钢筋混凝土套管桩及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种钢筋混凝土套管桩及其施工方法，属于土木建设工程领域，以解决现有套管桩无法在大、中等直径桩基工程中应用，且成本较高的问题。包括外套管、内桩；所述内桩由桩纵筋、桩箍筋内装混凝土围合而成，内桩的下部桩直径大，内桩的上部桩径小，下部桩与上部桩之间由下大上小的变径段衔接，上部桩外设置外套管，外套管与桩孔之间设有散体材料层。本发明专利技术能大幅减少桩侧负摩阻力对桩基的不利影响，易操作，提高桩基础的承载能力，减小沉降，延长耐久性。本发明专利技术施工便利，环保无污染。

【技术实现步骤摘要】
钢筋混凝土套管桩及其施工方法
本专利技术属于土木建设工程领域，具体涉及一种大、中等直径是钢筋混凝土灌注桩。
技术介绍
桩基础的作用是将荷载传至地下较深处承载性能好的土层，以满足承载力和沉降的要求。桩基础的承载能力高，能承受竖直荷载，也能承受水平荷载，能抵抗上拔荷载也能承受振动荷载，是应用最广泛的深基础形式。桩基础由于适用范围广、承载能力高、沉降量小，被广泛应用于建筑、桥梁、港口等工程中。桩基础按承载性状分类，可分为摩擦型桩、端承型桩。摩擦型桩可分为摩擦桩、端承摩擦桩，摩擦桩在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可忽略不计；端承摩擦桩在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。端承型桩分为端承桩、摩擦端承桩，端承桩在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可忽略不计；摩擦端承桩在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩桩顶竖向荷载全部、主要或部分桩侧阻力承受。但我国地域广阔，工程地质情况复杂，湿陷性黄土、填土、冻土、盐渍土等特殊土广泛分布。在这些特殊土地基中桩顶竖向荷载不但不能由桩侧阻力承受，而且桩侧会产生负摩阻力，对桩基础承载力和沉降产生不利影响。现有套管桩外套管和内桩之间有空腔，内桩由于长细比限制，无法在大、中等直径桩基工程中应用，且内桩大多为钢制，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种钢筋混凝土套管桩，以解决现有套管桩无法在大、中等直径桩基工程中应用，且成本较高的问题。本专利技术的另一个目的提供一种钢筋混凝土套管桩的施工方法。本专利技术采用的技术方案是：一种钢筋混凝土套管桩，包括外套管、内桩；所述内桩由桩纵筋、桩箍筋内装混凝土围合而成，内桩的下部桩直径大，内桩的上部桩径小，下部桩与上部桩之间由下大上小的变径段衔接，上部桩外设置外套管，外套管与桩孔之间设有散体材料层。作为本专利技术的进一步改进，所述外套管的下部呈下大上小的喇叭口状。作为本专利技术的进一步改进，所述外套管采用表面光滑的塑料材质管或金属材质管。作为本专利技术的进一步改进，所述散体材料层的厚度为50mm-200mm。作为本专利技术的进一步改进，所述桩上部直径为250mm-1100mm。作为本专利技术的进一步改进，所述桩下部直径为350mm-1200mm。作为本专利技术的进一步改进，所述桩长大于6m。一种钢筋混凝土套管桩的施工方法，包括以下步骤：（1）现场通过测量放线定位钢筋混凝土套管桩；（2）现制作桩孔；（3）成孔后清底，沉入桩纵筋、桩箍筋组成的内桩；（4）浇筑混凝土至下部桩顶端，放入外套管，浇筑混凝土至桩顶；（5）在外套管至桩孔间填入粗砂或散体材料。本专利技术把套管桩由地基处理方式拓展应用到大、中等直径桩基工程中，降低了成本，能大幅减少桩侧负摩阻力对桩基的不利影响，易操作，提高桩基础的承载能力，减小沉降，延长耐久性。本专利技术施工便利，环保无污染。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1.本专利技术在穿越湿陷性黄土、填土、冻土、盐渍土等特殊土层时，由于桩径变小，减小了桩侧负摩阻力；2.在特殊土层中设置外套管，延长了桩基础的耐久性，外套管管壁光滑，进一步减小了桩侧负摩擦力对桩基础的不利影响；3.外套管和桩孔之间充填散体材料，隔离桩侧地基土对套管桩的不利影响。4.专利技术可广泛应用在湿陷性黄土、填土、冻土、盐渍土等特殊土地基，对耐久性、沉降要求高的桩基础中。附图说明图1为一种钢筋混凝土套管桩示意图；图2为图1中A-A视图；图3为图1中B-B视图。附图标记含义如下：桩纵筋；2—桩箍筋；3—混凝土；4—外套管；5-散体材料层；6—桩承台；7-桩孔；8-下部桩；9-上部桩；C-变径段。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图所示，一种钢筋混凝土套管桩，包括外套管4、内桩；内桩由桩纵筋1、桩箍筋2内装混凝土3围合而成，内桩的下部桩8直径大，内桩的上部桩9径小，下部桩8与上部桩9之间由下大上小的变径段C衔接，上部桩9外设置外套管4，外套管4与桩孔7之间设有散体材料层5。外套管4的下部呈下大上小的喇叭口状。外套管采用表面光滑的塑料材质管或金属材质管。具体实施步骤为：1、现场通过测量放线定位钢筋混凝土套管桩；2、通过机械设备或者人工形成桩孔7；3、成孔后清底，沉入桩纵筋1、桩箍筋2组成的内桩；4、浇筑混凝土至桩截面变径段C处，放入外套管4，浇筑混凝土至桩顶，桩承台6的下方；5、外套管至桩孔间填入粗砂或其它散体材料隔离负摩阻力的填充物，进一步减小桩侧负摩阻力对桩的不利影响。实施例1本实施方式中桩的布置、桩径及桩长由具体设计确定。1、计算单桩竖向承载力特征值：（1）根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，确定单桩极限承载力标准值：Qsk：总极限侧阻力标准值；Qpk：总极限端阻力标准值；qsik:桩侧第i层土极限侧阻力标准值，只计中性点以下部分侧阻值；qpk:桩极限端阻力标准值；Ψsi、ψp：侧、端阻力尺寸效应系数，,计算见表1；u：桩下部周长；Quk：单桩竖向承载力；Li:第i层土的厚度；Ap：桩端面积。（2）单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定：Ra：单桩竖向承载力特征值K：安全系数，取K=2。（3）对于端承型基桩应考虑负摩阻力引起基桩的下拉荷载，并按下式验算基桩承载力：Nk：基桩竖向承载力。由于本专利技术在穿越能产生桩侧负摩阻力的特殊土层时，桩径变小，外套管管壁光滑，散体材料层隔离使得桩侧负摩阻力减小甚至消除，在单桩竖向承载力特征值不变的情况下，提高了基桩竖向承载力。2、通过实验测得外套管的负摩阻力。3、通过设计计算求得桩径大小及桩长。4、制作及现场施工。根据具体情况，散体材料层的厚度为50mm-200mm。桩上部直径为250mm-1100mm。桩下部直径为350mm-1200mm，桩端可做扩大头。桩长大于6m，具体根据地质状况、上部荷载等由设计确定。外套管4的长度根据特殊土层的厚度等由设计确定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢筋混凝土套管桩，包括外套管、内桩；其特征在于：所述内桩由桩纵筋（1）、桩箍筋（2）内装混凝土（3）围合而成，内桩的下部桩（8）直径大，内桩的上部桩（9）径小，下部桩（8）与上部桩（9）之间由下大上小的变径段衔接，上部桩（9）外设置外套管（4），外套管（4）与桩孔（7）之间设有散体材料层（5）。

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土套管桩，包括外套管、内桩；其特征在于：所述内桩由桩纵筋（1）、桩箍筋（2）内装混凝土（3）围合而成，内桩的下部桩（8）直径大，内桩的上部桩（9）径小，下部桩（8）与上部桩（9）之间由下大上小的变径段衔接，上部桩（9）外设置外套管（4），外套管（4）与桩孔（7）之间设有散体材料层（5）。2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土套管桩，其特征在于：所述外套管（4）的下部呈下大上小的喇叭口状。3.根据权利要求1或2所述的钢筋混凝土套管桩，其特征在于：所述外套管采用表面光滑的塑料材质管或金属材质管。4.根据权利要求3所述的钢筋混凝土套管桩，其特征在于：所述散体材料层的厚度为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴清，陈天镭，张杰，王兆辉，
申请(专利权)人：兰州有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62