安装在所述支架上，通过所述第二滑轮组件与所述桩锤连接，用于驱动所述桩锤对所述外套管和所述内套管施力；其中，所述桩锤的第一端与所述第一滑轮组件连接，第二端具有用于固定所述内套管和所述外套管的固定结构。

5.根据权利要求4所述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于:所述径向突起沿外套管插入土体的方向的截面积逐渐减小。

6.根据权利要求5所述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于:所述实心径向突起或所述空心径向突起是一体成型于所述外套管的所述外壁上的一体成型结构。

7.根据权利要求5所述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于:所述实心径向突起或所述空心径向突起是固定安装在所述外套管的所述外壁上的独立结构。

8.根据权利要求5所述全夯式异形多头扩底桩施工方法，其特征在于:所述实心径向突起或所述空心径向突起是可拆卸安装在所述外套管的所述外壁上的独立结构。