CN112482369A - 一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩，包括桩尖、外部套管、法兰、尾翼，其中，所述尾翼设置于外部套管上端，所述法兰设置于尾翼和外部套管的顶端，在外部套管的下部设置有外撑叶片，所述外撑叶片在外部套管顶部受压时，外撑叶片向外展开；所述外部套管内部设置内置钢管或柔性锚杆，所述桩尖与内置钢管或柔性锚杆固定连接。本发明通过优化设计桩身，静压沉桩贯入时侧阻力较小，外部套管的二次下沉使得外撑叶片展开，提高了其竖向抗拔与抗压承载力，尾翼的设置提高了其水平向承载，利用负泊松比材料受压收缩、受拉膨胀的特性，提高桩侧和叶片抗拔承载力，具有土体扰动小、施工噪音小和环境友好的优点。

Description

一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩及其施工方法

技术领域

本发明属于桩基础技术领域，尤其涉及一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩及其施工方法。

背景技术

螺旋桩(或称螺旋锚)作为一种新型基础形式，早在十九世纪中期就已有一定的工程实践应用；早期在圆形小直径钢管外增设叶片，应用于以抗拔为主的海岸灯塔基础工程，后来逐渐延伸到包括抗压、抗倾覆方面的应用，尤其在输变线电塔基础、光伏电站基础以及运输管道基础方面推广应用发展迅速。螺旋桩具有施工方便、工艺简单、施工噪音小、环境友好且经济性好的技术经济特点。

仿生学是一门人类将生物体的结构或功能原理应用于科学技术的学科。1960年，Steele在第一届仿生学大会上率先提出“仿生学”的概念，从此标志着仿生学科的诞生。人类最早的仿生学行为可追溯到远古时代，模仿鸟类筑巢建房；我国标志性建筑物“鸟巢”体育馆就在造型和结构上仿照鸟类筑巢的巧妙。竹蛏(又称为竹节蛏、蛏子)由外硬壳结构和内部软体晶杆组成，观察竹蛏钻地过程可以发现：竹蛏先用外硬壳支撑两侧土体，然后内部软体晶杆向下钻进；待内部软体晶杆钻入一定深度后，收缩外硬壳并沿内部软体晶杆向下移动；以此往复达到钻地深入的目的。竹蛏结构形式和钻地仿生学原理在岩土工程桩基施工方面，尤其是静压螺旋桩施工方面，具有一定的借鉴意义。

在本发明专利之前，中国申请发明专利“螺旋桩地锚”(申请号：98809291.3)，包括具有螺旋凸缘的空心轴、地嵌入钻头的螺旋桩；稳定组件具有从可旋转安装到轴的套环上辐射出的多个翼片，翼片可供上部结构组件固定之用。然而，该螺旋锚结构在贯入土体的过程中一方面不可避免地会对周边土体有一定的扰动，另一方面贯入土体时扭矩较大，且目前国内螺旋锚施工机械普及率相对较低，因此施工效率不高。中国申请发明专利“一种螺旋卡筒式复合螺旋锚及螺旋卡筒”(申请号：201911031387.6)，提出了一种螺旋卡筒式复合螺旋锚，螺旋锚盘同轴固设在锚杆上，筒体同轴套设在锚杆外部并且其两端分别与卡筒上螺旋锚盘和卡筒下螺旋锚盘固定连接，卡筒上螺旋锚盘和下螺旋锚盘上均设有土体出口。该技术方案利用螺旋卡筒提高了螺旋锚的水平向承载力和施工效率；但是，卡筒的存在提高了旋入扭矩，且卡筒无法布置在桩体顶部导致水平向承载力的提高率有限。以上两个专利对螺旋桩专业施工机械具有较大的依赖，然而目前国内螺旋桩施工机械普及率不高，导致相关专利成果的推广应用受到一定的限制。

因此，借鉴竹蛏钻地仿生学原理，研发一种能够利用既有静压桩机设备及条件，充分改善螺旋桩水平向承载力、减小螺旋桩施工过程中的土体扰动的新型螺旋桩及其施工方法，显得尤为迫切。

发明内容

发明目的：为了解决施工机械普及率不高而导致的施工效率低下、施工过程中的土体扰动相对较大、以及桩基水平向承载力相对不足的问题，本发明提出一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩及其施工方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，包括桩尖、外部套管、法兰、尾翼，其中，所述尾翼设置于外部套管上端，所述法兰设置于尾翼和外部套管的顶端，在外部套管的下部设置有至少一个外撑叶片，所述外撑叶片在外部套管顶部受压时，外撑叶片向外展开；所述外部套管内部设置内置钢管或柔性锚杆，所述桩尖与内置钢管或柔性锚杆固定连接。

其中，所述外部套管截面为正方形，。套管底部设有内扣，内扣上设有4～8个螺栓孔，所述桩尖底面外缘设置有桩尖凸缘，桩尖凸缘外轮廓为正方形，每条边上设有1～2个螺栓孔，用于和外部套筒的螺栓连接。外部套管的长度根据外撑叶片个数确定，外撑叶片越多，长度越长，优选地，平均每1.8m长的外部套管对应1个外撑叶片。

所述桩尖为为开放式桩尖或倒圆锥形密闭桩尖，桩尖角度为30°～35°，当选用内置钢管时桩尖为空心，壁厚与内置钢管相同，选用柔性锚杆时桩尖为实心。

所述尾翼由3～4个梯形、矩形或三角形翼板组成，翼板之间夹角为90°～120°，翼板长是1.5～2.0倍的翼板宽，所述尾翼通过焊接连接到外部套管的上端。

所述外撑叶片包含四个分叶片，分别设置于外部套管的四侧，每个分叶片由两片钢板和3个转轴组成，其中，两片钢管的一端通过第一转轴相连，另一端分别通过第二转轴和第三转轴铰接连接在外部套管的一侧上。转轴直径较钢板厚度小3～4mm，第一转轴靠钢板内壁布置且与钢板内壁相切，第二转轴和第三转轴靠钢板外壁布置且与钢板外壁相切。钢板厚度较转轴直径多出的部分在转轴转动过程中起限制转动方向的作用。每根螺旋桩设置1-3个外撑叶片。

所述第一转轴被设置为当外部套管顶部受压时，两片钢板的撑开方向只能向外，且撑开后两片钢板的夹角为15～30°。

所述外撑叶片和外部套管的外表面增设负泊松比材料。所述的负泊松比材料，可以为内凹多边形结构、旋转多边形结构、手性结构、穿孔板结构、联锁多边形结构、节点-纤维结构或褶皱结构的金属材料、FCC晶体、多重泊松比材料、聚氨脂泡沫或聚四氟乙烯复合负泊松比材料，负泊松比材料可以其中的一种或几种的组合，厚度为0.02～0.03m，布置在外部套管和外撑叶片表面。

当外部套管内为内置钢管时，所述内置钢管的上部设置有两排对穿孔洞，在外部套管顶部设置有对应的两排对穿孔洞，用于与外部套管通过长螺栓连接；当外部套筒内为柔性锚杆时，在柔性锚杆外侧设置有安装套筒，所述柔性锚杆顶部设有圆形拉环，底部有扩大头，可以增大与桩尖的焊接面积，用于与安装套筒的螺纹连接在扩大头外表面设置有螺纹，用于与安装套筒螺纹连接。

产品的尺寸可以根据实际工况进行确定，在一种实施方式中，可以按照如下尺寸进行选择：

所述的内置钢管，直径为76～150mm、长为1.6～4.0m、壁厚为5～8mm；内置钢管上部设有两排对穿孔洞，第一排距离内置钢管顶面80～100mm、第二排距离尾翼底部以上50～100mm处；

所述的尾翼，由3～4个梯形、矩形或三角形翼板组成，翼板之间夹角为90°～120°，翼板宽为0.1～0.3m、翼板长是1.5～2.0倍的翼板宽、翼板厚为5～10mm；

所述的桩尖，为开放式桩尖或倒圆锥形密闭桩尖，圆锥底面直径为76～150mm，桩尖角度为30°～35°，底面外缘设有桩尖凸缘，桩尖凸缘上设有3～5个螺栓孔，用于和外部套筒的螺栓连接。选用内置钢管时桩尖为空心，壁厚与内置钢管相同，选用柔性锚杆时桩尖为实心；

所述的外部套管，截面为正方形，内边长为86～170mm，且大于内置钢管直径，壁厚为5～8mm，长度为1.8～5.0m。根据外部套管的长度，在外部套管下部设置若干个外撑叶片，优选地，外部套管每1.8m左右对应1个外撑叶片，如5.0m对应3个外撑叶片。底部设有内扣，内扣上设有4～8个螺栓孔，用于和桩尖凸缘固定连接。当使用内置钢管时，外部套管上部在内置钢管对应位置设置两排对穿孔洞；

所述的法兰的直径为外部套管直径与两片尾翼翼宽之和，厚度8～10mm；

所述的柔性锚杆，直径为10～15mm，长度较叶片撑开前的外部套管长50～100mm，柔性锚杆顶部设有圆形拉环，内径为30～50mm、外径为50～70mm，底部有扩大头，扩大头直径为30～50mm；一方面增大与桩尖的焊接面积，另一方面扩大头外表面上设有螺纹，用于与安装套筒的螺纹连接；

所述的安装套筒，内径与扩大头直径相同，壁厚为8～15mm，安装完成后的安装套筒顶面与法兰顶面平齐。

所述的外撑叶片包含四个分叶片，分别设置于外部套管的四侧，每个分叶片由两片钢板和3个转轴组成，如图4所示，其中，两片钢管的一端通过第一转轴相连，另一端分别通过第二转轴和第三转轴铰接连接在外部套管的一侧上，每根螺旋桩设置1-3个外撑叶片，且连接两片钢板的转轴有限位作用，限制钢板的撑开方向只能向外，且确保撑开后两片钢板夹角为15°～30°。钢板长为100～300mm、钢板厚为8～10mm，通过上下两排转轴铰接连接在外部套管上。每根螺旋桩设置1～3个外撑叶片。

本发明进一步提出了上述基于仿生学的静压式后撑螺旋桩的施工方法，当使用内置钢管时，按照如下步骤施工：

(1)预制构件：按照设计要求，在工厂预制桩尖、尾翼、外部套管、外撑叶片、法兰、内置钢管；工厂预制过程中完成外部套管、法兰和外撑叶片的连接，法兰通过焊接连接到外部套管顶部，外撑叶片通过转轴连接到外部套管底部；

(2)现场组装：当预制构件运输到施工场地后，内置钢管与桩尖焊接连接，尾翼通过焊接连接到外部套管上端，外部套管底部通过螺栓固定在桩尖凸缘上，外部套管上部通过螺栓穿过预设第二排孔洞的方式进行外部套管和内置钢管的连接；

(3)沉桩：桩机定位，起吊螺旋桩并确保外部套管和内置钢管是通过第二排孔洞进行螺栓连接；利用静压桩机，将螺旋桩静压贯入至设计深度，当尾翼底部与地面平齐时，暂停沉桩贯入；解除第二排孔洞处的螺栓，并固定内置钢管位置使之不再下沉；继续沉桩贯入，直至尾翼顶部与地面平齐、外部套管与内置钢管顶部平齐，并通过螺栓穿过预设第一排孔洞的方式进行外部套管和内置钢管的连接，避免外撑叶片后续受力变形；

(4)桩机移位：完成1根静压式后撑螺旋桩施工；移动机架，施工第2根静压式后撑螺旋桩，直至完成场地内所有桩基施工。

当使用柔性锚杆时，按照如下步骤施工：

(1)预制构件：按照设计要求，在工厂预制桩尖、尾翼、外部套管、外撑叶片、法兰、柔性锚杆和安装套筒，工厂预制过程中完成外部套管、法兰和外撑叶片的连接，法兰通过焊接连接到外部套管顶部，外撑叶片通过转轴连接到外部套管底部；

(2)现场组装：当预制构件运输到施工场地后，柔性锚杆和安装套筒与桩尖焊接连接，尾翼通过焊接连接到外部套管上端，外部套管底部通过螺栓固定在桩尖凸缘上，安装套筒顺时针旋转通过螺纹连接到柔性锚杆底部，连接完成后安装套筒和法兰顶部平齐；

(3)沉桩：桩机定位，起吊螺旋桩并确保外部套管、柔性锚杆和安装套筒的相对位置关系；利用静压桩机，将螺旋桩静压贯入至设计深度，当尾翼底部与地面平齐时，暂停沉桩贯入；逆时针旋转拆除安装套筒，并固定柔性锚杆；再通过法兰施加下压力使外部套管下沉至设计深度，在此过程中外撑叶片展开；

(4)注浆：外部套管的内部注入浆液，浆液凝固后外撑叶片不再发生变形，自此完成1根静压式后撑螺旋桩的施工；

(5)桩机移位：完成1根静压式后撑螺旋桩施工之后；移动机架，施工第2根静压式后撑螺旋桩，直至完成场地内所有桩基施工。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)基于竹蛏钻地仿生学原理，优化设计桩身，桩径小于常规等截面桩，静压沉桩贯入时侧阻力较小，外部套管的二次下沉使得外撑叶片展开，提高了其竖向抗拔与抗压承载力，尾翼的设置提高了其水平向承载力；

(2)本发明还具有土体扰动小、施工噪音小和环境友好的优点；

(3)桩身静压贯入过程中，外撑叶片处于闭合状态，待静压贯入设计深度后，打开外撑叶片形成螺旋桩；静压贯入时桩径小、安装贯入阻力小，形成的外撑叶片提高桩基抗拔、抗压承载力，尾翼提高桩基抗水平向承载力；

(4)利用负泊松比材料受压收缩、受拉膨胀的特性，提高桩侧和叶片抗拔承载力，贯入过程中，内部结构可以为内置钢管形式，也可以为柔性锚杆和安装套筒形式；当使用柔性锚杆和安装套筒形式时，安装套筒可循环二次利用；

(5)沉桩前外部套管与内置钢管通过螺栓固定连接，协同静压下沉直至尾翼底部与地表接触，继而解除连接，固定内置钢管(柔性锚杆)使之不再下沉，向法兰盘施加下压力使外部套管下沉，在此过程中，外撑叶片展开，提高其竖向承载力。

附图说明

图1为本发明使用内置钢管时的施工流程剖面图；

图2为本发明使用柔性锚杆时的施工流程剖面图；

图3为本发明静压式后撑螺旋桩俯视图；

图4为本发明外撑叶片示意图；

图5为本发明叶片撑开后仰视图；

图中：1-法兰，2-尾翼，3-外部套管，4-内置钢管，5-第一转轴，6-桩尖，7-预设孔洞，8-螺栓，9-外撑叶片，10-桩尖凸缘，11-柔性锚杆，12-安装套筒，13-柔性锚杆端部扩大头，14-固定螺栓；15-第二转轴，16-第三转轴；17-钢板。

具体实施方式

本发明提出了一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩，由内置钢管4、桩尖6、尾翼2、外部套管3、外撑叶片9、法兰1、柔性锚杆11和安装套筒12组成。尾翼2通过焊接连接到外部套管3上端，法兰1通过焊接连接到外部套管3顶部，外撑叶片包含四个分叶片，分别设置于外部套管的四侧，每个分叶片由两片钢板18和3个转轴组成，其中，两片钢管的一端通过第一转轴5相连，另一端分别通过第二转轴15和第三转轴16铰接连接在外部套管3的一侧上。转轴直径较钢板厚度小3～4mm，第一转轴5靠钢板内壁布置且与钢板内壁相切，第二转轴和第三转轴靠钢板外壁布置且与钢板外壁相切。钢板17厚度较转轴直径多出的部分在转轴转动过程中起限制转动方向的作用，使外撑叶片在受压撑开时，钢板的撑开方向只能向外，且限制撑开后两片钢板的夹角为15～30°，每根螺旋桩设置1-3个外撑叶片。内置钢管4(柔性锚杆13)和桩尖6通过焊接连接。外部套管3底部设有内扣，内扣上设有4～8个螺栓孔，用于和桩尖凸缘10固定连接，使用内置钢管4时外部套管3顶部设有两排对穿孔洞，内置钢管4顶部设有一排对穿孔洞，用于和外部套管3通过长螺栓8连接。使用柔性锚杆11时，通过安装套筒12进行辅助安装工作，安装套筒12通过螺纹连接在柔性锚杆端部扩大头13上，安装套筒13可通过逆向旋转的方式进行拆卸循环利用，使用柔性锚杆时，须在安装完成后在桩身内部注入浆液14用于固定外撑叶片9。

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1使用内置钢管的静压式后撑螺旋桩及其施工方法。

当使用内置钢管4时，工厂预制内置钢管4、桩尖6、尾翼2、外部套管3、外撑叶片9和法兰1。内置钢管4直径为76mm、长1.8m，壁厚8mm。钢管上部设有两排对穿孔洞，第一排距顶部80mm、第二排设在尾翼2底部以上50mm处；尾翼2由4个梯形翼板组成，翼板之间夹角是90°，翼板宽为0.15m、翼板长是0.3m、翼板厚为5mm；桩尖6为倒圆锥形密闭桩尖，圆锥底面直径76mm，桩尖角度30°，底面外缘设有桩尖凸缘10，桩尖凸缘10上设有4个螺栓孔；外部套管3长2.1m，内边长96mm，壁厚8mm，下部设置1个外撑叶片9，底部设有内扣，内扣上设有4个螺栓孔；法兰1直径126mm；外撑叶片9的钢板长150mm、厚8mm，撑开后两片钢板夹角30°；外撑叶片9和外部套管3外表面增设蜂窝状金属负泊松比材料厚为0.02m。预制过程中完成外部套管3、尾翼2、法兰1和外撑叶片9的连接，其中尾翼2通过焊接连接到外部套管3上端，法兰1通过焊接连接到外部套管3顶部，外撑叶片9通过转轴连接到外部套管3底部；完成内置钢管4和桩尖6的焊接连接。

运至现场后，在施工场地完成静压式后撑螺旋桩的组装。外部套管3底部通过螺栓固定在桩尖凸缘10上形成固定螺栓15，如图5所示，上部通过长螺栓8穿过预设第二排孔洞7的方式进行外部套管3和内置钢管4的连接。

接着通过ZYC600B-B型静压桩机对安装完的螺旋桩进行沉桩操作使之缓慢下沉直至尾翼2底部与地面平齐，如图1(1)所示。

然后解除第二排孔洞7处的螺栓8，并将钢缆绳穿过内置钢管4上方孔洞7并固定在静压桩机上，使内置钢管不再下沉，如图1(2)所示。对通过静压桩机对法兰1施加下压力使外部套管3下沉直至外部套管3与内置钢管4顶部平齐，在此过程中外撑叶片9展开，如图1(3)所示

继而将螺栓8穿过预设第一排孔洞7，完成外部套管3和内置钢管4固定连接，使之协同受力，避免外撑叶片9变形，如图1(4)所示。自此完成一根静压式后撑螺旋桩施工。

最后移动机架，施工下一根静压式后撑螺旋桩，直至完成场地内所有桩基施工。实施例2：使用柔性锚杆的静压式后撑螺旋桩及其施工方法。

当使用柔性锚杆11时，按照设计要求预制柔性锚杆11、桩尖6、尾翼2、外部套管3、安装套筒12、外撑叶片9和法兰2。柔性锚杆直径10mm，长2.1m，柔性锚杆顶部设有圆形拉环，内径30mm，外径50mm，底部扩大头直径为50mm。尾翼2由3个梯形翼板组成，翼板之间夹角是120o，翼板宽为0.2m、翼板长是0.3m、翼板厚为8mm；桩尖6为倒圆锥形密闭桩尖，圆锥底面直径96mm，桩尖角度35°，底面外缘设有桩尖凸缘10，桩尖凸缘10上设有4个螺栓孔；外部套管3长2m，内边长100mm，壁厚8mm，下部设置1个外撑叶片9，底部设有内扣，内扣上设有4个螺栓孔；法兰1直径140mm；外撑叶片9的钢板长200mm、厚8mm，撑开后两片钢板夹角15°；安装套筒12长2m，内径50mm，壁厚15mm；外撑叶片9和外部套管3外表面增设蜂窝状金属负泊松比材料厚为0.02m。工厂预制过程中完成外部套管3、尾翼2、法兰1和外撑叶片9的连接，其中尾翼2通过焊接连接到外部套管3上端，法兰1通过焊接连接到外部套管3顶部，外撑叶片9通过转轴连接到外部套管3底部；完成柔性锚杆11和桩尖6的焊接连接。

运至现场后，在施工场地完成静压式后撑螺旋桩的组装。外部套管3底部通过螺栓固定在桩尖凸缘6上，安装套筒12顺时针旋转通过螺纹连接到柔性锚杆端部扩大头13上，连接完成后安装套筒3和法兰1顶部平齐。

接着通过ZYC600B-B型静压桩机对安装完的螺旋桩顶部施加下压力使之缓慢下沉直至尾翼2底部与地面平齐，如图2(1)所示。

然后逆时针旋转拆除安装套筒12，并通过柔性锚杆11顶部拉环将其固定在静压桩机上，使柔性锚杆11和桩尖6不再下沉，如图2(2)所示。对法兰1施加下压力使外部套管3下沉至设计深度，在此过程中外撑叶片展开，如图2(3)所示。

继而在外部套管3内部采用后退式注浆，注入浆液14，浆液14凝固后外撑叶片9不再发生变形，如图2(4)所示。自此完成单根静压式后撑螺旋桩施工。

最后移动机架，施工下一根静压式后撑螺旋桩，直至完成场地内所有桩基施工。

本发明提供了一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种基于仿生学的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，包括桩尖、外部套管、法兰、尾翼，其中，所述尾翼设置于外部套管上端，所述法兰设置于尾翼和外部套管的顶端，在外部套管的下部设置有至少一个外撑叶片，所述外撑叶片在外部套管顶部受压时，外撑叶片向外展开；所述外部套管内部设置内置钢管或柔性锚杆，所述桩尖与内置钢管或柔性锚杆固定连接。

2.根据权利要求1所述的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，所述外部套管截面为正方形，套管底部设有内扣，内扣上设有4~8个螺栓孔，所述桩尖底面外缘设置有桩尖凸缘，桩尖凸缘外轮廓为正方形，每条边上设有1~2个螺栓孔，用于和外部套筒的螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，所述桩尖为为开放式桩尖或倒圆锥形密闭桩尖，桩尖锥角角度为30°~35°，当选用内置钢管时桩尖为空心，壁厚与内置钢管相同，选用柔性锚杆时桩尖为实心。

4.根据权利要求1所述的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，所述尾翼由3~4个梯形、矩形或三角形翼板组成，翼板之间夹角为90°~120°，翼板长是1.5~2.0倍的翼板宽，所述尾翼通过焊接连接到外部套管的上端。

5.根据权利要求1所述的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，所述外撑叶片包含四个分叶片，分别设置于外部套管的四侧，每个分叶片由两片钢板和3个转轴组成，其中，两片钢管的一端通过第一转轴相连，另一端分别通过第二转轴和第三转轴铰接连接在外部套管的一侧上；转轴直径较钢板厚度小3~4mm，第一转轴靠钢板内壁设置且与钢板内壁相切，第二转轴和第三转轴靠钢板外壁布置且与钢板外壁相切，每根螺旋桩设置1-3个外撑叶片。

6.根据权利要求5所述的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，所述第一转轴被设置为当外部套管顶部受压时，两片钢板的撑开方向只能向外，且撑开后两片钢板的夹角为15~30°。

7.根据权利要求1所述的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，所述外撑叶片和外部套管的外表面增设负泊松比材料。

8.根据权利要求1所述的静压式后撑螺旋桩，其特征在于，当外部套管内为内置钢管时，所述内置钢管的上部设置有两排对穿孔洞，在外部套管顶部设置有对应的两排对穿孔洞，用于与外部套管通过长螺栓连接；当外部套筒内为柔性锚杆时，在柔性锚杆外侧设置有安装套筒，所述柔性锚杆顶部设有圆形拉环，底部有扩大头，在扩大头外表面设置有螺纹，用于与安装套筒螺纹连接。

9.一种权利要求1-8任一项所述的静压式后撑螺旋桩的施工方法，其特征在于，使用内置钢管进行施工，按照如下步骤施工：

（1）预制构件：按照设计要求，在工厂预制桩尖、尾翼、外部套管、外撑叶片、法兰、内置钢管；工厂预制过程中完成外部套管、法兰和外撑叶片的连接，法兰通过焊接连接到外部套管顶部，外撑叶片通过转轴连接到外部套管底部；

（2）现场组装：当预制构件运输到施工场地后，内置钢管与桩尖焊接连接，尾翼通过焊接连接到外部套管上端，外部套管底部通过螺栓固定在桩尖凸缘上，外部套管上部通过螺栓穿过预设第二排孔洞的方式进行外部套管和内置钢管的连接；

（3）沉桩：桩机定位，起吊螺旋桩并确保外部套管和内置钢管是通过第二排孔洞进行螺栓连接；利用静压桩机，将螺旋桩静压贯入至设计深度，当尾翼底部与地面平齐时，暂停沉桩贯入；解除第二排孔洞处的螺栓，并固定内置钢管位置使之不再下沉；继续沉桩贯入，直至尾翼顶部与地面平齐、外部套管与内置钢管顶部平齐，并通过螺栓穿过预设第一排孔洞的方式进行外部套管和内置钢管的连接，避免外撑叶片后续受力变形；

（4）桩机移位：完成1根静压式后撑螺旋桩施工；移动机架，施工第2根静压式后撑螺旋桩，直至完成场地内所有桩基施工。

10.一种权利要求1-8任一项所述的静压式后撑螺旋桩的施工方法，其特征在于，使用柔性锚杆进行施工，按照如下步骤施工：

（1）预制构件：按照设计要求，在工厂预制桩尖、尾翼、外部套管、外撑叶片、法兰、柔性锚杆和安装套筒，工厂预制过程中完成外部套管、法兰和外撑叶片的连接，法兰通过焊接连接到外部套管顶部，外撑叶片通过转轴连接到外部套管底部；

（2）现场组装：当预制构件运输到施工场地后，柔性锚杆和安装套筒与桩尖焊接连接，尾翼通过焊接连接到外部套管上端，外部套管底部通过螺栓固定在桩尖凸缘上，安装套筒顺时针旋转通过螺纹连接到柔性锚杆底部，连接完成后安装套筒和法兰顶部平齐；

（3）沉桩：桩机定位，起吊螺旋桩并确保外部套管、柔性锚杆和安装套筒的相对位置关系；利用静压桩机，将螺旋桩静压贯入至设计深度，当尾翼底部与地面平齐时，暂停沉桩贯入；逆时针旋转拆除安装套筒，并固定柔性锚杆；再通过法兰施加下压力使外部套管下沉至设计深度，在此过程中外撑叶片展开；

（4）注浆：外部套管的内部注入浆液，浆液凝固后外撑叶片不再发生变形，自此完成1根静压式后撑螺旋桩的施工；

（5）桩机移位：完成1根静压式后撑螺旋桩施工之后；移动机架，施工第2根静压式后撑螺旋桩，直至完成场地内所有桩基施工。

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