CN109972611A - 一种扩底型管桩及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩底型管桩及其施工工艺，涉及岩土工程技术领域。包括钢管，所属钢管下端及桩孔底端内壁表面形成扩张的凹部和凹环，所述钢管内部及扩张的凹部和凹环范围内由下到上依次填充固化材料和混凝土，所属混凝土顶面设有可上下移动的加压板，所属加压板顶面连接有内管，内管安装在压桩机上的固定支架上，由所属压桩机通过内管下端的加压板对混凝土施压，使固化材料吸水产生膨胀，所属固化材料硬化后并在桩孔底端形成多级直径大于钢管的扩底型桩端。可以有效的解决现有技术中桩端承载力低和施工工艺出现的问题，以提高桩身强度和抗拔力。

Description

一种扩底型管桩及其施工工艺

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种扩底型管桩及其施工工艺。

背景技术

承载桩能够将建筑物的全部或部分荷载传递至地下承载性能较好的土层，以满足承载力和沉降的要求，随着基础建设实施的快速发展，使得具有较高承载力的桩型以及成桩的工艺被大量使用，钻孔桩与钢管桩是目前岩土工程技术领域常用的两种桩，钻孔桩施工过程中要安放钢筋笼，施工工艺复杂，工期较长，造价高，易出现断桩或缩颈现象，并且桩端持力层的承载力难以保证，相比之下，钢管桩可直接由压桩机压入土体中，钢管内填充或不填充混凝土，施工方便，因此，钢管桩以其具有高承载能力、使用范围广以及稳定性好等优点而被广泛地应用于岩土工程技术领域。在软土地区，由于软土地区具有孔隙比大、含水量高、沉降大等特点，钢管桩均为等截面直线型，等截面钢管桩桩周侧阻力较低，且桩端无法形成扩大头，致使难以保证桩侧阻力和桩端承载力，目前对钢管桩桩端进行了扩大头改进，但是钢管桩存在施工不易被打入土层，施工速度慢，施工繁琐，无法提升钢管桩竖向承载力等问题。

针对相关技术中的存在的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扩底型管桩及其施工工艺，从而解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，一种扩底型管桩，包括钢管，所属钢管下端及桩孔底端内壁表面形成扩张的凹部和凹环，所述钢管内部及扩张的凹部和凹环范围内由下到上依次填充固化材料和混凝土，所属混凝土顶面设有可上下移动的加压板，所属加压板顶面连接有内管，内管安装在压桩机上的固定支架上，由所属压桩机通过内管下端的加压板对混凝土施压，使固化材料吸水产生膨胀，所属固化材料硬化后并在桩孔底端形成多级直径大于钢管的扩底型桩端。

作为优选地，所属钢管下端及桩孔底端内壁表面形成扩张的凹部和凹环，钢管下端形成扩张的凹部，呈梅花形状，桩孔底端形成扩张的凹环，呈环形凹槽形状。

作为优选地，所述钢管内部及扩张的凹部和凹环范围内由下到上依次填充固化材料和混凝土。

作为优选地，所述钢管下端凹部与所述桩孔底端凹环伸出的固化材料将持力层咬入其中。

作为优选地，所属加压板顶面连接有内管，内管安装在压桩机上的固定支架上，加压板和内管可在钢管内上下移动。

作为优选地，所属压桩机推送内管使加压板对混凝土加压，进而加压固化材料，并作用在桩孔底端形成直径大于钢管的扩底型桩端。

一种扩底型管桩及其施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1，钻机引孔：根据管桩定位，在桩孔位置上将螺旋钻机就位准确，利用螺旋钻机安放钢管，钻孔时采用跟管钻进法，同时在所属钢管内侧通过螺旋叶片旋转进行挖掘至预定的深度；

S2，桩端扩底：待螺旋钻机钻进预定深度后，由扩径装置伸出水平扩径钻头，启动螺旋钻机在桩孔底端内壁表面形成扩张的凹环，扩径装置缩回水平扩径钻头，提升扩径装置至钢管下端，扩径装置再次伸出水平扩径钻头，通过水平钻头挤压钢管内壁，在其内壁表面形成扩张的凹部；

S3，清孔：待钢管下端和桩孔底端凹部和凹环形成完毕后，利用螺旋钻机再次清孔，将孔底渣土清理干净；

S4，灌料：混凝土宜随拌随用，由内管顶端向钢管内部及扩张的凹部范围内由下到上依次填充固化材料和混凝土，其中固化材料完全填充在凹部和凹环范围内；

S5，加压：边灌料边缓慢提升内管，同时由压桩机通过内管上的加压板对混凝土施压，进而固化材料产生膨胀，硬化后在桩孔底端形成多级直径大于钢管的扩底型桩端；

S6，养护：混凝土浇筑完毕后，进行养护，等待混凝土凝固变硬。

本发明的有益效果是：本发明提供的扩底型管桩是通过将钢管与螺旋钻机配合插设于地基内，能够降低插设钢管时产生的挤土效应，在钢管全部插入地基内，并在钢管下端及桩孔底端内侧表面做成凹部和凹环形状，通过向钢管内灌注固化材料和混凝土，固化材料产生膨胀，硬化后并填充在钢管下端及桩孔底端内侧表面的凹部和凹环范围，以预定的间隔在桩孔底端形成多级直径大于钢管的扩底型桩端，可以增强管桩的整体性和强度，有效的提高管桩的承载力和抗拔力，施工方便。

附图说明

下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，以更好的理解本发明实施例中的技术方案，应当说明，以下附图仅示出了本发明中的某些实例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例一管桩灌注及加压混凝土施工工艺结构图。

图2为本发明实施例一管桩成孔施工工艺结构图。

图3为本发明实施例二管桩成孔施工工艺结构图。

图4为本发明实施例三管桩成孔施工工艺结构图。

图5为本发明管桩A-A俯视剖面图。

图6为本发明管桩B-B俯视剖面图。

图中，各符号的含义如下：

钢管1，压桩机2，固定支架21，内管22，加压板23，螺旋钻机3，螺旋叶片31，扩径装置32，扩径钻头33，凹部4，凹环5，混凝土6，固化材料7，桩孔8。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一，如图1、图2所示，本发明实施例提供的一种扩底型管桩，包括钢管1，所属钢管1下端及桩孔8底端内壁表面形成扩张的凹部4和凹环5，所述钢管1内部及扩张的凹部4和凹环5范围内由下到上依次填充固化材料7和混凝土6，所属混凝土6顶面设有可上下移动的加压板23，所属加压板23顶面连接有内管22，内管22安装在压桩机2的固定支架上，由所属压桩机2通过内管22下端的加压板23对混凝土6施压，使固化材料7吸水产生膨胀，所属固化材料7硬化后并在桩孔8底端形成多级直径大于钢管1的扩底型桩端。

在本发明的一个具体实施例中，如图5、图6所示，所属钢管1下端及桩孔8底端内壁表面形成扩张的凹部4和凹环5，钢管1下端形成扩张的凹部4，呈梅花形状，桩孔8底端形成扩张的凹环5，呈环形凹槽形状，其中凹部4根据钢管1的设计长度可设置多个，凹环5根据钢管下端矩桩孔8底部的距离可设置多个圆形凹环5。

在本发明的一个具体实施例中，所述钢管1内部及扩张的凹部4和凹环5范围内由下到上依次填充固化材料7和混凝土6，其中固化材料7吸水产生膨胀、硬化后具有较高的承载力。

在本发明的一个具体实施例中，所述钢管1下端凹部4与所述桩孔8底端凹环5伸出的固化材料7将持力层咬入其中，固化材料7将钢管1下端与桩孔8底端形成一个整体，以增加桩端整体的稳定性。

在本发明的一个具体实施例中，所属加压板23顶面连接有内管22，内管22安装在压桩机2的固定支架上，加压板23和内管22可在钢管1内上下移动，其中加压板23与内管22可采用热焊、螺纹等方式固定连接。

在本发明的一个具体实施例中，所属压桩机2推送内管22使加压板23对混凝土6加压，进而加压固化材料7，并作用在桩孔8底端形成直径大于钢管1的扩底型桩端，进一步提高桩端的承载力以及桩身的抗拔力。

一种扩底型管桩及其施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1，钻机引孔：根据管桩定位，在桩孔位置上将螺旋钻机3就位准确，利用螺旋钻机3安放钢管1，钻孔时采用跟管钻进法，同时在所属钢管1内侧通过螺旋叶片31旋转进行挖掘至预定的深度；

S2，桩端扩底：待螺旋钻机3钻进预定深度后，由扩径装置32伸出水平扩径钻头33，启动螺旋钻机3在桩孔8底端内壁表面形成扩张的凹环5，扩径装置32缩回水平扩径钻头33，提升扩径装置32至钢管1下端，扩径装置32再次伸出水平扩径钻头33，通过水平钻头33挤压钢管1内壁，在其内壁表面形成扩张的凹部4；

S3，清孔：待钢管1下端和桩孔8底端凹部4和凹环5形成完毕后，利用螺旋钻机3再次清孔，将孔底渣土清理干净；

S4，灌料：混凝土6宜随拌随用，由内管22顶端向钢管1内部及扩张的凹部4范围内由下到上依次填充固化材料7和混凝土6，其中固化材料7完全填充在凹部4和凹环5范围内；

S5，加压：边灌料边缓慢提升内管22，同时由压桩机2通过内管22上的加压板23对混凝土6施压，进而固化材料7产生膨胀，硬化后在桩孔8底端形成多级直径大于钢管1的扩底型桩端；

S6，养护：混凝土6浇筑完毕后，进行养护，等待混凝土6凝固变硬。

实施例二，一种扩底型管桩及其施工工艺，如图3所示，其结构与实施例一相似，主要不同点在所属钢管1下端及桩孔8底端内壁表面形成扩张的凹部4和凹环5，本实施例在桩端扩径过程中，扩径装置32伸出水平扩径钻头33，启动螺旋钻机3在桩孔8底端内壁表面形成扩张的凹环5，边缓慢提升扩径装置32，边对桩孔8底端进行连续扩径至钢管1下端，然后扩径装置32缩回水平扩径钻头33，提升扩径装置32至钢管1下端，扩径装置32再次伸出水平扩径钻头33，通过水平钻头33以预定的间隔挤压钢管1内壁，在其内壁表面形成多级扩张的凹部4，在钢管1内部及扩张的凹部4和凹环5范围内由下到上依次填充固化材料7和混凝土6，其中固化材料7完全填充在凹部4和凹环5范围内，由压桩机2通过内管22下端的加压板对混凝土6施压，进而对固化材料7进行施压，边灌料边施压，由此固化材料7吸水发生膨胀，并且具有较高的承载力，硬化后作用在桩孔8底端形成直径大于钢管1的扩底型桩端。

实施例三，一种扩底型管桩及其施工工艺，如图4所示，其结构与实施例一和实施例二相似，主要不同点在所属钢管1全身内壁表面以预定的间隔挤压钢管1内壁形成多级扩张的凹部4，使管桩全身段形成凸起部分，并与周围土体咬合紧密，以增加桩周侧向阻力，桩孔8底端内壁表面形成连续的凹环5，本实施例在桩端扩径过程中，扩径装置32伸出水平扩径钻头33，启动螺旋钻机3在桩孔8底端内壁表面形成扩张的凹环5，边缓慢提升扩径装置32，边对桩孔8底端进行连续扩径至钢管1下端，然后扩径装置32缩回水平扩径钻头33，提升扩径装置32至钢管1下端，扩径装置32再次伸出水平扩径钻头33，通过水平钻头33以预定的间隔挤压钢管1内壁，并不断调整扩径钻头33挤压方向，以在钢管1全身内壁表面形成多级错开扩张的凹部4，在钢管1内部及扩张的凹部4和凹环5范围内由下到上依次填充固化材料7和混凝土6，其中固化材料7完全填充在凹部4和凹环5范围内，由压桩机2通过内管22下端的加压板对混凝土6施压，进而对固化材料7进行施压，边灌料边施压，由此固化材料7吸水发生膨胀，并且具有较高的承载力，硬化后并作用在桩孔8底端形成直径大于钢管1的扩底型桩端。

以上所述实施例是本发明的优选实施方式，仅仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干局部改进或润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种扩底型管桩，其特征在于，包括钢管，所属钢管下端及桩孔底端内壁表面形成扩张的凹部和凹环，所述钢管内部及扩张的凹部和凹环范围内由下到上依次填充固化材料和混凝土，所属混凝土顶面设有可上下移动的加压板，所属加压板顶面连接有内管，内管安装在压桩机上的固定支架上，由所属压桩机通过内管下端的加压板对混凝土施压，使固化材料吸水产生膨胀，所属固化材料硬化后并在桩孔底端形成多级直径大于钢管的扩底型桩端。

2.根据权利要求1所述的一种扩底型管桩，其特征在于，所属钢管下端及桩孔底端内壁表面形成扩张的凹部和凹环，钢管下端形成扩张的凹部，呈梅花形状，桩孔底端形成扩张的凹环，呈圆形凹槽形状。

3.根据权利要求1所述的一种扩底型管桩，其特征在于，所述钢管内部及扩张的凹部和凹环范围内由下到上依次填充固化材料和混凝土。

4.根据权利要求1或2所述的一种扩底型管桩，其特征在于，所述钢管下端凹部与所述桩孔底端凹环伸出的固化材料将持力层咬入其中。

5.根据权利要求1所述的一种扩底型管桩，其特征在于，所属加压板顶面连接有内管，内管安装在压桩机上的固定支架上，加压板和内管可在钢管内上下移动。

6.根据权利要求1所述的一种扩底型管桩，其特征在于，所属压桩机推送内管使加压板对混凝土加压，进而加压固化材料，并作用在桩孔底端形成直径大于钢管的扩底型桩端。

7.根据权利要求1所述的一种扩底型管桩及其施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1，钻机引孔：根据管桩定位，在桩孔位置上将螺旋钻机就位准确，利用螺旋钻机安放钢管，钻孔时采用跟管钻进法，同时在所属钢管内侧通过螺旋叶片旋转进行挖掘至预定的深度；

S2，桩端扩底：待螺旋钻机钻进预定深度后，由扩径装置伸出水平扩径钻头，启动螺旋钻机在桩孔底端内壁表面形成扩张的凹环，扩径装置缩回水平扩径钻头，提升扩径装置至钢管下端，扩径装置再次伸出水平扩径钻头，通过水平钻头挤压钢管内壁，在其内壁表面形成扩张的凹部；

S3，清孔：待钢管下端和桩孔底端凹部和凹环形成完毕后，利用螺旋钻机再次清孔，将孔底渣土清理干净；

S4，灌料：混凝土宜随拌随用，由内管顶端向钢管内部及扩张的凹部范围内由下到上依次填充固化材料和混凝土，其中固化材料完全填充在凹部和凹环范围内；

S5，加压：边灌料边缓慢提升内管，同时由压桩机通过内管上的加压板对混凝土施压，进而固化材料产生膨胀，硬化后在桩孔底端形成多级直径大于钢管的扩底型桩端；

S6，养护：混凝土浇筑完毕后，进行养护，等待混凝土凝固变硬。