CN1546801A - 高压旋喷中空扩底桩及制作方法 - Google Patents

高压旋喷中空扩底桩及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明是高压旋喷中空扩底桩及制作方法。沿地基相对平行垂直设置桩身，桩身的中部沿桩身相对平行设置中空孔，中空孔贯通桩身，地基内桩身的下端部设置扩底桩脚，桩身的截面为圆形或矩形或多边形。本发明设计合理，结构紧凑，施工简便，易掌握，省料、省工、省时、节能、节约投资。大幅度的提高了桩端承载力，单桩承载力与价格比高于现有桩型。可广泛应用于建筑工程、桥梁工程、市政工程、水利工程等的建筑基础、构筑物、设备基础以及软土地基的桩基。本发明应用于实际工程中经检测符合中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94－94和《建筑地基处理技术规范》JGJ79－91。

Description

高压旋喷中空扩底桩及制作方法
技术领域
本发明涉及一种建筑工程、桥梁工程、市政工程、水利工程等工程中各种基础承载的桩，尤其涉及一种高压旋喷中空扩底桩及制作方法。
背景技术
目前，用于建筑工程、桥梁工程、市政工程、水利工程等工程中各种基础桩基的结构类型中，有单一结构型桩和组合结构型桩。单一结构桩有沉管灌注桩、钻孔灌注桩、预制方桩、管桩、搅拌桩、CFG桩等；组合结构型桩有夯扩桩、劲性搅拌桩、3M桩等。
上述的桩型分别或共同存在一些不足之处。例如，单一结构型桩的性能价格比低，尤其单一结构型桩中的沉管灌注桩、钻孔灌注桩、预制方桩、管桩、搅拌桩、CFG桩存在的缺陷为泥浆污染和噪音问题。组合结构型桩中的夯扩桩在制作过程中产生的振动，尤为扰民，此外，其夯扩的深度不仅有局限性，而且其只能提高端承力。劲性搅拌桩因受搅拌、压力以及设备局限性等因素的影响，其搅拌深度、桩径尺寸都有局限性，对上部软土进行搅拌后提高较小，而且只能提高部分侧摩阻力，故承载力与价格比不高。随着建筑市场的发展，荷载对桩基的要求也在提高，尤其是当今国际和国内的建筑物，都在向高层发展，道路和桥梁在向大型、重型发展，如果桩基础的荷载需要加大，一般是采取加大桩的截面和长度或增加桩的数量来提高桩基础的荷载。加大桩截面和增加桩的数量均会提高桩基的成本，加大了桩基础的成本则提高建筑工程的造价。因而在不同程度上存在着费工、费料、耗费资金、耗费能源等问题，给设计和施工带来不同程度的难度。
发明内容
本发明的主要目的在于解决上述桩基中的问题，提供一种桩基长度短、承载力高、造价低的高压旋喷中空扩底桩及制作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
在地基内沿地基相对平行垂直设置桩身，桩身的中部沿桩身相对平行设置中空孔，中空孔贯通桩身。地基内桩身的下端部设置扩底桩脚。
根据设计要求确定桩身的长度，采用打桩机或压桩机将桩身相对平行垂直设置在地基内。在桩身的中部设置中空孔，依据设计要求设定中空孔的孔径和桩身的壁厚。在桩身的下端部设置扩底桩脚，提高桩身的承载力。
扩底桩脚的直径大于桩身截面的直径，扩底桩脚的高度大于扩底桩脚的直径。扩底桩脚的一端部嵌入桩身的中空孔内，使扩底桩脚与桩身构成一体。
在桩身的下端部设置扩底桩脚，设定扩底桩脚的直径应大于桩身的直径，一般扩底桩脚的直径为桩身截面直径的2～5倍；设定扩底桩脚的高度应大于扩底桩脚的直径，可提高3～5倍桩身的荷载力以及桩身底部的摩擦力。
桩身的下端部嵌入扩底桩脚内，扩底桩脚包裹住桩身的下端部，桩身的下端部与扩底桩脚构成一体。
根据设计要求确定桩身的长度，在桩身下端部制作扩底桩脚后，采用打桩机或压桩机继续将桩身的下端部相对平行垂直置于扩底桩脚内。把桩身的下端部嵌入扩底桩脚内，让扩底桩脚包裹住桩身的下端部，使桩身的下端部与扩底桩脚构成一体。
桩身采用预制空心桩或现浇空心桩，桩身的截面为圆形或矩形或多边形。
根据地基的不同地质情况以及地基的设计要求，采用预制好的空心桩直接置于地基内；或者在地基内直接进行现浇空心桩。选用不同的桩身截面形状提高桩身的摩擦力。
用振锤或静压方法将桩身相对平行垂直置于地基内，把桩机的钻杆沿桩身的中空孔插入桩身的中空孔内，钻杆端部的喷孔通过中空孔并穿过桩身的下端部。
通过打桩机或压桩机在地基内设置桩身，桩身呈垂直状态。桩机的钻杆插入桩身的中空孔内，使钻杆端部的喷孔穿过桩身的下端部，钻杆边旋转边提钻杆边喷填料。
桩机驱使钻杆边旋转边提钻杆边喷填料，通过钻杆端部的喷孔在桩身下端部周围把填料旋喷在桩身的下端部周围的地基土中，把填料与桩身下端部周围的地基土混合制作成扩底桩脚，制作的扩底桩脚的直径大于桩身的直径。
通过钻杆端部的喷孔在桩身的端部周围进行旋喷作业，制作成扩底桩脚，制作扩底桩脚的填料可采用粉状水泥粉、液状水泥浆或其他材料。
制作桩身下端部扩底桩脚后，桩机边旋转边喷填料边提起钻杆，在桩身下端部中空孔内继续旋喷填料，把填料与桩身下端部中空孔内的地基土混合，让扩底桩脚的上端部嵌入桩身的中空孔内，使桩身与扩底桩脚形成一体。桩机从桩身的中空孔内提出钻杆。
制作完桩身下端部扩底桩脚后，桩机随着提钻杆的同时，在桩身下端部中空孔内继续旋喷填料，使桩身与扩底桩脚更加牢固的形成一体，同时也提高桩身与扩底桩脚稳固性。桩机从桩身的中空孔内提出钻杆，完成桩的作业。
桩机采用高压旋喷桩机或高压搅拌机。填料采用粉状水泥粉或液状水泥浆。
采用高压旋喷桩机在地基内进行旋喷作业制作扩底桩脚；或者采用高压搅拌机在地基内制作扩底桩脚。采用粉状水泥粉作为填料制作扩底桩脚；或者采用液状水泥浆制作扩底桩脚。
桩身下端部制作扩底桩脚后，用振锤或静压方法将桩身继续相对平行垂直置于地基内，把桩身的下端部嵌入扩底桩脚内，让扩底桩脚包裹住桩身的下端部，使桩身的下端部与扩底桩脚构成一体。
根据地基的不同地质情况以及地基的设计要求，在地基内桩身下端部制作扩底桩脚后，采用打桩机或压桩机继续将桩身置于地基内，把桩身的下端部嵌入扩底桩脚内，让扩底桩脚包裹住桩身的下端部，使其桩身的下端部与扩底桩脚构成一体。亦可多段重复作业，直至达到设计要求。
本发明是高压旋喷中空扩底桩及制作方法。设计合理，结构紧凑，施工简便，易掌握，省料、省工、省时、节能、节约投资。大幅度的提高了桩端承载力及侧摩阻力，单桩承载力与价格比高于现有桩型；可实现静压方式压桩达到无噪音、无振动、无泥浆排放；桩的承载力可靠，离散性小；施工更快捷；应用于大桩径、高承载力桩可进一步降低造价。本发明应用范围广，可广泛应用于建筑工程、桥梁工程、市政工程、水利工程等的建筑基础、构筑物、设备基础以及软土地基的桩基。本发明应用于实际工程中经检测符合中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-94和《建筑地基处理技术规范》JGJ79-91。
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
图1高压旋喷中空扩底桩及制作方法的示意图
图2高压旋喷中空扩底桩及制作方法的示意图
图3高压旋喷中空扩底桩及制作方法的示意图
图4高压旋喷中空扩底桩截面的示意图
1桩身，2中空孔，3地基，4扩底桩脚，5钻杆，6喷桨孔，7桩机
具体实施方式
实施例1
在地基(3)内沿地基(3)相对平行垂直设置桩身(1)，桩身(1)的中部沿桩身(1)相对平行设置中空孔(2)，中空孔(2)贯通桩身(1)。地基(3)内桩身(1)的下端部设置扩底桩脚(4)。
根据设计要求确定桩身(1)的长度，采用打桩机以振锤的方法将桩身(1)相对平行垂直置于地基(3)内。在桩身(1)的中部设置中空孔(2)，依据设计要求设定中空孔(2)的孔径和桩身(1)的壁厚。在桩身(1)的下端部设置扩底桩脚(4)，提高桩身(1)的承载力，如图1、图2、图3所示。
实施例2
在地基(3)内沿地基(3)相对平行垂直设置桩身(1)，桩身(1)的中部沿桩身(1)相对平行设置中空孔(2)，中空孔(2)贯通桩身(1)。地基(3)内桩身(1)的下端部设置扩底桩脚(4)。
根据设计要求确定桩身(1)的长度，采用压桩机以静压的方法将桩身(1)相对平行垂直置于地基(3)内。在桩身(1)的中部设置中空孔(2)，依据设计要求设定中空孔(2)的孔径和桩身(1)的壁厚。在桩身(1)的下端部设置扩底桩脚(4)，提高桩身(1)的承载力，如图1、图2、图3所示。
实施例3
扩底桩脚(4)的直径大于桩身(1)截面的直径，扩底桩脚(4)的高度大于扩底桩脚(4)的直径。扩底桩脚(4)的一端部嵌入桩身(1)的中空孔(2)内，使扩底桩脚(4)与桩身(1)构成一体。
在桩身(1)的下端部设置扩底桩脚(4)，设定扩底桩脚(4)的直径应大于桩身(1)的直径，设定扩底桩脚的高度应大于扩底桩脚(4)的直径，提高桩身(1)的荷载力以及桩身(1)底部的摩擦力，如图1、图2、图3所示。
实施例4
桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体。
根据设计要求确定桩身(1)的长度，在桩身(1)下端部制作扩底桩脚(4)后，采用打桩机继续以振锤的方法将桩身(1)相对平行垂直置于地基(3)内，把桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，让扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，使桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体，如图3所示。
实施例5
桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体。
根据设计要求确定桩身(1)的长度，在桩身(1)下端部制作扩底桩脚(4)后，采用压桩机继续以静压的方法将桩身(1)相对平行垂直置于地基(3)内，把桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，让扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，使桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体，如图3所示。
实施例6
桩身(1)采用预制空心桩，桩身(1)的截面为圆形。
根据地基(3)的地质情况以及地基的设计要求，采用预制好的空心桩直接置于地基内。选用不同的桩身(1)截面形状，提高桩身(1)的摩擦力，如图1、图2、图3、图4所示。
实施例7
桩身(1)采用现浇空心桩，桩身(1)的截面为矩形。
根据地基(3)的地质情况以及地基的设计要求，在地基内直接进行现浇空心桩。选用不同的桩身(1)截面形状，提高桩身(1)的摩擦力，如图1、图2、图3、图4所示。
实施例8
桩身(1)采用预制空心桩，桩身(1)的截面为多边形。
根据地基(3)的地质情况以及地基的设计要求，采用预制好的空心桩直接置于地基内。选用不同的桩身(1)截面形状，提高桩身(1)的摩擦力，如图1、图2、图3、图4所示。
实施例9
用振锤方法将桩身(1)相对平行垂直置于地基(3)内，把桩机(7)的钻杆(5)沿桩身(1)的中空孔(2)插入桩身(1)的中空孔(2)内，钻杆(5)端部的喷孔(6)通过中空孔(2)并穿过桩身(1)的下端部。
通过打桩机在地基(3)内置于桩身(1)，桩身(1)呈垂直状态。桩机(7)的钻杆(5)插入桩身(1)的中空孔(2)内，使钻杆(5)端部的喷孔(6)穿过桩身(1)的下端部，钻杆(5)边旋转边提钻边喷填料。桩机(7)采用高压旋喷机。
桩机(7)驱使钻杆(5)边旋转边提钻杆(5)边喷填料，通过钻杆(5)端部的喷孔(6)在桩身(1)的下端部周围把填料旋喷在桩身(1)的下端部周围的地基土中，把填料与桩身(1)下端部周围的地基土混合制作成扩底桩脚(4)，制作的扩底桩脚(4)的直径大于桩身(1)的直径。
通过钻杆(5)端部的喷孔(6)在桩身(1)的端部周围进行旋喷作业，制作成扩底桩脚(4)，制作扩底桩脚(4)的填料采用液状水泥浆。
制作桩身(1)下端部扩底桩脚(4)后，桩机(7)边旋转边喷填料边提起钻杆(5)，在桩身(1)下端部中空孔(2)内继续旋喷填料，把填料与桩身(1)下端部中空孔(2)内的地基土混合，让扩底桩脚(4)的上端部嵌入桩身(1)的中空孔(2)内，使桩身(1)与扩底桩脚(4)形成一体。桩机(7)从桩身(1)的中空孔(2)内提出钻杆(5)。
制作完桩身(1)下端部扩底桩脚(4)后，桩机(7)随着提钻杆(5)的同时，在桩身(1)下端部中空孔(2)内继续旋喷填料，使桩身(1)与扩底桩脚(4)更加牢固的形成一体，同时也提高桩身(1)与扩底桩脚(4)稳固性。桩机(7)从桩身(1)的中空孔(2)内提出钻杆(5)，完成桩的作业，如图1、图2、图3、图4所示。
实施例10
用静压方法将桩身(1)相对平行垂直置于地基(3)内，把桩机(7)的钻杆(5)沿桩身(1)的中空孔(2)插入桩身(1)的中空孔(2)内，钻杆(5)端部的喷孔(6)通过中空孔(2)并穿过桩身(1)的下端部。
通过压桩机在地基(3)内设置桩身(1)，桩身(1)呈垂直状态。桩机(7)的钻杆(5)插入桩身(1)的中空孔(2)内，使钻杆(5)端部的喷孔(6)穿过桩身(1)的下端部，钻杆(5)边旋转边提钻边喷填料。桩机(7)采用高压搅拌机。
桩机(7)驱使钻杆(5)边旋转边提钻杆(5)边喷填料，通过钻杆(5)端部的喷孔(6)在桩身(1)的端部周围把填料旋喷在桩身(1)的下端部周围的地基土中，把填料与桩身(1)下端部周围的地基土混合制作成扩底桩脚(4)，制作的扩底桩脚(4)的直径大于桩身(1)的直径。
通过钻杆(5)端部的喷孔(6)在桩身(1)的端部周围进行旋喷作业，制作成扩底桩脚(4)，制作扩底桩脚(4)的填料采用粉状水泥粉。
制作桩身(1)下端部扩底桩脚(4)后，桩机(7)边旋转边喷填料边提起钻杆(5)，在桩身(1)下端部中空孔(2)内继续旋喷填料，把填料与桩身(1)下端部中空孔(2)内的地基土混合，让扩底桩脚(4)的上端部嵌入桩身(1)的中空孔(2)内，使桩身(1)与扩底桩脚(4)形成一体。桩机(7)从桩身(1)的中空孔(2)内提出钻杆(5)。
制作完桩身(1)下端部扩底桩脚(4)后，桩机(7)随着提钻杆(5)的同时，在桩身(1)下端部中空孔(2)内继续旋喷填料，使桩身(1)与扩底桩脚(4)更加牢固的形成一体，同时也提高桩身(1)与扩底桩脚(4)稳固性。桩机(7)从桩身(2)的中空孔(2)内提出钻杆(5)，完成桩的作业，如图1、图2、图3、图4所示。
实施例11
桩身(1)下端部制作扩底桩脚(4)后，用振锤方法将桩身(1)继续相对平行垂直置于地基(3)内，把桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，让扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，使桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体。
根据地基(3)的不同地质情况以及地基的设计要求，在地基(3)内桩身(1)下端部制作扩底桩脚(4)后，采用打桩机继续将桩身(1)置于地基(3)内，把桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，让扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，使其桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体，如图1、图2、图3、图4所示。
实施例12
桩身(1)下端部制作扩底桩脚(4)后，用静压方法将桩身(1)继续相对平行垂直置于地基(3)内，把桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，让扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，使桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体。
根据地基(3)的不同地质情况以及地基的设计要求，在地基(3)内桩身(1)下端部制作扩底桩脚(4)后，采用压桩机继续将桩身(1)置于地基(3)内，把桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，让扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，使其桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体，如图1、图2、图3、图4所示。

Claims (7)

1、一种高压旋喷中空扩底桩，其特征是在地基(3)内沿地基(3)相对平行垂直设置桩身(1)，桩身(1)的中部沿桩身(1)相对平行设置中空孔(2)，中空孔(2)贯通桩身(1)；地基(3)内桩身(1)的下端部设置扩底桩脚(4)。
2、根据权利要求1所述的高压旋喷中空扩底桩，其特征在于所述的扩底桩脚(4)的直径大于桩身(1)截面的直径，扩底桩脚(4)的高度大于扩底桩脚(4)的直径；扩底桩脚(4)的一端部嵌入桩身(1)的中空孔(2)内，使扩底桩脚(4)与桩身(1)构成一体。
3、根据权利要求1或2所述的高压旋喷中空扩底桩，其特征在于所述的桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体。
4、根据权利要求1所述的高压旋喷中空扩底桩，其特征在于所述的桩身(1)采用预制空心桩或现浇空心桩，桩身(1)的截面为圆形或矩形或多边形。
5、一种制作高压旋喷中空扩底桩的方法，其特征在于用振锤或静压方法将桩身(1)相对平行垂直置于地基(3)内，把桩机(7)的钻杆(5)沿桩身(1)的中空孔(2)插入桩身(1)的中空孔(2)内，钻杆(5)端部的喷孔(6)通过中空孔(2)并穿过桩身(1)的下端部；桩机(7)驱使钻杆(5)边旋转边提钻杆(5)边喷填料，通过钻杆(5)端部的喷孔(6)在桩身(1)的下端部周围把填料旋喷在桩身(1)下端部周围的地基土中，把填料与桩身(1)下端部周围的地基土混合制作成扩底桩脚(4)，制作的扩底桩脚(4)的直径大于桩身(1)的直径；制作桩身(1)下端部扩底桩脚(4)后，桩机(7)边旋转边喷填料边提起钻杆(5)，在桩身(1)下端部中空孔(2)内继续旋喷填料，把填料与桩身(1)下端部中空孔(2)内的地基土混合，让扩底桩脚(4)的上端部嵌入桩身(1)的中空孔(2)内，使桩身(1)与扩底桩脚(4)形成一体；桩机(7)从桩身(1)的中空孔(2)内提出钻杆(5)。
6、根据权利要求5所述的制作高压旋喷中空扩底桩的方法，其特征在于所述的桩机(7)采用高压旋喷桩机或高压搅拌机；填料采用粉状水泥粉或液状水泥浆。
7、根据权利要求5所述的制作高压旋喷中空扩底桩的方法，其特征在于所述的桩身(1)下端部制作扩底桩脚(4)后，用振锤或静压方法将桩身(1)继续相对平行垂直置于地基(3)内，把桩身(1)的下端部嵌入扩底桩脚(4)内，让扩底桩脚(4)包裹住桩身(1)的下端部，使桩身(1)的下端部与扩底桩脚(4)构成一体。
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