CN1488818A - 一种套盘桩和成桩方法和挤扩装置、沉桩机和用途 - Google Patents

Abstract

套盘桩有套桩、盘桩、套盘桩和环形套(盘)桩；有护壁、钢筋、套箍等多功能的套筒1；盘径是桩径3倍以上；成桩方法是挤扩形成桩孔、盘孔，由小盘孔分多次、用不同挤扩装置放大成大盘孔，压入预制环形钢筋砼桩身挤压现浇砼形成环行盘身；顶压式挤扩机是旋转机构把液压千斤顶旋转到水平状态，对岩土进行直接挤压；沉桩机有机械锚盘的地锚能提供十几MN的压桩反力；环形套桩充分利用原有岩土材料作为桩身材料；本发明承载力大、质量好、工艺简单、实用，降低桩基成本50％－85％。

Description

一种套盘桩和成桩方法和挤扩装置、沉桩机和用途

技术领域

本发明涉及土木工程和机械制造领域，尤其是地基基础和桩机制造领域。

在现有的桩技术中，存在下列不足：1、桩孔不是挤压形成的；2、对较硬岩土的挤扩挤密程度低，形成桩身、盘身的尺寸小(盘身不超过3倍桩径)，因而桩基承载力小；3、环行桩身没有盘身(扩大桩身)；4、环形桩身或空心桩身没有采用套箍方法套箍岩土作为桩身材料；5、桩基造价高。现有桩技术不足的原因在于现有成桩方法中的成孔方法(形成桩孔和盘孔)和成孔设备(挤扩装置、沉桩机)技术存在下列不足：1、在现有的成桩的成孔方法中：A、没有多功能护壁套筒；B、没有用多种挤扩机多次逐级挤扩，由小盘孔分多次放大形成大盘孔，既都是用单一规格、型号、功能的挤扩装置、沉桩机挤压形成同一盘孔；C、没有创新使用挤扩包挤扩形成盘孔；D、没有对环行桩孔进行扩大(包括挤扩、钻扩)。2、在现有的挤扩装置(挤扩机)技术中；没有顶压式挤扩机，现有的挤扩机都是臂压式挤扩机，既液压千斤顶是通过弓压臂间接挤压岩土(而不是直接挤压岩土)，所以挤扩力小、挤扩的盘孔尺寸小。3、在现有的沉桩机(压桩机、打桩机)技术中A、由于打、压桩力小，形成的桩孔小而短，B、机身笨重，C、功能少(至少没有挤扩功能)，D、挤压成孔的成本高。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述缺点，提供一种套盘桩和成桩方法和挤扩装置、沉桩机和用途。

本发明的目的可以通过采取如下措施达到：

1、一种套盘桩，它包括有桩身或者盘身或者桩身和盘身，其特征在于：套盘桩结构是下述结构1、结构2、结构3、结构4、结构5、结构6这些结构其中的一种或其中几种组合成；

结构1、它还包括有套筒1；套筒1有多种功能，既有代替泥浆护壁的功能，又有代替钢筋笼8的功能，还有套箍桩身、盘身材料大大提高其抗压强度的功能；

结构2、它的盘身的直径或边长或宽度(指空心桩身或环形桩身)是桩身的直径或边长或宽度的3倍以上；环形桩指不取出桩身中间的岩土，空心桩指要取出桩身中间的岩土；

结构3、它的桩身、盘身、套筒1采用现浇材料或预制材料或现浇和预制组合材料制造；

结构4、它的桩身、盘身内有横向或竖向或横向、竖向抗拉材料；

结构5、它的桩身、盘身材料采用岩土材料、填充材料这些材料其中的一种或其中几种，这些岩土材料、填充材料被套筒1套箍；这种套箍岩土材料、填充材料的桩身是非常经济的和低价的；

结构6、它还包括有桩尖。

由于以前形成盘孔、桩孔技术落后，没有采用多功能套筒1护壁和采用钻挖排出岩土形成盘孔、桩孔，没有挤密形成的盘孔、桩孔质量差，国家规范明文规定盘身(扩大桩身)的直径或边长不应超过桩身的直径或边长的3倍。现在由于本发明的套筒1、挤扩装置、沉桩机提高了形成盘孔、桩孔岩土的挤扩挤密程度和桩身，盘身砼强度，可以突破这个3倍限制，大大增加端阻面积、端阻值。另外充分利用原有岩土、工业废物和建筑废物代替高强度人工材料制作桩身。因此，单桩承载力显著提高，桩基础造价显著降低。

2、一种套盘桩的成桩方法，其特征在于：形成套盘桩采用下述工艺1、工艺2、工艺3、工艺4、工艺5、工艺6、工艺7、工艺8、工艺9、工艺10这些工艺其中的一种或其中几种；

工艺1、用下述3种方法其中一种或其中几种方法挤压闭口沉管或闭口套筒1进入地下形成桩孔；A、把沉管压击、震击、打击沉入地下，套筒1内套沉管或者外套沉管，套筒1随沉管同时沉入地下，拔出沉管留下套筒1，形成了有套筒1护壁的套盘桩孔；B、把沉管压击、震击、打击沉入地下，把套筒1放入沉管内，拔出沉管留下套筒1在地下，形成了有套筒1护壁的套盘桩孔；C、把闭口套筒1(是薄壁钢管、钢筋砼管等)压击、震击、打击沉入地下，直接形成了有套筒1护壁的套盘桩孔；

工艺2、在沉管或套筒1或桩孔的中部或底部或下部放入挤扩装置，采用下述方法挤扩岩土形成盘孔；采用单个或多个挤扩包或挤扩机或挤扩包和挤扩机挤压岩土形成盘孔；由小盘孔分多次、用不同的挤扩包、挤扩机逐级挤扩放大扩大形成大盘孔；单个或多个挤扩包、挤扩机是同一规格、型号、功能的或者是不同规格、型号、功能的；

工艺3、在盘孔或桩孔中灌入有含有水泥的浆液，含有水泥的浆液有多种功能，既有代替泥浆护壁盘孔、桩孔的功能，又有能成为一部分桩身、盘身材料的功能；

工艺4、在套筒1、桩孔、盘孔中灌入含有胶凝材料的混合物形成桩身、盘身，或者放入金属材料和灌入含有胶凝材料的混合物形成桩身、盘身；

工艺5、把沉管压击、震击、打击沉入地下，把隔离袋2或隔离筒放入沉管内，在隔离袋2或隔离筒中灌入含有胶凝材料的混合物或者放入金属材料和灌入含有胶凝材料的混合物，拔出沉管留下隔离袋2或隔离筒，形成了有隔离袋2或隔离筒的桩身、盘身；

工艺6、采用压击、夯击、打击、震击这些方法其中的一种或其中几种组合，把在套筒1、桩孔、盘孔中的含有胶凝材料的混合物挤压、挤出，形成盘身；

工艺7、在套筒1或桩孔或盘孔中，放入、压入、夯入、打入、震入含有胶凝材料的混合物预制材料形成桩身或盘身或者部分桩身或盘身；

工艺8、桩尖设置在沉管下，随沉管进入地下岩土，拔出沉管留下桩尖；

工艺9、用下述3种方法其中一种或其中几种方法挤压沉管或套筒1进入地下形成套箍岩土的桩身；A、把沉管压击、震击、打击沉入地下，套筒1内套沉管或者外套沉管或者中套双层沉管，套筒1随沉管同时沉入地下，拔出沉管留下套筒1，形成了有套筒1护壁的套箍岩土的桩身；B、把沉管压击、震击、打击沉入地下，把套筒1放入沉管内，在套筒1内灌入岩土，拔出沉管留下套筒1在地下，形成了有套筒1护壁的套箍岩土的桩身；C、把闭口套筒1压击、震击、打击沉入地下，直接形成了有套筒1护壁的套箍岩土的桩身；

工艺10、在岩土中设置地锚，用地锚牵引套筒1进入地下岩土，形成了有套筒1护壁的套箍岩土桩身。

3、一种挤扩装置，其特征在于：它是挤扩包或挤扩机或挤扩包和挤扩机；挤扩包包括有包袋3、液压泵、液压管道、连杆4或连索这些部件其中的一种或其中几种；挤扩机包括有液压千斤顶5、弓压臂、旋转机构、机架12、连杆4或连索、顶板6、液压泵、液压管道这些部件其中的一种或其中几种。

在桩孔中，包袋3内充满高压液体产生膨胀，挤扩挤密岩土形成盘孔；挤扩机有臂压式挤扩机、顶压式挤扩机、臂压和顶压组合式挤扩机，现有的挤扩装置仅有臂压式挤扩机。把顶压式挤扩机放入桩孔或小盘孔中，旋转机构可以把液压千斤顶5由垂直状态向水平状态旋转，同时还可以在360度范围任意水平旋转，使得液压千斤顶5在已形成的小盘孔内以任意角度旋转，对岩土进行直接挤压，逐级挤扩放大扩大形成大盘孔。因此，大盘孔可以由小盘孔分多次、用不同挤扩包、挤扩机逐级扩大挤扩形成。由于顶压式挤扩机没有挤扩臂，液压千斤顶5是直接挤压岩土，所以挤扩力大、挤密程度高、挤扩的盘孔尺寸也大(如超过3倍桩孔直径的盘孔)，可以对较硬岩土(如中、强风化岩)进行挤密扩大。

4、一种沉桩机，它包括有机身装置、动力装置、控制装置、行走装置；其特征在于：它还包括有沉桩装置、地锚装置、挤扩装置这些装置中的其中一种或其中几种；

5、一种套盘桩或成桩方法或挤扩装置或沉桩机的用途，其特征在于：

套盘桩可适用于其它基础或与其它基础构成的组合基础，如桩基础、筏基础、箱基础、条基础、独立基础、地下连续墙、沉井、基坑等，可适用于提供抗拔力，如、抗拔桩、压桩施工、桩基的承载力检测、基坑坑壁或坑底的临时锚固等；成桩方法或挤扩装置或沉桩机可适用于形成其它基础或与其它基础构成组合基础，如桩基础、筏基础、箱基础、条基础、独立基础、地下连续墙、沉井、基坑等，可适用于在岩土中形成空腔、空间，可适用于地基基础施工，可适用于地基基础承载力的检测；

套盘桩还可适用于其他抗压结构、抗压结构件，抗压结构、抗压结构件是墙、柱、杆、板、箱、涵、筒结构或结构件；套盘桩的成桩方法还可适用于其他抗压结构、抗压结构件的制造，抗压结构、抗压结构件是墙、柱、杆、板、箱、涵、筒结构或结构件。

本发明的目的还可以通过采取如下措施达到：

6、如前所述的一种套盘桩，其特征在于：套筒1是刚性的或柔性的；盘身有单个或多个；在桩身、盘身内还有钢筋笼8、钢筋网9；桩身、盘身、套筒1的横截面形状采用圆形、椭圆形、方形、十字形、T形、L形、H型、矩形、长矩形(地下连续墙)、空心、环形这些形状其中的一种或其中几种形状组合；桩身、盘身、套筒1采用含有胶凝材料混合物的现浇材料或预制材料，或者含有胶凝材料的混合物的现浇材料或预制材料和金属材料制造；套筒1是单个或者是多个相结合，当采用多个套筒1相结合时，用联系件14把多个套筒1连接成整体，构成异形、大型基础，如方矩形或L形或T形桩基础；套筒1有单层或多层(如在环形桩身中是双层)、套筒1表面有防腐层，防腐层是金属材料复合层、镀层、涂料层、有机合成材料层、纤维材料层这些防腐层其中的一种或其中几种。

7、如前所述的的成桩方法，其特征在于：在沉管或套筒1中放入钻头、扩大钻头，根据设计需要钻入微、中、强风化岩，在中、强风化岩挤扩或钻扩盘孔；沉管或套筒1是单层或多层；沉管、套筒1是砼管桩、钢管桩；套筒1上还包括有护顶板7，护顶板7呈条、带形状，在挤扩盘孔时，护顶板7被挤扩装置挤压到盘孔顶面，防止岩土(特别是沙土)坍塌掉入盘孔；在盘孔、桩孔内还以放入土工布隔离袋2，因为在隔离袋2中灌入的砼不夹杂，质量更好；在桩孔、盘孔中插入不同直径的空心管材(用来形成现浇砼空心桩身)，空心管材的作用是按照设计的承载力要求调节桩身现浇砼横截面积多少，降低成本；在桩孔、盘孔中还可以放入横向、竖向抗拉材料钢筋笼8和横向抗拉材料钢筋网9；盘孔的直径或边长或宽度(指空心桩身或环形桩身)是桩孔的直径或边长或宽度的3倍以上；含有胶凝材料的混合物预制材料是预制砼或者预制钢筋砼，预制砼或者预制钢筋砼；桩身有孔道，用以设置纵向钢筋和压力注浆；采用多个挤扩装置同时挤扩盘孔。

8、如前所述的一种挤扩装置，其特征在于：弓压臂由两节臂杆10铰接构成，臂杆10的长度或臂杆10投影的长度超过桩孔的直径或边长或厚度，弓压臂是单对或多对或多个；旋转机构包括有旋转轴11，旋转轴11设置在液压千斤顶5侧面，旋转轴11和机架12的轴孔铰接，液压千斤顶5在机架12中可以旋转；液压千斤顶5有双向或多节或双向和多节活塞；顶板6设置在液压千斤顶5的两端，用以形成所需要的盘孔表面形状；连杆4或连索连接升降挤扩装置的机械设备(如起重机、沉桩机)。

9、如前所述的一种沉桩机，其特征在于：

沉桩装置包括有顶压机构、抱压机构、锤击机构、钻掘机构这些机构中的其中一种或其中几种；行走装置是采用步履机构或者履带机构或者滚筒机构。

地锚装置包括有锚盘、沉管，连杆4或连索；形成地锚装置的工艺方法是；把闭口沉管或套筒1沉入地下不拔出，在沉管或套筒1底部和下部挤扩出盘孔，在盘孔中形成锚盘，连杆4或连索连接锚盘和沉桩机形成了地锚装置，沉桩作业完成后，收回机械锚盘、拔出闭口沉管、回填桩孔、盘孔；锚盘采用机械锚盘或者含有胶凝材料的混合物锚盘或者含有胶凝材料和金属材料的混合物锚盘；机械锚盘包括有多个挤扩臂构成的伞架或者伞架和伞布13，将伞架或者伞架和伞布13插入地下已形成的盘孔中，张开后呈雨伞形状构成地下锚盘，机械锚盘可以拆除收回和重复使用；混合物锚盘是在地下盘孔中灌入含有胶凝材料的混合物或者含有胶凝材料的混合物和金属材料构成的地下锚盘。地锚装置的地下锚盘能拉动几十米高的土柱，产生几MN的抗拔力，多个地下锚盘可产生十几MN的抗拔力。利用地锚装置提供压桩反力，代替、减少沉桩机、检测桩设备的配重、自重，大大提高压桩能力，最大压桩能力可达十几MN，而且还能降低成本。

挤扩装置包括有挤扩包或挤扩机或挤扩包和挤扩机；挤扩机是下述3种形式其中的一种或其中的几种；A、仅有弓压臂，使用沉桩机的液压千斤顶5挤压，即单臂式挤扩机；B、是包括有弓压臂、液压千斤顶5，即臂压式挤扩机；C、是包括有液压千斤顶5、旋转机构，即顶压式挤扩机；D、是包括有弓压臂、液压千斤顶5、旋转机构，即臂压顶压组合式挤扩机；在使用组合式挤扩机时，先用下端的弓压臂挤扩出小盘孔，然后下移挤扩机，把液压千斤顶5向水平状态旋转，同时还可以在360度范围任意水平旋转，使得液压千斤顶5在已形成的小盘孔内以任意角度旋转，对岩土进行直接挤压，逐级挤扩放大扩大形成大盘孔；

锤击机构包括有柴油锤、自重落锤、液压震动锤、电动震动锤这些锤其中的一种或其中的几种；

钻掘机构包括有钻头、钻杆；钻头包括有钻切削钻头、螺旋钻头、旋挖钻头这些钻头其中一种或其中的几种。

10、如前所述的一种套盘桩、套盘桩的成桩方法、挤扩装置、沉桩机，其特征在于：

套筒1、沉管、桩身、盘身、桩尖、抗拉材料、顶板6、护顶板7、伞架、连杆4或连索、联系件14、弓压臂、空心管材、包袋3、隔离袋2、隔离筒、现浇材料、预制材料采用金属材料、有机合成材料、纤维材料、岩土材料、含有胶凝材料的混合物这些材料其中的一种或其中几种制造；

含有胶凝材料的混合物是含有水、水泥、石灰、砂、石子、填充材料、膨胀性材料、有机合成材料、纤维材料这些材料其中的一种或其中几种；

纤维材料是金属纤维或有机合成纤维或无机纤维或FRP纤维这些纤维材料其中的一种或其中几种；

金属材料是钢型材或铝型材、或者含有钢或铝或钢、铝的型材，型材的形状是板、筋、棒、索、管、H型、L型、C型这些材料其中的一种或其中几种；

有机合成材料或有机合成纤维是聚乙烯、丙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯晴、尼龙、芳纶、聚酰胺、基聚酰亚胺、聚脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚烯烃、聚氨基甲酸脂，晴橡胶、氯醇橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶这些材料或纤维其中的一种或其中几种；

无机纤维材料或FRP纤维(纤维增强塑料复合材料)是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维是这些种纤维其中的一种或其中几种；

岩土材料是岩石、碎石、砾石、砂、土、泥这些材料其中的一种或其中几种；

填充材料是粉煤灰、炉渣、矿渣、废渣、建筑垃圾这些材料其中的一种或其中几种。积极效果

与在现有的桩基础技术相比本发明有如下优点：

1、桩基的桩径小、桩身短、桩壁薄、稳定性高、安全度大、承载力又极大。比同直径的其它桩型(如挤扩支盘桩、钻冲孔灌注桩、挖孔桩、管桩)承载力高出2-5倍、桩身长度减少20％-70％。

2、桩基施工速度快，成桩质量好，工艺简单、实用、环保、安全，实现了用单一机械进行成桩和验桩工作全过程的机械化。配备了挤扩机的静沉桩机把沉管和薄壁护壁套筒1直接插入不透水层施工作业，可以达到不降水、不漏水、无泥浆、无噪音、无排土、无挤土影响的全过程机械化干作业。若包括验桩、承台工序，工期与打入、静压预制桩工期相同，远远快于其它桩型。因为相当于在模板内现浇砼，砼桩身外形完整、质量优良有保障。

3、布桩灵活，实现了施工超大吨位的单柱单桩基础目的。配备了挤扩包、臂压式挤扩机、机械地锚的挤扩装置、静沉桩机具备上千吨以上的挤扩力和几千吨以上的压桩力，完全满足超大直径桩成桩施工和验桩的超大吨位压桩力要求。

4、实现了验桩工作全过程机械化，而且在挤扩孔作业时还能验证、校正地质勘察报告，直接估计或确定承载力。

5、实现了充分利用原有岩土、工业废料、建筑废料作为桩身材料，大大减少人工建筑材料。

6、经济效益巨大。与现有其它桩型相比，降低成本50％-85％，是桩基技术进步的一次大跨越。

附图说明

下面是结合附图对本发明进行详细描述：

图1是实施例1挤扩盘孔的竖向剖面详图

图2是实施例1在灌入砼前的桩孔、盘孔的竖向剖面详图

图3是实施例2地锚装置的竖向剖面图

图4是实施例2桩身、盘身的竖向剖面图

图5是实施例3桩身、盘身的竖向剖面图

图6是实施例4桩身、盘身的竖向剖面图

图7是实施例5桩身、盘身的竖向剖面图

图8是实施例6桩身的竖向剖面图

图9是实施例6桩身的水平剖面图

图10、图11是实施例7桩身的水平剖面图

具体实施例

从图1、图2可知，实施例1的结构、所用方法、所用设备如下：结构是实心(或空心)套盘桩，桩身、盘身采用C60以上高强砼制造，薄壁护壁套筒1采用壁厚1-20mm外镀锌钢管，它的盘身直径是桩身直径的3倍以上；在盘身内有竖向、横向抗拉材料钢筋笼8和、横向抗拉材料钢筋网9。所用方法、所用设备是：沉桩机配备有机身装置、动力装置、控制装置、行走装置、地锚装置、挤扩装置、沉桩装置，沉桩装置包括有顶压机构、抱压机构、液压震动锤；先用顶压机构和液压震动锤组合，把闭口钢沉管压击、震击沉入地下，把薄壁护壁钢套筒1放入沉管内，用液压震动锤拔出沉管，留下套筒1在地下，形成了有套筒1护壁的套盘桩孔；在套筒1中部或底部或下部先放入臂压式挤扩机挤扩岩土形成小盘孔(见图1下半部)，然后放入顶压式挤扩机，把液压千斤顶5向水平状态旋转，对岩土进行直接挤压，逐级放大挤扩岩土形成大盘孔(见图1上半部)；在盘孔部位内放入土工布隔离袋2，再放入钢筋笼8、钢筋网9；在盘孔、桩孔内还以放入土工布隔离袋2，因为在隔离袋2中灌入的砼不夹杂，质量更好(见图2上半部)；在套筒1、盘孔、隔离袋2中灌入C60以上高强砼形成桩身、盘身。套筒1上还有护顶板7，护顶板7呈条、带形状，在挤扩盘孔时，护顶板7被挤扩装置挤压到盘孔顶面(见图2上半部虚线)，防止岩土特别是沙土坍塌掉入盘孔；在桩孔、盘孔中插入不同直径的空心管材(用来形成现浇砼空心桩身，图中没有画出)，空心管材的作用是按照设计的承载力要求调节桩身现浇砼横截面积多少，降低成本。

从图3、图4可知，实施例2的结构、所用方法、所用设备如下：结构是环形套盘桩，环形桩身、盘身采用C60以上高强砼制造，桩身壁厚宽度是100-500mm，双层薄壁护壁套筒1采用壁厚0.5-10mm外镀锌钢管，它的盘身宽度是桩身壁厚宽度的3倍以上；在盘身内有竖向、横向抗拉材料钢筋笼8、钢筋网9。所用方法、所用设备是：先用沉桩装置、沉管形成有沉管护壁的地锚桩孔，用挤扩机形成地锚盘孔(或者采用挤扩包形成球形地锚盘孔，见图3中虚线)，再放入伞架9、伞布13、连杆4或连索，伞架9、伞布13张开后形成锚盘，锚盘通过连杆4或连索与沉桩装置相连构成地锚装置；利用地锚装置提供可达十几MN的压桩反力，容易压大直径闭口双层沉管进入地下岩土，形成环形桩孔；沉桩装置的顶压机构和液压震动锤组合后，把双层闭口钢沉管压击、震击沉入地下，把双层薄壁护壁钢套筒1放入沉管内，用液压震动锤拔出沉管，留下双层套筒1在地下，形成了有套筒1护壁的挤扩环形桩孔；在套筒1底部或下部先放入组合式挤扩机，先用下端的弓压臂挤扩形成环形小盘孔，然后下移挤扩机，把液压千斤顶5向水平状态旋转，对岩土进行直接挤压，逐级挤扩放大扩大形成环形大盘孔(参见图1)，或者先放入挤扩包扩形成圆状环形盘孔(见图3中虚线)；在套筒1、盘孔中灌入C60以上高强砼形成桩身、盘身。其余工艺方法同实施例1。本工艺方法可以形成直径几米的超大直径环形桩(或空心桩)，承载力可达到几十MN，适用于桥梁、工业设备等大型超重基础。

从图5可知，实施例3的结构、所用方法、所用设备如下：结构是环形盘桩(没有套筒)，在把双层闭口钢沉管压击、震击沉入地下后，在沉管、盘孔内放入隔离袋2或隔离筒，在隔离袋2或隔离筒中灌入砼，拔出沉管形成了有隔离袋2或隔离筒的桩身、盘身，或者等砼凝固凝结后再拔出沉管形成了有隔离袋2或隔离筒的桩身、盘身；其余结构、工艺方法、所用设备同实施例2。

从图6可知，实施例4的结构、所用方法、所用设备如下：结构是环形套盘桩；在把双层闭口钢沉管压击、震击沉入地下后，在沉管、桩孔、盘孔内灌入砼，采用机具压击、夯击、打击、震击这些方法其中的一种或其中几种组合，把灌的入砼挤压挤出桩管外，在岩土在直接形成圆拄形状的环行盘身；然后在沉管或套筒1、桩孔、盘孔、内再灌入砼形成桩身；其余结构、工艺方法、所用设备同实施例3。如果桩身壁厚宽度很薄150毫米以下，本桩适用于公路、铁路、机场、码头等大面积地基处理。

从图7可知，实施例5的结构、所用方法、所用设备如下：结构是环形套盘桩；采用压击、夯击、打击、震击预制环形砼或预制钢筋砼桩身，把灌的入砼挤压、挤出，在岩土中直接形成圆拄形状的环行盘身，预制环形砼或预制钢筋砼桩身不拔出直接形成桩身；其余结构、工艺方法、所用设备同实施例4。

从图8、图9可知，实施例6的结构、所用方法、所用设备如下：结构是环形套桩，是公路路基；它的桩身材料采用地下原有岩土或建筑垃圾材料，套筒1采用薄壁钢套筒或纤维套筒(无机纤维材料或FRP纤维增强复合材料)；套筒1内套沉管或者外套沉管或者中套双层沉管，套筒1的底端和桩尖相连，桩尖设置在沉管的底部；把沉管(或双层沉管)压击、震击、打击沉入地下，穿过高压缩性土层，进入低压缩性岩土层；套筒1、桩尖随沉管同时沉入地下，拔出沉管留下套筒1、桩尖，形成了有套筒1护壁的套箍岩土的桩身；由于高压缩性土层被套筒1套箍封闭，竖向、横向变形很小；这种套箍岩土的桩身是非常经济的和低价的，适用于公路、铁路、机场、码头等大面积深厚软基处理。

由图10、图11可知，本实施例7的结构、所用方法、所用设备如下：结构是是由多个钢套筒1组合构成的大型、异型联体环形套桩。有单列组合和多列组合，钢套筒1与钢套筒1之间采用焊接或栓接，边、角钢套筒1的外切点连线之间用钢板联系件14焊接或栓接，将多个钢套筒1组合构成整体的大型、异型基础；其余结构、所用方法、所用设备同实施例6；该基础可用于箱基础、条基础、独立基础、地下连续墙、沉井、基坑等。

Claims (10)

1、一种套盘桩，它包括有桩身或者盘身或者桩身和盘身，其特征在于：套盘桩结构是下述结构1、结构2、结构3、结构4、结构5、结构6这些结构其中的一种或其中几种组合成；

结构1、它还包括有套筒[1]；

结构2、它的盘身的直径或边长或宽度是桩身的直径或边长或宽度的3倍以上；

结构3、它的桩身、盘身、套筒[1]采用现浇材料或预制材料或现浇和预制组合材料制造；

结构4、它的桩身、盘身内有横向或竖向或横向、竖向抗拉材料；

结构5、它的桩身、盘身材料采用岩土材料、填充材料这些材料其中的一种或其中几种；

结构6、它还包括有桩尖。

2、一种套盘桩的成桩方法，其特征在于：形成套盘桩采用下述工艺1、工艺2、工艺3、工艺4、工艺5、工艺6、工艺7、工艺8、工艺9、工艺10这些工艺其中的一种或其中几种；

工艺1、用下述3种方法其中一种或其中几种方法挤压闭口沉管或闭口套筒[1]进入地下形成桩孔；A、把沉管压击、震击、打击沉入地下，套筒[1]内套沉管或者外套沉管，套筒[1]随沉管同时沉入地下，拔出沉管留下套筒[1]，形成了有套筒[1]护壁的套盘桩孔；B、把沉管压击、震击、打击沉入地下，把套筒[1]放入沉管内，拔出沉管留下套筒[1]在地下，形成了有套筒[1]护壁的套盘桩孔；C、把闭口套筒[1]压击、震击、打击沉入地下，直接形成了有套筒[1]护壁的套盘桩孔；

工艺2、在沉管或套筒[1]或桩孔的中部或底部或下部放入挤扩装置，采用下述方法挤扩岩土形成盘孔；采用单个或多个挤扩包或挤扩机或挤扩包和挤扩机挤压岩土形成盘孔；由小盘孔分多次、用不同的挤扩包、挤扩机逐级挤扩放大扩大形成大盘孔；

工艺3、在盘孔或桩孔中灌入有含有水泥的浆液；

工艺4、在套筒[1]、桩孔、盘孔中灌入含有胶凝材料的混合物形成桩身、盘身，或者放入金属材料和灌入含有胶凝材料的混合物形成桩身、盘身；

工艺5、把沉管压击、震击、打击沉入地下，把隔离袋[2]或隔离筒放入沉管内，在隔离袋[2]或隔离筒中灌入含有胶凝材料的混合物或者放入金属材料和灌入含有胶凝材料的混合物，拔出沉管留下隔离袋[2]或隔离筒，形成了有隔离袋[2]或隔离筒的桩身、盘身；

工艺6、采用压击、夯击、打击、震击这些方法其中的一种或其中几种组合，把在套筒[1]、桩孔、盘孔中的含有胶凝材料的混合物挤压、挤出，形成盘身；

工艺7、在套筒[1]或桩孔或盘孔中，放入、压入、夯入、打入、震入含有胶凝材料的混合物预制材料形成桩身或盘身或者部分桩身或盘身；

工艺8、桩尖设置在沉管下，随沉管进入地下岩土，拔出沉管留下桩尖；

工艺9、用下述3种方法其中一种或其中几种方法挤压沉管或套筒[1]进入地下形成套箍岩土的桩身；A、把沉管压击、震击、打击沉入地下，套筒[1]内套沉管或者外套沉管或者中套双层沉管，套筒[1]随沉管同时沉入地下，拔出沉管留下套筒[1]，形成了有套筒[1]护壁的套箍岩土的桩身；B、把沉管压击、震击、打击沉入地下，把套筒[1]放入沉管内，在套筒[1]内灌入岩土，拔出沉管留下套筒[1]在地下，形成了有套筒[1]护壁的套箍岩土的桩身；C、把闭口套筒[1]压击、震击、打击沉入地下，直接形成了有套筒[1]护壁的套箍岩土的桩身；

工艺10、在岩土中设置地锚，用地锚牵引套筒[1]进入地下岩土，形成了有套筒[1]护壁的套箍岩土桩身。

3、一种挤扩装置，其特征在于：它是挤扩包或挤扩机或挤扩包和挤扩机；挤扩包包括有包袋[3]、液压泵、液压管道、连杆[4]或连索这些部件其中的一种或其中几种；挤扩机包括有液压千斤顶[5]、弓压臂、旋转机构、机架[12]、连杆[4]或连索、顶板[6]、液压泵、液压管道这些部件其中的一种或其中几种。

4、一种沉桩机，它包括有机身装置、动力装置、控制装置、行走装置；其特征在于：它还包括有沉桩装置、地锚装置、挤扩装置这些装置中的其中一种或其中几种。

5、一种套盘桩或成桩方法或挤扩装置或沉桩机的用途，其特征在于：

套盘桩可适用于其它基础或与其它基础构成的组合基础，可适用于提供抗拔力；成桩方法或挤扩装置或沉桩机可适用于形成其它基础或与其它基础构成组合基础，可适用于在岩土中形成空腔、空间，可适用于地基基础施工，可适用于地基基础承载力的检测；

套盘桩还可适用于其他抗压结构、抗压结构件，抗压结构、抗压结构件是墙、柱、杆、板、箱、涵、筒结构或结构件；套盘桩的成桩方法还可适用于其他抗压结构、抗压结构件的制造，抗压结构、抗压结构件是墙、柱、杆、板、箱、涵、筒结构或结构件。

6、根据权利要求1所述的一种套盘桩，其特征在于：套筒[1]是刚性的或柔性的；盘身有单个或多个；在桩身、盘身内还有钢筋笼[8]、钢筋网[9]；桩身、盘身、套筒[1]的横截面形状采用圆形、椭圆形、方形、十字形、T形、L形、H型、矩形、长矩形、空心、环形这些形状其中的一种或其中几种形状组合；桩身、盘身、套筒[1]采用含有胶凝材料混合物的现浇材料或预制材料，或者含有胶凝材料的混合物的现浇材料或预制材料和金属材料制造；套筒[1]是单个或者是多个相结合，当采用多个套筒[1]相结合时，用联系件[14]把多个套筒[1]连接成整体，构成异形、大型基础，如方矩形或L形或T形桩基础；套筒[1]有单层或多层、套筒[1]表面有防腐层，防腐层是金属材料复合层、镀层、涂料层、有机合成材料层、纤维材料层这些防腐层其中的一种或其中几种。

7、根据权利要求2所述的一种套盘桩的成桩方法，其特征在于：在沉管或套筒[1]中放入钻头、扩大钻头，根据设计需要钻入微、中、强风化岩，在中、强风化岩挤扩或钻扩盘孔；沉管或套筒[1]是单层或多层；沉管、套筒[1]是砼管桩、钢管桩；套筒[1]上还包括有护顶板[7]；在盘孔、桩孔内还以放入土工布隔离袋[2]；在桩孔、盘孔中插入不同直径的空心管材；在桩孔、盘孔中还可以放入横向、竖向抗拉材料钢筋笼[8]和横向抗拉材料钢筋网[9]；盘孔的直径或边长或宽度是桩孔的直径或边长或宽度的3倍以上；含有胶凝材料的混合物预制材料是预制砼或者预制钢筋砼，预制砼或者预制钢筋砼；桩身有孔道；采用多个挤扩装置同时挤扩盘孔。

8、根据权利要求3所述的一种挤扩装置，其特征在于：弓压臂由两节臂杆[10]铰接构成，臂杆[10]的长度或臂杆[10]投影的长度超过桩孔的直径或边长或厚度，弓压臂是单对或多对或多个；旋转机构包括有旋转轴[11]，旋转轴[11]设置在液压千斤顶[5]侧面，旋转轴[11]和机架[12]的轴孔铰接，液压千斤顶[5]在机架[12]中可以旋转；液压千斤顶5有双向或多节或双向和多节活塞；顶板[6]设置在液压千斤顶[5]的两端；连杆[4]或连索连接升降挤扩装置的机械设备。

9、根据权利要求4所述的一种沉桩机，其特征在于：

沉桩装置包括有顶压机构、抱压机构、锤击机构、钻掘机构这些机构中的其中一种或其中几种；行走装置是采用步履机构或者履带机构或者滚筒机构；

地锚装置包括有锚盘、沉管，连杆[4]或连索；锚盘采用机械锚盘或者含有胶凝材料的混合物锚盘或者含有胶凝材料和金属材料的混合物锚盘；机械锚盘包括有多个挤扩臂构成的伞架或者伞架和伞布[13]；混合物锚盘是在地下盘孔中灌入含有胶凝材料的混合物或者含有胶凝材料的混合物和金属材料构成的地下锚盘。

挤扩装置包括有挤扩包或挤扩机或挤扩包和挤扩机；挤扩机是下述3种形式其中的一种或其中的几种；A、仅有弓压臂，使用沉桩机的液压千斤顶[5]挤压，即单臂式挤扩机；B、是包括有弓压臂、液压千斤顶[5]，即臂压式挤扩机；C、是包括有液压千斤顶[5]、旋转机构，即顶压式挤扩机；D、是包括有弓压臂、液压千斤顶[5]、旋转机构，即臂压顶压组合式挤扩机；

锤击机构包括有柴油锤、自重落锤、液压震动锤、电动震动锤这些锤其中的一种或其中的几种；

钻掘机构包括有钻头、钻杆；钻头包括有钻切削钻头、螺旋钻头、旋挖钻头这些钻头其中一种或其中的几种。

10、根据权利要求1或6所述的一种套盘桩或者根据权利要求2或7所述的一种套盘桩的成桩方法或者根据权利要求3或8所述的一种挤扩装置或者根据权利要求4或9所述的一种沉桩机，其特征在于：

套筒[1]、沉管、桩身、盘身、桩尖、抗拉材料、顶板[6]、护顶板[7]、伞架、连杆[4]或连索、联系件[14]、弓压臂、空心管材、包袋[3]、隔离袋[2]、隔离筒、现浇材料、预制材料采用金属材料、有机合成材料、纤维材料、岩土材料、含有胶凝材料的混合物这些材料其中的一种或其中几种制造；

含有胶凝材料的混合物是含有水、水泥、石灰、砂、石子、填充材料、膨胀性材料、有机合成材料、纤维材料这些材料其中的一种或其中几种；

纤维材料是金属纤维或有机合成纤维或无机纤维或FRP纤维这些纤维材料其中的一种或其中几种；

金属材料是钢型材或铝型材、或者含有钢或铝或钢、铝的型材，型材的形状是板、筋、棒、索、管、H型、L型、C型这些材料其中的一种或其中几种；

有机合成材料或有机合成纤维是聚乙烯、丙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯晴、尼龙、芳纶、聚酰胺、基聚酰亚胺、聚脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚烯烃、聚氨基甲酸脂，晴橡胶、氯醇橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶这些材料或纤维其中的一种或其中几种；

无机纤维材料或FRP纤维(纤维增强塑料复合材料)是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维是这些种纤维其中的一种或其中几种；

岩土材料是岩石、碎石、砾石、砂、土、泥这些材料其中的一种或其中几种；

填充材料是粉煤灰、炉渣、矿渣、废渣、建筑垃圾这些材料其中的一种或其中几种。

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