CN113957883B - 一种混凝土预制基桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑工程材料技术领域，具体的说是一种混凝土预制基桩及其施工方法，包括主体、顶盖和端头；本发明中通过将基桩的主体设置成空心结构，进而在施工的过程中，若基桩的主体发生断裂时，由于主体为空心的结构，进而能够为基桩的修补提供施工的空间，进而使得断裂基桩能够实现原地修补，进而避免了断裂基桩的浪费，进而减少了工程的成本；但是由于基桩主体设置为中空结构后，基桩的整体的强度降低，进而会造成基桩断裂的风险增加，因此在本分方案中，通过在中空的主体内部注入高压的泥浆，进而保证桩体内部具有较大的压力，进而提高了桩体自身的强度，进而降低了桩体施工过程中断裂的风险。

Description

一种混凝土预制基桩及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程材料技术领域，具体的说是一种混凝土预制基桩及其施工方法。

背景技术

现有的基桩分为预制桩和现浇桩，预制桩在预制场制作完成后，到现场通过设备打设进地底，因为在施工的过程中对于地底的情况不能很好的控制或者是设备施加的压力不与基桩轴线垂直的等因素，会造成基桩的断裂，进而影响基桩的承载性能。

通常在遇到断裂的基桩时，由于预制基桩多为实心结构，且断裂的位置多位于地底，进而造成没有足够的施工空间，进而造成预制桩的修补变得困难，因此通常会选择将断裂的基桩破碎后在原位置进行补桩，或者是在原基桩的附近重新进行打桩，但是这样会造成原基桩的浪费，进而造成工程成本的增加。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种混凝土预制基桩及其施工方法。本发明主要用于解决现有的基桩在下沉的过程中出现断裂时不容易修复，进而造成工程成本增加的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种混凝土预制基桩，包括主体、顶盖和端头；所述主体中空设置；所述主体的上端设置有所述顶盖；所述顶盖与所述主体固定连接；所述主体的下端设置有所述端头；所述主体与所述端头连接；所述顶盖上均匀间隔设置有连接管；所述连接管用于将所述主体内部腔体与外部的注浆设备连通；所述基桩安装到位后所述主体中部的腔体内浇筑混凝土。

工作时，现有的基桩分为预制桩和现浇桩，预制桩在预制场制作完成后，到现场通过设备打设进地底，因为在施工的过程中对于地底的情况不能很好的控制或者是设备施加的压力不与基桩轴线垂直的等因素，会造成基桩的断裂，进而影响基桩的承载性能；通常在遇到断裂的基桩时，由于预制基桩多为实心结构，且断裂的位置多位于地底，进而造成没有足够的施工空间，进而造成预制桩的修补变得困难，因此通常会选择将断裂的基桩破碎后在原位置进行补桩，或者是在原基桩的附近重新进行打桩，但是这样会造成原基桩的浪费，进而造成工程成本的增加；因此在本方案中，通过将基桩的主体设置成空心结构，进而在施工的过程中，若基桩的主体发生断裂时，由于主体为空心的结构，进而能够为基桩的修补提供施工的空间，进而使得断裂基桩能够实现原地修补，进而避免了断裂基桩的浪费，进而减少了工程的成本；但是由于基桩主体设置为中空结构后，基桩的整体的强度降低，进而会造成基桩断裂的风险增加，因此在本分方案中，通过在中空的主体内部注入高压的泥浆，进而保证桩体内部具有较大的压力，进而提高了桩体自身的强度，进而降低了桩体施工过程中断裂的风险；其次通过在主体内部注入高压的泥浆，也能增加桩体的重量，进而使得桩体能够更好的下沉入地底，进而提高了基桩下沉的施工效率；同时在桩体下沉到设计位置后，通过在主体的腔体内部二次浇筑混凝土，进而保证基桩在后期使用过程中的强度，进而保证基桩的使用性能；同时在由于基桩采用的是预制的形式，进而在预制完成后需要将基桩运输到现场，由于本方案中提出的基桩主体为中空的结构，进而使得基桩的整体的重量降低，进而使得基桩的运输更方便。

优选的，所述端头为圆锥形结构；所述端头上沿圆周方向均匀间隔设置有通孔。

工作时，由于基桩在下沉的过程中需要破除土层的阻力，若桩头的面积较大时，在下沉的过程中，桩头对土层的局部压强较小，进而使得切屑土层的能力较弱，进而会造沉桩的困难；因此在本方案中，通过将主体下部的端头设置成锥形结构，进而使得在沉桩的过程中，端头与土层之间的接触面积减小，进而使得土层受到的局部的压强更大，进而使得基桩切屑土层的能力增加，进而使得基桩下沉过程中受到的阻力更小，进而使得基桩在下沉过程中主体内部的应力减小，进而使得桩体断裂的风险减小；同时由于基桩切屑土层的能力增加，进而使得沉桩更容易，进而使得沉桩的效率增加；其次通过在端头处设置通孔，进而使得主体内部的泥浆能够通过通孔流出到基桩的外部，进而能够对基桩外部的土层进行软化，同时能够对基桩与土层之间进行润滑，进而使得桩体表面与土层之间的摩擦阻力减小，进而使得基桩在下沉的过程中基桩的内力较小，进而降低了基桩在下沉的过程中因内力过大而造成的断裂，同时由于泥浆位于基桩与土层之间，进而能够将基桩与土层之间形成保护的泥层，进而减少了土层中的碎石将基桩的表面划伤，进而避免基桩在后期使用过程中在受损处形成应力的集中，进而增加了基桩后期的使用寿命。

优选的，所述端头与所述主体之间为卡接。

工作时，由于端头锥形结构，进而在基桩下沉到设计位置后，后期在基桩上施加荷载时，由于桩头的存在，进而使得基桩端部与持力层之间的接触面积较小，进而使得基桩会有继续下沉的风险甚至穿过持力层的风险，进而影响上部的建筑物的结构安全；因此在本方案中，通过将端头与主体之间设置有为卡接的形式，进而在桩体达到设计位置后，通过设备将桩头继续向下成，过程中保持主体的稳定，直至端头下沉到一定深度(3-8m)后，通过扩孔设备，将基桩底部的土层进行切屑后，使得基桩底部的空洞增加，随后通过对基桩底部的空洞进行浇筑混凝土，对基桩的底部进行封底，进而在基桩的底部形成面积较大的混凝土结构层，进而使得基桩底部支撑在混凝土结构层上，进而防止基桩在后期施加荷载的过程中出现沉降的现象，进而保证基桩的的稳定性；由于将端头与主体之间设置成卡接的形式，进而在对端头施加压力时，能够使得端头能够与主体分离，进而使得扩孔设备能够之间对土层进行切屑即可是实现扩孔的目的，进而降低了对基桩底部扩孔的难度，进而使得施工的工艺难度降低，进而使得基桩的施工的适用性增加。

优选的，所述主体内部均匀间隔设置有凸块；所述凸块与所述主体固定连接；所述凸块两侧对称设置有卡槽；所述凸块在同一高度的圆周方向至少设置有三个。

工作时，由于在基桩的中部为中空结构，同时在施工过程中需要对基桩的中部进行二次的浇筑，因此在本方案中，通过在主体的内部均匀间隔设置有凸块，进而在进行二次浇筑的过程中，能够使得凸块插入到二次浇筑的混凝土内部，进而提高了二次浇筑与现浇部分的连接强度，进而增加了基桩的整体性，进而提高了基桩的结构稳定性；其次通过在卡槽的两侧设置有卡槽，进而在基桩断裂时，若不设置有凸块和卡槽时，则基桩的内表面则较为光滑的情况下，难以使用工具对基桩进行临时的固接，因此通过设置的凸块和卡槽能够便于在卡槽的位置设置用于临时固接用的卡架，进而便于对断桩进行处理，进而提高了基桩的实用性。

优选的，基桩还包括固接配件；所述固接配件包括一号连接架、二号连接架和螺杆；所述一号连接架与所述螺杆转动连接；所述二号连接架与所述螺杆螺纹连接；所述一号连接架与所述二号连接架均与所述卡槽配合；所述固接配件用于临时固接断裂的所述主体。

工作时，在发生基桩的断裂时，通过将一号连接架卡接在裂缝下部的凸块下侧的卡槽内部，同时将二号连接架卡接在裂缝上部的凸块上侧的卡槽内部，同时通过工具转动螺杆，进而使得一号连接杆与二号连接杆互动靠近，进而将裂缝两侧的主体互相靠近，进而使得断裂的两部分实现紧密的连接，同时由于在同一高度圆周方向至少设置有三个凸块，进而防止了断裂的部分之间在水平方向的移动，进而避免了断裂后的主体出现偏斜，进而便于后续施工的进行，同时采用螺杆的形式进行临时固接，进而在桩体达到设计位置后，便于将固接配件拆除，进而避免固接配件占用后续施工所需要的施工空间，进而提高了施工的便利性。

优选的，所述通孔内侧一端低高度于外侧一端高度。

工作时，由于在施工的过程中基桩处于向下移动的过程，若通孔的开口朝下，则会使得土层中的泥土进入到通孔内部，进而造成通孔的堵塞，进而导致内部的泥浆无法均匀的流出，进而使得基桩圆周范围内受到的摩擦阻力不同，进而使得基桩的受力不均匀，进而增加基桩断裂的风险；因此在本方案中通过将通孔的开孔设置侧朝上，进而在基桩下沉的过程中土层中的泥土不容易进入到通孔内部，进而避免了通孔的堵塞，进而保证基桩圆周范围内泥浆能够均匀的渗出，进而使得基桩与土层之间的摩擦阻力在圆周方向相同，进而避免了基桩受力不均匀的情况，进而减小了断桩的风险。

优选的，所述主体内部的腔体上端的直径大于下端的直径。

工作时，通过将主体上部的腔体上端的直径设置的大于下端的直径，进而使得主体内部的腔体成漏斗状，进而在进行二次浇筑时能够有较大的操作空间，进而使得操作更方便；同时由于主体内部的腔体上大下小的形式，进而使得下部的主体的壁厚更厚，而在沉桩的过程中往往都是中下部容易断裂，且中下部断裂的位置往往较深，因此处理较困难，因此通过将中下部的主体的壁厚设置的较厚，进而使得中下部的结构强度更高，进而减少了中下部断裂的概率；同时由于中部的腔体呈漏斗状，进而在基桩上部受到荷载时，后浇带上的荷载能够传递到主体上，进而使得基桩的受力更均匀，进而提高基桩的结构稳定性。

优选的，所述基桩安装到位后浇筑的混凝土为微膨胀混凝土。

工作时，由于主体中部需要进行二次的混凝土浇筑，而在浇筑后的混凝土会具有一定的收缩徐变，进而在后浇带与主体内壁之间会形成裂缝，因此通过在使用微膨胀混凝土对主体的中部进行浇筑，其中微膨胀混凝土是指在普通的混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用而发生一定的膨胀，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的，进而避免后浇带与主体之间形成裂缝。

本发明还公开了一种预制基桩的施工方法，包括以下步骤：

S1：清理场地，测量定位基桩的安装位置；

S2：放置支架支撑基桩，使用压力设备对基桩施加压力，将端头压入土中后停止施加压力；

S3：通过注浆设备向所述主体内部的腔体内冲入泥浆；

S4：通过压力设备对所述基桩施加压力，直至将基桩安装到位后停止；

S5：撤去压力，去除所述顶盖，抽出所述主体内部泥浆并对主体内壁清理；

S6：通过设备将端头继续下压，达到设计距离后停止；

S7：对基桩施加拉力，保证基桩稳定，通过扩孔设备对基桩与底部进行扩孔；

S8：对基桩底部孔浇筑混凝土进行封底，带封底混凝土达到设计强度后，撤去拉力；

S9：在主体内部布设钢筋笼，并将钢筋笼与主体固定；

S10：向所述主体内部浇筑混凝土，养生成型。

工作时，在正式对基桩加压之前需对基桩进行临时的固定，同时要设置导向，保证在施加压力的过程中基桩的垂直度，进而保证基桩受力与桩体的轴线重合，进而减少基桩断裂的风险；同时在进行注浆之前应当现将端头与通孔插入到土层中，进而防止泥浆向周围地面流出，进而保证施工环境的整洁；顶盖可以与主体之间通过胶接或者是螺栓连接等形式进行连接，进而便于顶盖的取出和安装；在清理完主体内部的泥浆后需要对主体内部进行冲刷，进而保证主体内壁的整洁，进而防止后浇带与主体之间形成泥浆薄层，进而导致两者不能连接成整体；同时在进行后浇带的浇筑之前要进行钢筋笼的设置，后浇带的钢筋笼上的承力钢筋需要与主体进行固定连接(可以是在主体侧壁上凿孔插接，在凸块为金属材质时，可以使直接与凸块焊接到一起)，进而保证后浇带与主体之间的连接强度，进而增加了基桩的整体性，进而提高了基桩的结构稳定性。

优选的，在施工过程中断桩的处理方法包括以下步骤：

S1：断桩时取下所述顶盖，清出所述主体内部泥浆；

S2：通过检测设备确认断裂位置；

S3：通过注浆设备向裂缝中注入胶结剂，对裂缝进行封堵；

S4：放入所述固接配件，进而所述一号连接架与所述二号连接架分别与断裂处上下两侧的凸起卡接；

S5：转动螺杆，使得所述一号连接架与所述二号连接架固定住断裂的主体；

S6：装入所述顶盖，向所述主体内部注入泥浆；

S7：重新对所述基桩施加压力，直至将基桩安装到位后停止施压；

S8：重复上述S1步骤后，取出固接配件；

S9：对基桩施加拉力，保证基桩稳定，通过扩孔设备对基桩与底部进行扩孔；

S10：对基桩底部孔浇筑混凝土进行封底，带封底混凝土达到设计强度后，撤去拉力；

S11：在主体内部布设钢筋笼，并将钢筋笼与主体固定；

S12：向所述主体内部浇筑混凝土，养生成型。

工作时，在基桩下沉的过程中断裂时，可以通过红外检测或者是反射波检测设备检测出断裂的具体位置，随后将主体内部泥浆抽走，此时可以不进行清理主体侧壁，随后通过向裂缝处注入胶结剂(可以为结构胶或者是防渗功能的水泥砂浆或者是水泥水玻璃混合液等)，将裂缝密封防止后续下沉过程中泥浆的泄漏；通过将一号连接架卡接在裂缝下部的凸块下侧的卡槽内部，同时将二号连接架卡接在裂缝上部的凸块上侧的卡槽内部，同时通过工具转动螺杆，进而使得一号连接杆与二号连接杆互动靠近，进而将裂缝两侧的主体互相靠近，进而使得断裂的两部分实现紧密的连接，同时由于在同一高度圆周方向至少设置有三个凸块，进而防止了断裂的部分之间在水平方向的移动，进而避免了断裂后的主体出现偏斜，进而便于后续施工的进行，同时采用螺杆的形式进行临时固接，进而在桩体达到设计位置后，便于将固接配件拆除；同时在有必要时，可以将固接配件留在基桩内部，进而起到加强的效果。

本发明的有益效果如下：

1.本发明中通过将基桩的主体设置成空心结构，进而在施工的过程中，若基桩的主体发生断裂时，由于主体为空心的结构，进而能够为基桩的修补提供施工的空间，进而使得断裂基桩能够实现原地修补，进而避免了断裂基桩的浪费，进而减少了工程的成本；但是由于基桩主体设置为中空结构后，基桩的整体的强度降低，进而会造成基桩断裂的风险增加，因此在本分方案中，通过在中空的主体内部注入高压的泥浆，进而保证桩体内部具有较大的压力，进而提高了桩体自身的强度，进而降低了桩体施工过程中断裂的风险；其次通过在主体内部注入高压的泥浆，也能增加桩体的重量，进而使得桩体能够更好的下沉入地底，进而提高了基桩下沉的施工效率；同时在桩体下沉到设计位置后，通过在主体的腔体内部二次浇筑混凝土，进而保证基桩在后期使用过程中的强度，进而保证基桩的使用性能；同时在由于基桩采用的是预制的形式，进而在预制完成后需要将基桩运输到现场，由于本方案中提出的基桩主体为中空的结构，进而使得基桩的整体的重量降低，进而使得基桩的运输更方便。

2.本发明中由于基桩在下沉的过程中需要破除土层的阻力，若桩头的面积较大时，在下沉的过程中，桩头对土层的局部压强较小，进而使得切屑土层的能力较弱，进而会造沉桩的困难；因此在本方案中，通过将主体下部的端头设置成锥形结构，进而使得在沉桩的过程中，端头与土层之间的接触面积减小，进而使得土层受到的局部的压强更大，进而使得基桩切屑土层的能力增加，进而使得基桩下沉过程中受到的阻力更小，进而使得基桩在下沉过程中主体内部的应力减小，进而使得桩体断裂的风险减小；同时由于基桩切屑土层的能力增加，进而使得沉桩更容易，进而使得沉桩的效率增加；其次通过在端头处设置通孔，进而使得主体内部的泥浆能够通过通孔流出到基桩的外部，进而能够对基桩外部的土层进行软化，同时能够对基桩与土层之间进行润滑，进而使得桩体表面与土层之间的摩擦阻力减小，进而使得基桩在下沉的过程中基桩的内力较小，进而降低了基桩在下沉的过程中因内力过大而造成的断裂，同时由于泥浆位于基桩与土层之间，进而能够将基桩与土层之间形成保护的泥层，进而减少了土层中的碎石将基桩的表面划伤，进而避免基桩在后期使用过程中在受损处形成应力的集中，进而增加了基桩后期的使用寿命。

3.本发明中由于端头锥形结构，进而在基桩下沉到设计位置后，后期在基桩上施加荷载时，由于桩头的存在，进而使得基桩端部与持力层之间的接触面积较小，进而使得基桩会有继续下沉的风险甚至穿过持力层的风险，进而影响上部的建筑物的结构安全；因此在本方案中，通过将端头与主体之间设置有为卡接的形式，进而在桩体达到设计位置后，通过设备将桩头继续向下成，过程中保持主体的稳定，直至端头下沉到一定深度(3-8m)后，通过扩孔设备，将基桩底部的土层进行切屑后，使得基桩底部的空洞增加，随后通过对基桩底部的空洞进行浇筑混凝土，对基桩的底部进行封底，进而在基桩的底部形成面积较大的混凝土结构层，进而使得基桩底部支撑在混凝土结构层上，进而防止基桩在后期施加荷载的过程中出现沉降的现象，进而保证基桩的的稳定性；由于将端头与主体之间设置成卡接的形式，进而在对端头施加压力时，能够使得端头能够与主体分离，进而使得扩孔设备能够之间对土层进行切屑即可是实现扩孔的目的，进而降低了对基桩底部扩孔的难度，进而使得施工的工艺难度降低，进而使得基桩的施工的适用性增加。

4.本发明中由于在基桩的中部为中空结构，同时在施工过程中需要对基桩的中部进行二次的浇筑，因此在本方案中，通过在主体的内部均匀间隔设置有凸块，进而在进行二次浇筑的过程中，能够使得凸块插入到二次浇筑的混凝土内部，进而提高了二次浇筑与现浇部分的连接强度，进而增加了基桩的整体性，进而提高了基桩的结构稳定性；其次通过在卡槽的两侧设置有卡槽，进而在基桩断裂时，若不设置有凸块和卡槽时，则基桩的内表面则较为光滑的情况下，难以使用工具对基桩进行临时的固接，因此通过设置的凸块和卡槽能够便于在卡槽的位置设置用于临时固接用的卡架，进而便于对断桩进行处理，进而提高了基桩的实用性。

5.本发明中在发生基桩的断裂时，通过将一号连接架卡接在裂缝下部的凸块下侧的卡槽内部，同时将二号连接架卡接在裂缝上部的凸块上侧的卡槽内部，同时通过工具转动螺杆，进而使得一号连接杆与二号连接杆互动靠近，进而将裂缝两侧的主体互相靠近，进而使得断裂的两部分实现紧密的连接，同时由于在同一高度圆周方向至少设置有三个凸块，进而防止了断裂的部分之间在水平方向的移动，进而避免了断裂后的主体出现偏斜，进而便于后续施工的进行，同时采用螺杆的形式进行临时固接，进而在桩体达到设计位置后，便于将固接配件拆除，进而避免固接配件占用后续施工所需要的施工空间，进而提高了施工的便利性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明中基桩的结构示意图；

图2是本发明中基桩的第一内部结构示意图；

图3是本发明中基桩的第二内部结构示意图；

图4是本发明中主体的内部结构示意图；

图5是本发明中端头的结构示意图；

图6是本发明中顶盖的结构示意图；

图7是本发明中固接配件的结构示意图；

图8是本发明中固接配件使用时的结构示意图；

图9是本发明中基桩施工完成后的示意图；

图中：主体1、顶盖2、端头3、通孔4、凸块5、卡槽6、一号连接架7、二号连接架8、螺杆9。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图9所示，一种混凝土预制基桩，包括主体1、顶盖2和端头3；所述主体1中空设置；所述主体1的上端设置有所述顶盖2；所述顶盖2与所述主体1固定连接；所述主体1的下端设置有所述端头3；所述主体1与所述端头3连接；所述顶盖2上均匀间隔设置有连接管；所述连接管用于将所述主体1内部腔体与外部的注浆设备连通；所述基桩安装到位后所述主体1中部的腔体内浇筑混凝土。

工作时，现有的基桩分为预制桩和现浇桩，预制桩在预制场制作完成后，到现场通过设备打设进地底，因为在施工的过程中对于地底的情况不能很好的控制或者是设备施加的压力不与基桩轴线垂直的等因素，会造成基桩的断裂，进而影响基桩的承载性能；通常在遇到断裂的基桩时，由于预制基桩多为实心结构，且断裂的位置多位于地底，进而造成没有足够的施工空间，进而造成预制桩的修补变得困难，因此通常会选择将断裂的基桩破碎后在原位置进行补桩，或者是在原基桩的附近重新进行打桩，但是这样会造成原基桩的浪费，进而造成工程成本的增加；因此在本方案中，通过将基桩的主体1设置成空心结构，进而在施工的过程中，若基桩的主体1发生断裂时，由于主体1为空心的结构，进而能够为基桩的修补提供施工的空间，进而使得断裂基桩能够实现原地修补，进而避免了断裂基桩的浪费，进而减少了工程的成本；但是由于基桩主体1设置为中空结构后，基桩的整体的强度降低，进而会造成基桩断裂的风险增加，因此在本分方案中，通过在中空的主体1内部注入高压的泥浆，进而保证桩体内部具有较大的压力，进而提高了桩体自身的强度，进而降低了桩体施工过程中断裂的风险；其次通过在主体1内部注入高压的泥浆，也能增加桩体的重量，进而使得桩体能够更好的下沉入地底，进而提高了基桩下沉的施工效率；同时在桩体下沉到设计位置后，通过在主体1的腔体内部二次浇筑混凝土，进而保证基桩在后期使用过程中的强度，进而保证基桩的使用性能；同时在由于基桩采用的是预制的形式，进而在预制完成后需要将基桩运输到现场，由于本方案中提出的基桩主体1为中空的结构，进而使得基桩的整体的重量降低，进而使得基桩的运输更方便。

如图1、图2、图5和图8所示，所述端头3为圆锥形结构；所述端头3上沿圆周方向均匀间隔设置有通孔4。

工作时，由于基桩在下沉的过程中需要破除土层的阻力，若桩头的面积较大时，在下沉的过程中，桩头对土层的局部压强较小，进而使得切屑土层的能力较弱，进而会造沉桩的困难；因此在本方案中，通过将主体1下部的端头3设置成锥形结构，进而使得在沉桩的过程中，端头3与土层之间的接触面积减小，进而使得土层受到的局部的压强更大，进而使得基桩切屑土层的能力增加，进而使得基桩下沉过程中受到的阻力更小，进而使得基桩在下沉过程中主体1内部的应力减小，进而使得桩体断裂的风险减小；同时由于基桩切屑土层的能力增加，进而使得沉桩更容易，进而使得沉桩的效率增加；其次通过在端头3处设置通孔4，进而使得主体1内部的泥浆能够通过通孔4流出到基桩的外部，进而能够对基桩外部的土层进行软化，同时能够对基桩与土层之间进行润滑，进而使得桩体表面与土层之间的摩擦阻力减小，进而使得基桩在下沉的过程中基桩的内力较小，进而降低了基桩在下沉的过程中因内力过大而造成的断裂，同时由于泥浆位于基桩与土层之间，进而能够将基桩与土层之间形成保护的泥层，进而减少了土层中的碎石将基桩的表面划伤，进而避免基桩在后期使用过程中在受损处形成应力的集中，进而增加了基桩后期的使用寿命。

如图1、图2、图5和图8所示，所述端头3与所述主体1之间为卡接。

工作时，由于端头3锥形结构，进而在基桩下沉到设计位置后，后期在基桩上施加荷载时，由于桩头的存在，进而使得基桩端部与持力层之间的接触面积较小，进而使得基桩会有继续下沉的风险甚至穿过持力层的风险，进而影响上部的建筑物的结构安全；因此在本方案中，通过将端头3与主体1之间设置有为卡接的形式，进而在桩体达到设计位置后，通过设备将桩头继续向下成，过程中保持主体1的稳定，直至端头3下沉到一定深度(3-8m)后，通过扩孔设备，将基桩底部的土层进行切屑后，使得基桩底部的空洞增加，随后通过对基桩底部的空洞进行浇筑混凝土，对基桩的底部进行封底，进而在基桩的底部形成面积较大的混凝土结构层，进而使得基桩底部支撑在混凝土结构层上，进而防止基桩在后期施加荷载的过程中出现沉降的现象，进而保证基桩的的稳定性；由于将端头3与主体1之间设置成卡接的形式，进而在对端头3施加压力时，能够使得端头3能够与主体1分离，进而使得扩孔设备能够之间对土层进行切屑即可是实现扩孔的目的，进而降低了对基桩底部扩孔的难度，进而使得施工的工艺难度降低，进而使得基桩的施工的适用性增加。

如图2、图3、图4、图8和图9所示，所述主体1内部均匀间隔设置有凸块5；所述凸块5与所述主体1固定连接；所述凸块5两侧对称设置有卡槽6；所述凸块5在同一高度的圆周方向至少设置有三个。

工作时，由于在基桩的中部为中空结构，同时在施工过程中需要对基桩的中部进行二次的浇筑，因此在本方案中，通过在主体1的内部均匀间隔设置有凸块5，进而在进行二次浇筑的过程中，能够使得凸块5插入到二次浇筑的混凝土内部，进而提高了二次浇筑与现浇部分的连接强度，进而增加了基桩的整体性，进而提高了基桩的结构稳定性；其次通过在卡槽6的两侧设置有卡槽6，进而在基桩断裂时，若不设置有凸块5和卡槽6时，则基桩的内表面则较为光滑的情况下，难以使用工具对基桩进行临时的固接，因此通过设置的凸块5和卡槽6能够便于在卡槽6的位置设置用于临时固接用的卡架，进而便于对断桩进行处理，进而提高了基桩的实用性。

如图7和图8所示，还包括固接配件；所述固接配件包括一号连接架7、二号连接架8和螺杆9；所述一号连接架7与所述螺杆9转动连接；所述二号连接架8与所述螺杆9螺纹连接；所述一号连接架7与所述二号连接架8均与所述卡槽6配合；所述固接配件用于临时固接断裂的所述主体1。

工作时，在发生基桩的断裂时，通过将一号连接架7卡接在裂缝下部的凸块5下侧的卡槽6内部，同时将二号连接架8卡接在裂缝上部的凸块5上侧的卡槽6内部，同时通过工具转动螺杆9，进而使得一号连接杆与二号连接杆互动靠近，进而将裂缝两侧的主体1互相靠近，进而使得断裂的两部分实现紧密的连接，同时由于在同一高度圆周方向至少设置有三个凸块5，进而防止了断裂的部分之间在水平方向的移动，进而避免了断裂后的主体1出现偏斜，进而便于后续施工的进行，同时采用螺杆9的形式进行临时固接，进而在桩体达到设计位置后，便于将固接配件拆除，进而避免固接配件占用后续施工所需要的施工空间，进而提高了施工的便利性。

如图2、图5和图8所示，所述通孔4内侧一端低高度于外侧一端高度。

工作时，由于在施工的过程中基桩处于向下移动的过程，若通孔4的开口朝下，则会使得土层中的泥土进入到通孔4内部，进而造成通孔4的堵塞，进而导致内部的泥浆无法均匀的流出，进而使得基桩圆周范围内受到的摩擦阻力不同，进而使得基桩的受力不均匀，进而增加基桩断裂的风险；因此在本方案中通过将通孔4的开孔设置侧朝上，进而在基桩下沉的过程中土层中的泥土不容易进入到通孔4内部，进而避免了通孔4的堵塞，进而保证基桩圆周范围内泥浆能够均匀的渗出，进而使得基桩与土层之间的摩擦阻力在圆周方向相同，进而避免了基桩受力不均匀的情况，进而减小了断桩的风险。

如图2和图4所示，所述主体1内部的腔体上端的直径大于下端的直径。

工作时，通过将主体1上部的腔体上端的直径设置的大于下端的直径，进而使得主体1内部的腔体成漏斗状，进而在进行二次浇筑时能够有较大的操作空间，进而使得操作更方便；同时由于主体1内部的腔体上大下小的形式，进而使得下部的主体1的壁厚更厚，而在沉桩的过程中往往都是中下部容易断裂，且中下部断裂的位置往往较深，因此处理较困难，因此通过将中下部的主体1的壁厚设置的较厚，进而使得中下部的结构强度更高，进而减少了中下部断裂的概率；同时由于中部的腔体呈漏斗状，进而在基桩上部受到荷载时，后浇带上的荷载能够传递到主体1上，进而使得基桩的受力更均匀，进而提高基桩的结构稳定性。

所述基桩安装到位后浇筑的混凝土为微膨胀混凝土。

工作时，由于主体1中部需要进行二次的混凝土浇筑，而在浇筑后的混凝土会具有一定的收缩徐变，进而在后浇带与主体1内壁之间会形成裂缝，因此通过在使用微膨胀混凝土对主体1的中部进行浇筑，其中微膨胀混凝土是指在普通的混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用而发生一定的膨胀，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的，进而避免后浇带与主体1之间形成裂缝。

本发明还公开了一种预制基桩的施工方法，包括以下步骤：

S1：清理场地，测量定位基桩的安装位置；

S2：放置支架支撑基桩，使用压力设备对基桩施加压力，将端头3压入土中后停止施加压力；

S3：通过注浆设备向所述主体1内部的腔体内冲入泥浆；

S4：通过压力设备对所述基桩施加压力，直至将基桩安装到位后停止；

S5：撤去压力，去除所述顶盖2，抽出所述主体1内部泥浆并对主体1内壁清理；

S6：通过设备将端头3继续下压，达到设计距离后停止；

S7：对基桩施加拉力，保证基桩稳定，通过扩孔设备对基桩与底部进行扩孔；

S8：对基桩底部孔浇筑混凝土进行封底，带封底混凝土达到设计强度后，撤去拉力；

S9：在主体1内部布设钢筋笼，并将钢筋笼与主体1固定；

S10：向所述主体1内部浇筑混凝土，养生成型。

工作时，在正式对基桩加压之前需对基桩进行临时的固定，同时要设置导向，保证在施加压力的过程中基桩的垂直度，进而保证基桩受力与桩体的轴线重合，进而减少基桩断裂的风险；同时在进行注浆之前应当现将端头3与通孔4插入到土层中，进而防止泥浆向周围地面流出，进而保证施工环境的整洁；顶盖2可以与主体1之间通过胶接或者是螺栓连接等形式进行连接，进而便于顶盖2的取出和安装；在清理完主体1内部的泥浆后需要对主体1内部进行冲刷，进而保证主体1内壁的整洁，进而防止后浇带与主体1之间形成泥浆薄层，进而导致两者不能连接成整体；同时在进行后浇带的浇筑之前要进行钢筋笼的设置，后浇带的钢筋笼上的承力钢筋需要与主体1进行固定连接(可以是在主体1侧壁上凿孔插接，在凸块5为金属材质时，可以使直接与凸块5焊接到一起)，进而保证后浇带与主体1之间的连接强度，进而增加了基桩的整体性，进而提高了基桩的结构稳定性。

施工过程中断桩的处理方法包括以下步骤：

S1：断桩时取下所述顶盖2，清出所述主体1内部泥浆；

S2：通过检测设备确认断裂位置；

S3：通过注浆设备向裂缝中注入胶结剂，对裂缝进行封堵；

S4：放入所述固接配件，进而所述一号连接架7与所述二号连接架8分别与断裂处上下两侧的凸起卡接；

S5：转动螺杆9，使得所述一号连接架7与所述二号连接架8固定住断裂的主体1；

S6：装入所述顶盖2，向所述主体1内部注入泥浆；

S7：重新对所述基桩施加压力，直至将基桩安装到位后停止施压；

S8：重复上述S1步骤后，取出固接配件；

S9：对基桩施加拉力，保证基桩稳定，通过扩孔设备对基桩与底部进行扩孔；

S10：对基桩底部孔浇筑混凝土进行封底，带封底混凝土达到设计强度后，撤去拉力；

S11：在主体1内部布设钢筋笼，并将钢筋笼与主体1固定；

S12：向所述主体1内部浇筑混凝土，养生成型。

工作时，在基桩下沉的过程中断裂时，可以通过红外检测或者是反射波检测设备检测出断裂的具体位置，随后将主体1内部泥浆抽走，此时可以不进行清理主体1侧壁，随后通过向裂缝处注入胶结剂(可以为结构胶或者是防渗功能的水泥砂浆或者是水泥水玻璃混合液等)，将裂缝密封防止后续下沉过程中泥浆的泄漏；通过将一号连接架7卡接在裂缝下部的凸块5下侧的卡槽6内部，同时将二号连接架8卡接在裂缝上部的凸块5上侧的卡槽6内部，同时通过工具转动螺杆9，进而使得一号连接杆与二号连接杆互动靠近，进而将裂缝两侧的主体1互相靠近，进而使得断裂的两部分实现紧密的连接，同时由于在同一高度圆周方向至少设置有三个凸块5，进而防止了断裂的部分之间在水平方向的移动，进而避免了断裂后的主体1出现偏斜，进而便于后续施工的进行，同时采用螺杆9的形式进行临时固接，进而在桩体达到设计位置后，便于将固接配件拆除；同时在有必要时，可以将固接配件留在基桩内部，进而起到加强的效果。

工作时，通过将基桩的主体1设置成空心结构，进而在施工的过程中，若基桩的主体1发生断裂时，由于主体1为空心的结构，进而能够为基桩的修补提供施工的空间，进而使得断裂基桩能够实现原地修补，进而避免了断裂基桩的浪费，进而减少了工程的成本；但是由于基桩主体1设置为中空结构后，基桩的整体的强度降低，进而会造成基桩断裂的风险增加，因此在本分方案中，通过在中空的主体1内部注入高压的泥浆，进而保证桩体内部具有较大的压力，进而提高了桩体自身的强度，进而降低了桩体施工过程中断裂的风险；其次通过在主体1内部注入高压的泥浆，也能增加桩体的重量，进而使得桩体能够更好的下沉入地底，进而提高了基桩下沉的施工效率；同时在桩体下沉到设计位置后，通过在主体1的腔体内部二次浇筑混凝土，进而保证基桩在后期使用过程中的强度，进而保证基桩的使用性能；同时在由于基桩采用的是预制的形式，进而在预制完成后需要将基桩运输到现场，由于本方案中提出的基桩主体1为中空的结构，进而使得基桩的整体的重量降低，进而使得基桩的运输更方便；由于基桩在下沉的过程中需要破除土层的阻力，若桩头的面积较大时，在下沉的过程中，桩头对土层的局部压强较小，进而使得切屑土层的能力较弱，进而会造沉桩的困难；因此在本方案中，通过将主体1下部的端头3设置成锥形结构，进而使得在沉桩的过程中，端头3与土层之间的接触面积减小，进而使得土层受到的局部的压强更大，进而使得基桩切屑土层的能力增加，进而使得基桩下沉过程中受到的阻力更小，进而使得基桩在下沉过程中主体1内部的应力减小，进而使得桩体断裂的风险减小；同时由于基桩切屑土层的能力增加，进而使得沉桩更容易，进而使得沉桩的效率增加；其次通过在端头3处设置通孔4，进而使得主体1内部的泥浆能够通过通孔4流出到基桩的外部，进而能够对基桩外部的土层进行软化，同时能够对基桩与土层之间进行润滑，进而使得桩体表面与土层之间的摩擦阻力减小，进而使得基桩在下沉的过程中基桩的内力较小，进而降低了基桩在下沉的过程中因内力过大而造成的断裂，同时由于泥浆位于基桩与土层之间，进而能够将基桩与土层之间形成保护的泥层，进而减少了土层中的碎石将基桩的表面划伤，进而避免基桩在后期使用过程中在受损处形成应力的集中，进而增加了基桩后期的使用寿命；由于端头3锥形结构，进而在基桩下沉到设计位置后，后期在基桩上施加荷载时，由于桩头的存在，进而使得基桩端部与持力层之间的接触面积较小，进而使得基桩会有继续下沉的风险甚至穿过持力层的风险，进而影响上部的建筑物的结构安全；因此在本方案中，通过将端头3与主体1之间设置有为卡接的形式，进而在桩体达到设计位置后，通过设备将桩头继续向下成，过程中保持主体1的稳定，直至端头3下沉到一定深度(3-8m)后，通过扩孔设备，将基桩底部的土层进行切屑后，使得基桩底部的空洞增加，随后通过对基桩底部的空洞进行浇筑混凝土，对基桩的底部进行封底，进而在基桩的底部形成面积较大的混凝土结构层，进而使得基桩底部支撑在混凝土结构层上，进而防止基桩在后期施加荷载的过程中出现沉降的现象，进而保证基桩的的稳定性；由于将端头3与主体1之间设置成卡接的形式，进而在对端头3施加压力时，能够使得端头3能够与主体1分离，进而使得扩孔设备能够之间对土层进行切屑即可是实现扩孔的目的，进而降低了对基桩底部扩孔的难度，进而使得施工的工艺难度降低，进而使得基桩的施工的适用性增加。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种混凝土预制基桩，其特征在于：包括主体(1)、顶盖(2)和端头(3)；所述主体(1)中空设置；所述主体(1)的上端设置有所述顶盖(2)；所述顶盖(2)与所述主体(1)固定连接；所述主体(1)的下端设置有所述端头(3)；所述主体(1)与所述端头(3)连接；所述顶盖(2)上均匀间隔设置有连接管；所述连接管用于将所述主体(1)内部腔体与外部的注浆设备连通；所述基桩安装到位后所述主体(1)中部的腔体内浇筑混凝土；

所述主体(1)内部均匀间隔设置有凸块(5)；所述凸块(5)与所述主体(1)固定连接；所述凸块(5)两侧对称设置有卡槽(6)；所述凸块(5)在同一高度的圆周方向至少设置有三个；

所述的一种混凝土预制基桩还包括固接配件；所述固接配件包括一号连接架(7)、二号连接架(8)和螺杆(9)；所述一号连接架(7)与所述螺杆(9)转动连接；所述二号连接架(8)与所述螺杆(9)螺纹连接；所述一号连接架(7)与所述二号连接架(8)均与所述卡槽(6)配合；所述固接配件用于临时固接断裂的所述主体(1)。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土预制基桩，其特征在于：所述端头(3)为圆锥形结构；所述端头(3)上沿圆周方向均匀间隔设置有通孔(4)。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土预制基桩，其特征在于：所述端头(3)与所述主体(1)之间为卡接。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土预制基桩，其特征在于：所述通孔(4)内侧一端低高度于外侧一端高度。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土预制基桩，其特征在于：所述主体(1)内部的腔体上端的直径大于下端的直径。

6.根据权利要求5所述的一种混凝土预制基桩，其特征在于：所述基桩安装到位后所述主体(1)内部浇筑的混凝土为微膨胀混凝土。

7.一种预制基桩的施工方法，适用于上述权利要求6中所述的基桩，其特征在于：包括以下步骤：

S1：清理场地，测量定位基桩的安装位置；

S2：放置支架支撑基桩，使用压力设备对基桩施加压力，将所述端头(3)压入土中后停止施加压力；

S3：通过注浆设备向所述主体(1)内部的腔体内冲入泥浆；

S4：通过压力设备对所述基桩施加压力，直至将基桩安装到位后停止；

S5：撤去压力，去除所述顶盖(2)，抽出所述主体(1)内部泥浆并对所述主体(1)内壁清理；

S6：通过设备将所述端头(3)继续下压，达到设计距离后停止；

S7：对基桩施加拉力，保证基桩稳定，通过扩孔设备对基桩与底部进行扩孔；

S8：对基桩底部孔浇筑混凝土进行封底，带封底混凝土达到设计强度后，撤去拉力；

S9：在所述主体(1)内部布设钢筋笼，并将钢筋笼与所述主体(1)固定；

S10：向所述主体(1)内部浇筑混凝土，养生成型。

8.根据权利要求7所述的一种预制基桩的施工方法，其特征在于：施工过程中断桩的处理方法包括以下步骤：

S1：断桩时取下所述顶盖(2)，清理所述主体(1)内部泥浆；

S2：通过检测设备确认断裂位置；

S3：通过注浆设备向裂缝中注入胶结剂，对裂缝进行封堵；

S4：放入所述固接配件，进而所述一号连接架(7)与所述二号连接架(8)分别与断裂处上下两侧的凸起卡接；

S5：转动所述螺杆(9)，使得所述一号连接架(7)与所述二号连接架(8)固定住断裂的主体(1)；

S6：装入所述顶盖(2)，向所述主体(1)内部注入泥浆；

S7：重新对所述基桩施加压力，直至将基桩安装到位后停止施压；

S8：对基桩施加拉力，保证基桩稳定，通过扩孔设备对基桩与底部进行扩孔；

S9：对基桩底部孔浇筑混凝土进行封底，带封底混凝土达到设计强度后，撤去拉力；

S10：在所述主体(1)内部布设钢筋笼，并将钢筋笼与所述主体(1)固定；

S11：向所述主体(1)内部浇筑混凝土，养生成型。

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