CN115726348B - 一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双护筒扩管锚杆‑灌注桩的施工方法，在液压缸的作用下内、外护筒双向扩桩，在外护筒钉状部件的作用下，外护筒挤土扩桩，两次扩桩使得周侧土体更加密实，浇筑出的灌注桩强度更高；通过使用往复振动夯对桩周土体振夯，使用强夯机对桩底土体、对浇筑的膨胀混凝土进行强夯，对土体的打夯使得土体更加密实，珊瑚沙等土体在振夯下变得更加细腻，对膨胀混凝土的强夯同样使膨胀混凝土更加密实且在强夯作用下膨胀混凝土能很好渗透进桩周土体，与桩周土体结合更加紧密，而且在桩侧设置半球碗形小桩头，其内安装碗形钢筋笼，在强夯混凝土的作用下，侧边碗形孔能完全充满膨胀混凝土，且在碗形钢筋笼的作用下，使侧边桩头强度更高。

Description

一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法

技术领域

本发明属于桩基施工技术领域，特别是涉及一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，尤其适用于珊瑚礁砂或软弱地基中。

背景技术

珊瑚礁是造礁石珊瑚群体死亡后的遗骸经过漫长的地质作用形成的岩土体，主要成分为碳酸钙。我国现代珊瑚礁主要分布在南海诸岛以及北部沿岸，南海的岛礁基本上由珊瑚礁构成。

灌注桩具有承载力高、沉降量小且较均匀及防腐性能好的特点，可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程。灌注桩桩长、桩距可灵活调整，造价较钢桩、预制桩低。然而，大量的试验和工程实例证明：珊瑚礁砂具有易破碎、多空隙、高压缩等特性，结构破坏后不易恢复，加上海水介质的影响，导致桩侧摩阻力和桩端阻力降低甚至消失，承载力可能丧失。故如何在松散、易塌落的珊瑚礁砂中浇筑灌注桩成为研究人员长期关注的话题之一。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，主要解决的技术问题是珊瑚礁砂或软土地基中灌注桩施工时周围土体密实低造成浇筑的灌注桩强度不够高，浇筑的灌注桩成桩后沉降过大等问题，通过使用液压缸扩桩以及钉状构件沉管扩桩方法使桩侧土体被压实挤密，另又对桩侧土体进行振夯，能将大颗粒骨粒在振动作用下粉碎成更细腻的形态，优化桩周土体级配，提高桩侧摩阻力，承载力，能极大地提高成桩强度和稳定性，从根本上解决了珊瑚礁砂地基中浇筑灌注桩传统施工方式不能解决的问题。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，它包括以下步骤：

步骤1，沉管：锤击沉桩将外护筒部件、内护筒部件各部分及弧状柔性护板按设计组装间隔打入地基；

步骤2，扩管前准备：在外护筒部件和内护筒部件间按一定间隔钻孔，使用空气吸泥机清理孔道中的沙土并排去积水；

步骤3，扩管：在步骤2中的孔道中下放液压缸，启动高压油泵，通过液压缸将外护筒部件和内护筒部件向两侧挤压，形成扩管效果，提高内护筒部件内侧与外护筒部件外侧的土体密实度，进而双向扩管，待外护筒部件和内护筒部件无明显扩张时，停止扩管；

步骤4，桩坑清理：使用钻孔机将外护筒部件和内护筒部件间的沙土彻底排出，并用空气吸泥机对桩坑进一步清理；

步骤5，二次扩管：用打桩机将外护筒钉状部件同时锤入相邻外护筒部件之间的间隙，对外护筒部件产生挤压作用来扩大外护筒大小，进一步提高外侧边土体密实度，二次扩管完成后撤除弧状柔性护板，撤去液压缸并使用强夯机对桩底土体打夯；

步骤6，分次拔管：使用起吊机缓慢拔出外护筒部件和内护筒部件各部件一段距离；

步骤7，振夯：将往复振夯机下放至外护筒部件和内护筒部件之间的土体处，对桩侧土体进行反复振夯，使桩周大颗粒珊瑚沙在振动作用下粉碎成更细腻的形态，提升土体密实度；

步骤8，侧边钻孔及安装碗形钢筋笼：在桩侧土体上使用电钻接上弯刀形钻头打出碗形孔洞后在碗形孔洞内安装碗形钢筋笼；

步骤9，侧边土体钻孔及安放锚杆-水冷管：使用钻孔机在侧边土体斜向钻孔直至钻入桩坑，使用空气吸泥机清孔后在孔道内插入锚杆-水冷管，之后在锚杆-水冷管与土体的接缝处进行压力注浆；

步骤10，水冷管预冷：在锚杆-水冷管内通入流动冷水为浇筑膨胀混凝土进行预冷；

步骤11，浇筑混凝土：向桩坑内浇筑膨胀混凝土直至填满分次拔管后护筒正下方的桩坑及桩侧碗形孔洞；

步骤12，强夯混凝土：在浇筑膨胀混凝土后立即在混凝土上安放圆环状钢制垫板，使用强夯机透过圆环状钢制垫板对膨胀混凝土进行反复打夯，形成对膨胀混凝土的挤密效果，使浇筑出的混凝土更加密实、强度更高，在强夯作用下，膨胀混凝土向四周挤压相当于又进行了一次扩桩，且在强夯下膨胀混凝土能渗透进桩周土体更深处，可极大加深桩身与桩周土体的结合度，打夯完成后撤去圆环状钢制垫片；

步骤13，步骤往复：在先浇筑的混凝土尚未初凝时，继续重复步骤6到步骤12，直至混凝土浇筑到桩坑最上端；

步骤14，埋设钢筋笼：下放主体钢筋笼，此时各护筒仍未撤去，此时继续在护筒内浇筑少量膨胀混凝土没过主体钢筋笼一段安全距离，保证强夯时不会对主体钢筋笼造成伤害，安放圆环状钢制垫片，用强夯机透过圆环状钢制垫片对混凝土进行打夯，打夯完成后迅速清理多出桩坑部分的膨胀混凝土；

步骤15，注浆与封锚：待桩体膨胀混凝土完全凝结后向锚杆-水冷管内灌注混凝土，浇筑完对其进行封锚。

所述外护筒部件和内护筒部件都采用弧形护筒结构；所述外护筒部件的组合端面加工有用于和外护筒钉状部件相配合的斜面；

外护筒钉状部件锤入外护筒部件后便与其紧密相连，接合面紧致贴合，能保证在拔管时不散开；

内护筒部件由其自身内护筒部件侧边自锁装置在内护筒部件完全结合后保证各部件连接后不散开。

通过往复振夯机对桩侧土体进行振夯，使得周边大骨粒在振动作用下粉碎成更细腻的形态，进一步提升土体密实度。

所述液压缸与高压油泵相连，通过高压油泵驱动液压缸对外护筒部件和内护筒部件双向扩管。

所述锚杆-水冷管是将实心钢筋锚杆换成厚壁空心小钢筒，其外侧带肋、内部有双通路孔道、底部端头尺寸略大于整体尺寸且整体直径大于普通钢筋；

所述锚杆-水冷管装置在膨胀混凝土完全凝结前，作水冷管使用降低桩体膨胀混凝土水化热，在膨胀混凝土凝结后，其又发挥锚杆方面的功能，为整个桩体提供一个巨大拉力，降低桩体沉降，提升桩身承载力；

所述锚杆-水冷管装置在膨胀混凝土完全凝结前，通入流动冷水作水冷管使用降低桩体膨胀混凝土水化热，在膨胀混凝土凝结后，其又发挥锚杆方面的功能，为整个桩体提供一个巨大拉力，预防因珊瑚礁砂破碎带来的突然沉降，提高成桩稳定性、降低桩体沉降，提升桩身承载力；

所述锚杆-水冷管应在浇筑膨胀混凝土前打入土体深入桩身，为降低膨胀混凝土水化热做准备；

所述锚杆-水冷管打入土体后即在其与土体接缝处浇筑膨胀水泥砂浆，加深锚杆-水冷管与周侧土体的结合程度，增大与土体间的摩阻力，使得其可为主体灌注桩提供更大的拉力。

所述外护筒钉状部件的最下部一小段尺寸应窄于上部尺寸以便能顺利打入外护筒部件间隙，外护筒钉状部件内外侧向两翼延伸有薄板。

所述往复振夯机由往复装置、夯板以及动力装置组装形成；

所述往复装置内部结构由齿轮、传动链条、滑动杆件、连动杆件、制动撞锤和链条拨块组装而成，能够在动力装置的驱动下作快速往复运动；

所述夯板为贴合桩坑的弧形夯板，通过连动杆件与往复装置相连接，能在横向振夯时紧密接触桩坑侧边土体，并对桩坑侧边土体均匀施力；

使用钻孔机将两护筒中间土排出，并用空气吸泥机进一步清理桩坑中的沙土和水；

使用钻孔机为锚杆-水冷管钻孔，使用空气吸泥机清理孔洞；

主体钢筋笼下放后，仍在护筒内浇筑膨胀混凝土，并对其进行打夯。

所述弧状柔性护板布设在外护筒部件和内护筒部件连接处，为护筒扩管时导向以及平衡扩筒时对侧边土体的压力；

使用弯刀形钻头配合电钻在桩侧土体打出碗形孔洞，为浇筑桩侧小桩头做准备；

碗状钢筋笼是由钢筋焊接成碗状并在其内部焊接上一定长度与数量的纵筋、箍筋，以提升桩侧小桩头的强度；

桩侧小桩头的初凝时间应不早于主体混凝土的浇筑时间。

锤击下管时应按一定间隔布置外护筒部件和内护筒部件，以便达到设计所需的灌注桩尺寸；

圆环状钢制垫板边缘打磨光滑，能与护筒壁即紧密贴合又在滑动时无阻滞；

强夯机使用的夯锤为空心圆柱体，透过圆环状钢制垫板能在强夯时对土体或膨胀混凝土均匀施力。

若需求更高承载力的灌注桩，可将内护筒部件替换为圆形钢制内护筒，在实验室配比得出桩坑沙土与混凝土的配合比后将其中的土体用深层搅拌机与配合后的混凝土充分混合来提高强度。

本发明有如下有益效果：

1、本发明相比于传统单护筒灌注桩，创新性地采用了双护筒扩管灌注桩浇筑的方法，与传统方法相比，本方法借助土体本身的承载力，桩的中心少浇或不浇混凝土，能很好地节省材料，利用材料，很好地符合了绿色施工理念。

2、本发明相比于传统单护筒灌注桩，创新性地采用了双向扩管灌注桩施工工艺，护筒在各装置的作用下，分别向外向内挤压土体，极为有效地提高了桩侧土体密实度，显著地提升了桩身承载力。

3、本发明对传统混凝土灌注桩桩身进行改进，在桩侧增设小桩头，对比传统灌注桩施工，本方法中小桩头深嵌入桩侧土体，与桩侧土体紧密结合，增大了桩侧摩阻力，能很好提升桩身承载力。

4、本发明创新性的对混凝土进行强夯，在混凝土刚浇筑完即对其进行强夯，膨胀混凝土在强夯作用下向四周挤压，相当于又进行了一次扩桩效果，对比普通混凝土灌注桩，其能使得混凝土渗透进土体更深处，强效提高了混凝土与侧边土体的结合度，使得混凝土的浇筑极为密实，浇筑出的桩身强度更高。

5、本发明创新采用的液压双向扩筒技术相比普通施工技术，能很好的提升桩侧土体密实度，提升桩身承载力。

6、本发明采用挤土扩桩技术，对土体进一步挤压达到扩桩效果，相比于普通的一次扩桩，在施工过程中先进的采用了多次扩桩技术，极大提高了桩侧土体密实度和桩身强度。

7、本发明创新性的对桩侧土体进行反复打夯，所使用的往复振动夯能将大颗粒骨粒在不断振动作用下粉碎成更细腻的形态，优化桩周土体级配，提高土体密实度。

8、本发明在混凝土浇筑至桩头后继续浇筑，并对混凝土继续进行强夯，可显著提升后埋设钢筋与先浇筑混凝土的结合度，极为有效地解决钢筋笼安装比混凝土浇筑晚的结合度过低问题。

9、本发明极为创新性的发明了锚杆-水冷管装置，在膨胀混凝土完全凝结前，锚杆-水冷管装置可作水冷管使用降低桩体膨胀混凝土水化热，在膨胀混凝土凝结后，锚杆-水冷管装置又可以发挥其锚杆方面的功能，为整个桩体提供一个巨大拉力，可以极大地降低桩体沉降，预防因珊瑚礁砂破碎带来的突然沉降，提高成桩稳定性、提升桩身承载力，达到一物两用的效果，有效利用资源，节省材料。

10、本发明极为创新性的采用锚杆与灌注桩相结合，让锚杆为灌注桩受拉，分摊了灌注桩所承受的压力，极大提高了灌注桩的承载力。

11、本发明使用的膨胀混凝土，相比于普通混凝土施工，可以在护筒拔出后依旧能对桩侧土体产生一定的挤压力，加深混凝土与桩侧土体的渗透程度，提高灌注桩侧摩阻力和承载能力。

12、本发明创新性使用的碗形钢筋笼，一方面防止打孔后孔洞塌陷，另一方面可显著提高侧边小桩头的强度，从而达到提升桩侧摩阻力，桩身承载力的效果，创新性的解决了侧边桩头强度不足的问题。

13、本发明采取灌注半圆碗状小桩头，相比于普通侧边桩头，能很好减小应力集中的问题，并在其中设置碗形钢筋笼，增大桩侧小桩头强度，使之更加不易断裂。

14、若对灌注桩承载力要求更高，本发明还提供了第二种解决方案，即将内护筒内部土体与混凝土在深层搅拌器的混合下充分结合，即提供了新的思路又很好的利用了材料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明扩管前各部件俯视图。

图2为本发明扩管后俯视图。

图3为本发明外护筒钉状部件主视图。

图4为本发明浇桩后成桩侧视图。

图5为本发明深层搅拌桩成桩侧视图。

图6为本发明锚杆-水冷管主视图。

图7为本发明弯刀形钻头主视图。

图8为本发明碗状钢筋笼主视图。

图9为本发明内护筒侧边自锁装置图。

图10为本发明侧边往复振动夯土示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-10，一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，它包括以下步骤：

步骤1，沉管：锤击沉桩将外护筒部件1、内护筒部件2各部分及弧状柔性护板5按设计组装间隔打入地基；

步骤2，扩管前准备：在外护筒部件1和内护筒部件2间按一定间隔钻孔，使用空气吸泥机清理孔道中的沙土并排去积水；

步骤3，扩管：在步骤2中的孔道中下放液压缸4，启动高压油泵，通过液压缸4将外护筒部件1和内护筒部件2向两侧挤压，形成扩管效果，提高内护筒部件2内侧与外护筒部件1外侧的土体密实度，进而双向扩管，待外护筒部件1和内护筒部件2无明显扩张时，停止扩管；

步骤4，桩坑清理：使用钻孔机将外护筒部件1和内护筒部件2间的沙土彻底排出，并用空气吸泥机对桩坑进一步清理；

步骤5，二次扩管：用打桩机将外护筒钉状部件3同时锤入相邻外护筒部件1之间的间隙，对外护筒部件1产生挤压作用来扩大外护筒大小，进一步提高外侧边土体密实度，二次扩管完成后撤除弧状柔性护板5，撤去液压缸4并使用强夯机对桩底土体打夯；

步骤6，分次拔管：使用起吊机缓慢拔出外护筒部件1和内护筒部件2各部件一段距离；

步骤7，振夯：将往复振夯机下放至外护筒部件1和内护筒部件2之间的土体处，对桩侧土体进行反复振夯，使桩周大颗粒珊瑚沙在振动作用下粉碎成更细腻的形态，提升土体密实度；

步骤8，侧边钻孔及安装碗形钢筋笼9：在桩侧土体上使用电钻接上弯刀形钻头6打出碗形孔洞后在碗形孔洞内安装碗形钢筋笼9；

步骤9，侧边土体钻孔及安放锚杆-水冷管7：使用钻孔机在侧边土体斜向钻孔直至钻入桩坑，使用空气吸泥机清孔后在孔道内插入锚杆-水冷管7，之后在锚杆-水冷管7与土体的接缝处进行压力注浆；

步骤10，水冷管预冷：在锚杆-水冷管7内通入流动冷水为浇筑膨胀混凝土进行预冷；

步骤11，浇筑混凝土：向桩坑内浇筑膨胀混凝土直至填满分次拔管后护筒正下方的桩坑及桩侧碗形孔洞；

步骤12，强夯混凝土：在浇筑膨胀混凝土后立即在混凝土上安放圆环状钢制垫板，使用强夯机透过圆环状钢制垫板对膨胀混凝土进行反复打夯，形成对膨胀混凝土的挤密效果，使浇筑出的混凝土更加密实、强度更高，在强夯作用下，膨胀混凝土向四周挤压相当于又进行了一次扩桩，且在强夯下膨胀混凝土能渗透进桩周土体更深处，可极大加深桩身与桩周土体的结合度，打夯完成后撤去圆环状钢制垫片；

步骤13，步骤往复：在先浇筑的混凝土尚未初凝时，继续重复步骤6到步骤12，直至混凝土浇筑到桩坑最上端；

步骤14，埋设钢筋笼：下放主体钢筋笼，此时各护筒仍未撤去，此时继续在护筒内浇筑少量膨胀混凝土没过主体钢筋笼一段安全距离，保证强夯时不会对主体钢筋笼造成伤害，安放圆环状钢制垫片，用强夯机透过圆环状钢制垫片对混凝土进行打夯，打夯完成后迅速清理多出桩坑部分的膨胀混凝土；

步骤15，注浆与封锚：待桩体膨胀混凝土完全凝结后向锚杆-水冷管7内灌注混凝土，浇筑完对其进行封锚。

实施例2：

进一步的，所述外护筒部件1和内护筒部件2都采用弧形护筒结构；所述外护筒部件1的组合端面加工有用于和外护筒钉状部件3相配合的斜面；内护筒部件2由其自身内护筒部件侧边自锁装置10在内护筒部件完全结合后保证各部件连接后不散开。外护筒钉状部件3锤入外护筒部件1后便与其紧密相连，接合面紧致贴合，能保证在拔管时不散开；通过采用上述的外护筒部件1和内护筒部件2其能够在后续扩管过程中，进行一定的外扩和内缩，进而实现对桩侧土体进行挤压密实，保证桩侧土体的强度。

进一步的，通过往复振夯机对桩侧土体进行振夯，使得周边大骨粒在振动作用下粉碎成更细腻的形态，进一步提升土体密实度。

进一步的，所述液压缸4与高压油泵相连，通过高压油泵驱动液压缸4对外护筒部件1和内护筒部件2双向扩管。通过上述的液压缸4能够用于提供扩管的动力，进而实现扩管工艺过程。

进一步的，所述锚杆-水冷管7是将实心钢筋锚杆换成厚壁空心小钢筒，其外侧带肋、内部有双通路孔道、底部端头尺寸略大于整体尺寸且整体直径大于普通钢筋；所述锚杆-水冷管7装置在膨胀混凝土完全凝结前，通入流动冷水作水冷管使用降低桩体膨胀混凝土水化热，在膨胀混凝土凝结后，其又发挥锚杆方面的功能，为整个桩体提供一个巨大拉力，预防因珊瑚礁砂破碎带来的突然沉降，提高成桩稳定性、降低桩体沉降，提升桩身承载力；所述锚杆-水冷管7应在浇筑膨胀混凝土前打入土体深入桩身，为降低膨胀混凝土水化热做准备；所述锚杆-水冷管7打入土体后即在其与土体接缝处使用压力注浆机浇筑膨胀水泥砂浆，加深锚杆-水冷管7与周侧土体的结合程度，增大与土体间的摩阻力，使得其可为主体灌注桩提供更大的拉力。

进一步的，所述外护筒钉状部件3的最下部一小段尺寸应窄于上部尺寸以便能顺利打入外护筒部件1间隙，外护筒钉状部件3内外侧向两翼延伸有薄板。通过外护筒钉状部件3能够用于对扩孔之后对相邻的外护筒钉状部件3之间的间隙进行填充，并对外护筒部件1进行限位。

进一步的，所述往复振夯机由往复装置11、夯板12以及动力装置组装形成；所述往复装置11内部结构由齿轮、传动链条、滑动杆件、连动杆件、制动撞锤、链条拨块等组装而成，可在动力装置的驱动下作快速往复运动；所述夯板12为贴合桩坑的弧形夯板，通过连动杆件与往复装置11相连接，能在横向振夯时紧密接触桩坑侧边土体，并对桩坑侧边土体均匀施力。使用钻孔机将两护筒中间土排出，并用空气吸泥机进一步清理桩坑中的沙土和水；使用钻孔机为锚杆-水冷管7钻孔，使用空气吸泥机清理孔洞；主体钢筋笼下放后，仍在护筒内浇筑膨胀混凝土，并对其进行打夯。

进一步的，所述弧状柔性护板5布设在外护筒部件1和内护筒部件2连接处，为护筒扩管时导向以及平衡扩筒时对侧边土体的压力。

进一步的，使用弯刀形钻头6配合电钻在桩侧土体打出碗形孔洞，为浇筑桩侧小桩头8做准备；碗状钢筋笼9是由钢筋焊接成碗状并在其内部焊接上一定长度与数量的纵筋、箍筋，以提升桩侧小桩头8的强度；桩侧小桩头8的初凝时间应不早于主体混凝土的浇筑时间。

进一步的，锤击下管时应按一定间隔布置外护筒部件1和内护筒部件2，以便达到设计所需的灌注桩尺寸。

进一步的，圆环状钢制垫板边缘打磨光滑，能与护筒壁即紧密贴合又在滑动时无阻滞。可有效防止强夯机对膨胀混凝土强夯时造成的打夯不均匀、混凝土飞溅、易引发安全事故等问题。

进一步的，强夯机使用的夯锤为空心圆柱体，透过圆环状钢制垫板能在强夯时对土体或膨胀混凝土均匀施力。

进一步的，若需求更高承载力的灌注桩，可将内护筒部件2替换为圆形钢制内护筒，并将其中的土体用深层搅拌机13与混凝土充分混合来提高强度。

实施例3：

如果只需求一般承载力，则可按以下步骤进行施工：

步骤1，沉管：锤击沉桩将外护筒部件1、内护筒部件2各部分及弧状柔性护板5按设计组装间隔打入地基；

步骤2，扩管前准备：在外护筒部件1和内护筒部件2间按一定间隔钻孔，使用空气吸泥机清理孔道中的沙土并排去积水；

步骤3，扩管：在步骤2中的孔道中下放液压缸4，启动高压油泵，通过液压缸4将外护筒部件1和内护筒部件2向两侧挤压，形成扩管效果，提高内护筒部件2内侧与外护筒部件1外侧的土体密实度，进而双向扩管，待外护筒部件1和内护筒部件2无明显扩张时，停止扩管；

步骤4，桩坑清理：使用钻孔机将外护筒部件1和内护筒部件2间的沙土彻底排出，并用空气吸泥机对桩坑进一步清理；

步骤5，二次扩管：用打桩机将外护筒钉状部件3同时锤入相邻外护筒部件1之间的间隙，对外护筒部件1产生挤压作用来扩大外护筒大小，进一步提高外侧边土体密实度，二次扩管完成后撤除弧状柔性护板5，撤去液压缸4并使用强夯机对桩底土体打夯；

步骤6，分次拔管：使用起吊机缓慢拔出外护筒部件1和内护筒部件2各部件一段距离；

步骤7，振夯：将往复振夯机下放至外护筒部件1和内护筒部件2之间的土体处，对桩侧土体进行反复振夯，使桩周大颗粒珊瑚沙在振动作用下粉碎成更细腻的形态，提升土体密实度；

步骤8，侧边钻孔及安放碗形钢筋笼：在桩侧土体上使用电钻接上弯刀形钻头6打出碗形孔洞并在碗形孔洞内安放碗形钢筋笼9；

步骤9，侧边土体钻孔及安放锚杆-水冷管：使用钻孔机在桩侧土体沿斜向钻孔直至钻入桩坑，使用空气吸泥机清理孔道后在其中插入锚杆-水冷管7，之后在锚杆-水冷管7与土体的接缝处进行压力注浆；

步骤10，水冷管预冷：在锚杆-水冷管7内通入流动冷水为浇筑膨胀混凝土进行预冷；

步骤11，浇筑混凝土：向桩坑内浇筑膨胀混凝土直至填满分次拔管后护筒正下方的桩坑及桩侧碗形孔洞；

步骤12，强夯混凝土：在浇筑膨胀混凝土后立即在混凝土上安放圆环状钢制垫板，使用强夯机透过圆环状钢制垫板对膨胀混凝土进行反复打夯，形成对膨胀混凝土的挤密效果，使浇筑出的混凝土更加密实、强度更高，在强夯作用下，膨胀混凝土向四周挤压相当于又进行了一次扩桩，且在强夯下膨胀混凝土能渗透进桩周土体更深处，可极大加深桩身与桩周土体的结合度，打夯完成后撤去圆环状钢制垫片；

步骤13，步骤往复：在先浇筑的混凝土尚未初凝时，继续重复步骤6到步骤12，直至混凝土浇筑到桩坑最上端；

步骤14，埋设钢筋笼：下放主体钢筋笼，此时各护筒仍未撤去，此时继续在护筒内浇筑少量膨胀混凝土没过主体钢筋笼一段安全距离，保证强夯时不会对主体钢筋笼造成伤害，安放圆环状钢制垫片，用强夯机透过圆环状钢制垫片对混凝土进行打夯，打夯完成后迅速清理多出桩坑部分的膨胀混凝土；

步骤15，注浆与封锚：待桩体膨胀混凝土完全凝结后向锚杆-水冷管7内灌注混凝土，浇筑完对其进行封锚。

实施例4：

如果需要浇筑承载能力更强的灌注桩，可按以下步骤进行施工：

步骤 1，沉管：锤击沉桩将外护筒部件1、内护筒部件2各部分及弧状柔性护板5按设计组装间隔打入地基；

步骤 2，扩管前准备：在外护筒部件1和内护筒部件2间按一定间隔钻孔，使用空气吸泥机清理孔道中的沙土并排去积水；

步骤 3，扩管：在步骤2中的孔道中下放液压缸4，启动高压油泵，通过液压缸4将外护筒部件1和内护筒部件2向两侧挤压，形成扩管效果，提高内护筒部件2内侧与外护筒部件1外侧的土体密实度，进而双向扩管，待外护筒部件1和内护筒部件2无明显扩张时，停止扩管；

步骤4，桩坑清理：使用钻孔机将外护筒部件1和内护筒部件2间的沙土彻底排出，并用空气吸泥机对桩坑进一步清理；

步骤 5，二次扩管：用打桩机将外护筒钉状部件3同时锤入相邻外护筒部件1之间的间隙，对外护筒部件1产生挤压作用来扩大外护筒大小，进一步提高外侧边土体密实度，二次扩管完成后撤除弧状柔性护板5，撤去液压缸4并使用强夯机对桩底土体打夯；

步骤6，配比确定：对内护筒内侧土体取样，并在实验室中确定中心水泥土配合比；

步骤7，桩芯土体搅拌：启动深层搅拌机13对桩芯土体进行搅拌，并由深层搅拌机13自带的输浆管道向内注浆，在深层搅拌机13的搅拌作用下，桩芯土体与水泥砂浆充分混合；

步骤 8，分次拔管：使用起吊机缓慢拔出外护筒各部件与内护筒向上一段距离；

步骤9，振夯：将往复液压振夯机下放至两护筒中间，对桩侧土体进行反复振夯，使桩周大颗粒珊瑚沙在振动作用下粉碎成更细腻的形态，提升土体密实度；

步骤 10，侧边钻孔及安放碗形钢筋笼：在桩侧土体上使用电钻接上弯刀形钻头6打出碗形孔洞并在孔洞内安放碗形钢筋笼9；

步骤 11，侧边土体钻孔及安放锚杆-水冷管：使用钻孔机在桩侧土体沿斜向钻孔直至钻入桩坑，使用空气吸泥机清理孔道后在其中插入锚杆-水冷管7，之后在锚杆-水冷管7与土体的接缝处进行压力注浆；

步骤12，水冷管预冷：在锚杆-水冷管内通入流动冷水为浇筑膨胀混凝土进行预冷；

步骤13，浇筑混凝土：向桩坑内浇筑膨胀混凝土直至填满分次拔管后护筒正下方的桩坑及桩侧碗形孔洞；

步骤14，强夯混凝土：在浇筑膨胀混凝土后立即在混凝土上安放圆环状钢制垫板，使用强夯机透过圆环状钢制垫板对膨胀混凝土进行反复打夯，形成对膨胀混凝土的挤密效果，使浇筑出的混凝土更加密实、强度更高，在强夯作用下，膨胀混凝土向四周挤压相当于又进行了一次扩桩，且在强夯下膨胀混凝土能渗透进桩周土体更深处，可极大加深桩身与桩周土体的结合度，打夯完成后撤去圆环状钢制垫片；

步骤 15，步骤往复：在先浇筑的混凝土尚未初凝时，继续重复步骤8到步骤14，直至混凝土浇筑到桩坑最上端；

步骤 16，埋设钢筋笼：下放主体钢筋笼，此时各护筒仍未撤去，此时继续在护筒内浇筑少量膨胀混凝土没过主体钢筋笼一段安全距离，保证强夯时不会对主体钢筋笼造成伤害，安放圆环状钢制垫片，用强夯机透过圆环状钢制垫片对混凝土进行打夯，打夯完成后迅速清理多出桩坑部分的膨胀混凝土；

步骤17，注浆与封锚：待桩体膨胀混凝土完全凝结后向锚杆-水冷管内灌注混凝土，浇筑完对其进行封锚。

Claims (10)

1.一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1，沉管：锤击沉桩将外护筒部件（1）、内护筒部件（2）各部分及弧状柔性护板（5）按设计组装间隔打入地基；

步骤2，扩管前准备：在外护筒部件（1）和内护筒部件（2）间按一定间隔钻孔，使用空气吸泥机清理孔道中的沙土并排去积水；

步骤3，扩管：在步骤2中的孔道中下放液压缸（4），启动高压油泵，通过液压缸（4）将外护筒部件（1）和内护筒部件（2）向两侧挤压，形成扩管效果，提高内护筒部件（2）内侧与外护筒部件（1）外侧的土体密实度，进而双向扩管，待外护筒部件（1）和内护筒部件（2）无明显扩张时，停止扩管；

步骤4，桩坑清理：使用钻孔机将外护筒部件（1）和内护筒部件（2）间的沙土彻底排出，并用空气吸泥机对桩坑进一步清理；

步骤5，二次扩管：用打桩机将外护筒钉状部件（3）同时锤入相邻外护筒部件（1）之间的间隙，对外护筒部件（1）产生挤压作用来扩大外护筒大小，进一步提高外侧边土体密实度，二次扩管完成后撤除弧状柔性护板（5），撤去液压缸（4）并使用强夯机对桩底土体打夯；

步骤6，分次拔管：使用起吊机缓慢拔出外护筒部件（1）和内护筒部件（2）各部件一段距离；

步骤7，振夯：将往复振夯机下放至外护筒部件（1）和内护筒部件（2）之间的土体处，对桩侧土体进行反复振夯，使桩周大颗粒珊瑚沙在振动作用下粉碎成更细腻的形态，提升土体密实度；

步骤8，侧边钻孔及安装碗形钢筋笼（9）：在桩侧土体上使用电钻接上弯刀形钻头（6）打出碗形孔洞后在碗形孔洞内安装碗形钢筋笼（9）；

步骤9，侧边土体钻孔及安放锚杆-水冷管（7）：使用钻孔机在侧边土体斜向钻孔直至钻入桩坑，使用空气吸泥机清孔后在孔道内插入锚杆-水冷管（7），之后在锚杆-水冷管（7）与土体的接缝处进行压力注浆；

步骤10，水冷管预冷：在锚杆-水冷管（7）内通入流动冷水为浇筑膨胀混凝土进行预冷；

步骤11，浇筑混凝土：向桩坑内浇筑膨胀混凝土直至填满分次拔管后护筒正下方的桩坑及桩侧碗形孔洞；

步骤12，强夯混凝土：在浇筑膨胀混凝土后立即在混凝土上安放圆环状钢制垫板，使用强夯机透过圆环状钢制垫板对膨胀混凝土进行反复打夯，形成对膨胀混凝土的挤密效果，使浇筑出的混凝土更加密实、强度更高，在强夯作用下，膨胀混凝土向四周挤压相当于又进行了一次扩桩，且在强夯下膨胀混凝土能渗透进桩周土体更深处，可极大加深桩身与桩周土体的结合度，打夯完成后撤去圆环状钢制垫片；

步骤13，步骤往复：在先浇筑的混凝土尚未初凝时，继续重复步骤6到步骤12，直至混凝土浇筑到桩坑最上端；

步骤14，埋设钢筋笼：下放主体钢筋笼，此时各护筒仍未撤去，此时继续在护筒内浇筑少量膨胀混凝土没过主体钢筋笼一段安全距离，保证强夯时不会对主体钢筋笼造成伤害，安放圆环状钢制垫片，用强夯机透过圆环状钢制垫片对混凝土进行打夯，打夯完成后迅速清理多出桩坑部分的膨胀混凝土；

步骤15，注浆与封锚：待桩体膨胀混凝土完全凝结后向锚杆-水冷管（7）内灌注混凝土，浇筑完对其进行封锚。

2.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：所述外护筒部件（1）和内护筒部件（2）都采用弧形护筒结构；所述外护筒部件（1）的组合端面加工有用于和外护筒钉状部件（3）相配合的斜面；

外护筒钉状部件（3）锤入外护筒部件（1）后便与其紧密相连，接合面紧致贴合，能保证在拔管时不散开；

内护筒部件（2）由其自身内护筒部件侧边自锁装置（23）在内护筒部件完全结合后保证各部件连接后不散开。

3.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：通过往复振夯机对桩侧土体进行振夯，使得周边大骨粒在振动作用下粉碎成更细腻的形态，进一步提升土体密实度。

4.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：所述液压缸（4）与高压油泵相连，通过高压油泵驱动液压缸（4）对外护筒部件（1）和内护筒部件（2）双向扩管。

5.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：所述锚杆-水冷管（7）是将实心钢筋锚杆换成厚壁空心小钢筒，其外侧带肋、内部有双通路孔道、底部端头尺寸略大于整体尺寸且整体直径大于普通钢筋；

所述锚杆-水冷管（7）装置在膨胀混凝土完全凝结前，作水冷管使用降低桩体膨胀混凝土水化热，在膨胀混凝土凝结后，其又发挥锚杆方面的功能，为整个桩体提供一个巨大拉力，降低桩体沉降，提升桩身承载力；

所述锚杆-水冷管（7）装置在膨胀混凝土完全凝结前，通入流动冷水作水冷管使用降低桩体膨胀混凝土水化热，在膨胀混凝土凝结后，其又发挥锚杆方面的功能，为整个桩体提供一个巨大拉力，预防因珊瑚礁砂破碎带来的突然沉降，提高成桩稳定性、降低桩体沉降，提升桩身承载力；

所述锚杆-水冷管（7）应在浇筑膨胀混凝土前打入土体深入桩身，为降低膨胀混凝土水化热做准备；

所述锚杆-水冷管（7）打入土体后即在其与土体接缝处浇筑膨胀水泥砂浆，加深锚杆-水冷管（7）与周侧土体的结合程度，增大与土体间的摩阻力，使得其可为主体灌注桩提供更大的拉力。

6.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：所述外护筒钉状部件（3）的最下部一小段尺寸应窄于上部尺寸以便能顺利打入外护筒部件（1）间隙，外护筒钉状部件（3）内外侧向两翼延伸有薄板。

7.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：所述往复振夯机由往复装置（11）、夯板（12）以及动力装置组装形成；

所述往复装置（11）内部结构由齿轮、传动链条、滑动杆件、连动杆件、制动撞锤和链条拨块组装而成，能够在动力装置的驱动下作快速往复运动；

所述夯板（12）为贴合桩坑的弧形夯板，通过连动杆件与往复装置（11）相连接，能在横向振夯时紧密接触桩坑侧边土体，并对桩坑侧边土体均匀施力；

使用钻孔机将两护筒中间土排出，并用空气吸泥机进一步清理桩坑中的沙土和水；

使用钻孔机为锚杆-水冷管（7）钻孔，使用空气吸泥机清理孔洞；

主体钢筋笼下放后，仍在护筒内浇筑膨胀混凝土，并对其进行打夯。

8.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：所述弧状柔性护板（5）布设在外护筒部件（1）和内护筒部件（2）连接处，为护筒扩管时导向以及平衡扩筒时对侧边土体的压力；

使用弯刀形钻头（6）配合电钻在桩侧土体打出碗形孔洞，为浇筑桩侧小桩头（14）做准备；

碗状钢筋笼（17）是由钢筋焊接成碗状并在其内部焊接上一定长度与数量的纵筋、箍筋，以提升桩侧小桩头（14）的强度；

桩侧小桩头（14）的初凝时间应不早于主体混凝土的浇筑时间。

9.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：锤击下管时应按一定间隔布置外护筒部件（1）和内护筒部件（2），以便达到设计所需的灌注桩尺寸；

圆环状钢制垫板边缘打磨光滑，能与护筒壁即紧密贴合又在滑动时无阻滞；

强夯机使用的夯锤为空心圆柱体，透过圆环状钢制垫板能在强夯时对土体或膨胀混凝土均匀施力。

10.根据权利要求1所述的一种双护筒扩管锚杆-灌注桩的施工方法，其特征在于：若需求更高承载力的灌注桩，可将内护筒部件（2）替换为圆形钢制内护筒，在实验室配比得出桩坑沙土与混凝土的配合比后将其中的土体用深层搅拌机（13）与配合后的混凝土充分混合来提高强度。