一种扩径灌注桩及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种扩径灌注桩及其施工方法，该扩径灌注桩包括位于桩底的第一扩大段桩身和上部桩身，所述上部桩身包括由下至上交错设置的直杆段桩身和第二扩大段桩身，第一扩大段桩身和第二扩大段桩身的外径均大于直杆段桩身的外径；该方法包括步骤：一、确定第二扩大段桩身的个数；二、护筒埋设；三、桩机和扩径钻杆就位；四、钻孔；五、扩大段桩身的钻孔施工；六、钢筋笼下放；七、混凝土灌注。本发明专利技术通过设置扩大段桩身，增大桩的抗拔力，可在仅增加少量混凝土用量的情况下，大幅度提高桩身的承载力，同时，施工步骤简单，钻孔过程简单明了，钻孔一次成型，无需额外的扩径设备伸入孔内扩孔，简化了施工步骤，经济实用便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种扩径灌注桩及其施工方法
本专利技术属于建筑施工
，具体涉及一种扩径灌注桩及其施工方法。
技术介绍
灌注桩是指直接在所设计的桩位上开孔，成孔后在孔内加放钢筋笼，灌注混凝土而成。目前，在建筑、水利、公路等基础工程中，长螺旋成孔的灌注桩以其速度快、噪音低、不用泥浆护壁、施工成本低等优点得到广泛应用。建筑物大多采用的钢筋混凝土钻孔灌注桩，多为等截面直孔灌注桩。而桩基设计中大多又采用加大桩的直径和长度的方法来提高桩与土间的摩擦力，但是，该方法没有充分利用桩身强度，不但成本高，而且浪费材料。在一些能良好发挥桩的承载力的土层中，如在粘性土、粉土、填土等土层中，若能适当增加该土层灌注桩的直径，就可以在仅增加少量混凝土用量的情况下，大幅度提高桩身的承载力。因此现需要一种扩径灌注桩的施工方法，可以形成不同外径的钻孔，从而形成不同外径的灌注桩，用于提高单桩承载力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种扩径灌注桩，其设计新颖合理，通过在一些能良好发挥扩大桩段承载力的土层中设置扩大段桩身，增大桩的抗拔力，可在仅增加少量混凝土用量的情况下，大幅度提高桩身的承载力，同时，施工步骤简单，钻孔过程简单明了，钻孔一次成型，无需额外的扩径设备伸入孔内扩孔，简化了施工步骤，经济实用便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种扩径灌注桩，其特征在于：包括位于桩底的第一扩大段桩身和位于第一扩大段桩身正上方的上部桩身，所述上部桩身包括由下至上交错设置的直杆段桩身和第二扩大段桩身，第一扩大段桩身和第二扩大段桩身的外径均大于直杆段桩身的外径；所述第一扩大段桩身、直杆段桩身和第二扩大段桩身浇筑为一体。上述的一种扩径灌注桩，其特征在于：所述第一扩大段桩身的桩顶与水平面之间的夹角为45°～60°，所述第二扩大段桩身的桩顶与水平面之间的夹角为45°～60°。上述的一种扩径灌注桩，其特征在于：所述直杆段桩身和第二扩大段桩身的数量均为多个。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理、可对扩径灌注桩进行施工的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、确定第二扩大段桩身的个数：根据公式X＝A+B，确定第二扩大段桩身的个数X，其中，A为地质报告中能良好发挥扩大段桩身承载力的土层的层数，B为补位第二扩大段桩身的个数，当相邻的两个所述扩大段桩身之间的距离大于Δ时，在相邻的两个所述扩大段桩身之间设置所述补位第二扩大段桩身，使相邻的两个所述扩大段桩身之间的距离小于或等于Δ；其中，Δ＝8m；步骤二、护筒埋设：先对所施工扩径灌注桩的桩位进行测量放线，再在测量放线得出的桩位上埋设护筒；所述护筒为与所施工扩径灌注桩呈同轴布设的圆柱状筒体，所述护筒的内扩径灌注桩径大于所施工扩径灌注桩桩身最大外径且其高度为1m～2m；步骤三、桩机和扩径钻杆就位：将打桩机移至施工桩位旁侧且将扩径钻杆对准桩位；所述打桩机包括机架和钻进设备，所述钻进设备包括扩径钻杆和驱动所述钻进设备进行连续转动的电动旋转驱动机构，所述电动旋转驱动机构与扩径钻杆的上端部进行传动连接；所述扩径钻杆包括内杆、套设在内杆外侧的外管、设置在内杆底部且与内杆呈同轴布设的内锥头、以及设置在外管底部且包裹在内锥头外侧的空心外锥头，所述空心外锥头由多个沿外管底部周向布设的弧形分板拼接成型，内杆上还设置有多个沿内杆周向设置在内杆内且用于向外管外侧抵推弧形分板的伸缩抵推机构，所述内锥头的外侧锥面与弧形分板的内壁之间设置有用于合拢弧形分板的连杆，连杆的一端与内锥头的外侧锥面铰接连接，连杆的另一端与弧形分板的内壁铰接连接；所述伸缩抵推机构与弧形分板的数量相同且一一对应；所述弧形分板的顶部与外管底部铰接连接，多个弧形分板的底端均抵接在同一点上，外管外侧设置有螺纹钻齿；步骤四、钻孔：所述打桩机带动所述扩径钻杆向下钻进，直至钻进至设计孔深；该过程中，所述空心外锥头保持合拢状态；步骤五、扩大段桩身的钻孔施工：步骤501、第一桩段的钻孔施工：第一扩大段桩身为所述第一桩段，当所述扩径钻杆底部在设计孔深处时，所述内杆相对外管向下运动，使多个弧形分板向外管外侧展开，同时所述伸缩抵推机构向内杆外侧伸出防止弧形分板回缩，此时所述打桩机带动所述扩径钻杆向上旋转提出，直至弧形分板底部上提至第一扩大段桩身的设计顶部，所述扩径钻杆向上提升的过程中，注浆设备通过内杆中的注浆通道泵送护壁泥浆，对所成型第一桩段的钻孔进行泥浆护壁；步骤502、第二桩段的钻孔施工：与第一扩大段桩身相邻的直杆段桩身为所述第二桩段，所述内杆相对外管向上运动，所述伸缩抵推机构向内杆内侧回缩，连杆带动弧形分板向外管内侧合拢，此时所述打桩机带动所述扩径钻杆旋转上提直杆段桩身的长度，所述扩径钻杆向上提升的过程中，注浆设备通过内杆中的注浆通道泵送护壁泥浆，对所成型第二桩段的钻孔进行泥浆护壁；步骤503、第三桩段的钻孔施工：与所述第二桩段相邻的第二扩大段桩身为所述第三桩段，多个弧形分板向外管外侧展开，所述打桩机带动所述扩径钻杆旋转上提第二扩大段桩身的长度，所述扩径钻杆向上提升的过程中，注浆设备通过内杆中的注浆通道泵送护壁泥浆，对所成型第三桩段的钻孔进行泥浆护壁；步骤504、循环步骤502至步骤503，直至将所述扩径钻杆自所成型的扩径灌注桩的钻孔中提出；步骤六、钢筋笼下放：将所施工扩径灌注桩的钢筋笼下放至步骤八成型的钻孔中；步骤七、混凝土灌注：通过混凝土泵送设备和注浆导管，对所施工扩径灌注桩进行混凝土灌注施工，待所灌注混凝土终凝后，获得施工完成的扩径灌注桩。上述的一种方法，其特征在于：所述伸缩抵推机构包括用于向外管外侧抵推弧形分板的抵推头和用于控制抵推头伸缩的顶推油缸。上述的一种方法，其特征在于：所述弧形分板外侧下部设置有刀齿，所述刀齿的数量为多个，多个刀齿的顶部在弧形分板张开时与内杆轴线之间的距离均大于螺纹钻齿的外壁与内杆轴线之间的距离。上述的一种方法，其特征在于：所述抵推头的纵截面面积由内杆内向内杆外侧逐渐减小。上述的一种方法，其特征在于：所述连杆的一端铰接连接在内锥头外侧面的上部，连杆的另一端铰接连接在与弧形分板内壁的下部。上述的一种方法，其特征在于：所述内杆和内锥头内均设置有注浆通道。上述的一种方法，其特征在于：所述弧形分板两侧边线之间围成的扇形弧面的夹角范围为15°～20°。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术采用的扩径灌注桩包括在一些能良好发挥扩大桩段承载力的土层中设置扩大段桩身，增大桩的抗拔力，可在仅增加少量混凝土用量的情况下，大幅度提高桩身的承载力。2、本专利技术采用的扩径钻杆通过设置伸缩抵推机构将弧形分板向外管外侧抵推，同时在孔的扩孔施工中，伸缩抵推机构还承受着土体对弧形分板向内的推力，保证弧形分板在孔的扩孔施工中保持位置的稳定性，从而保证施工成型的孔满足施工质量要求。3、本专利技术采用的扩径钻杆通过设置连杆在需要合拢弧形分板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩径灌注桩，其特征在于：包括位于桩底的第一扩大段桩身(11)和位于第一扩大段桩身(11)正上方的上部桩身，所述上部桩身包括由下至上交错设置的直杆段桩身(12)和第二扩大段桩身(13)，第一扩大段桩身(11)和第二扩大段桩身(13)的外径均大于直杆段桩身(12)的外径；/n所述第一扩大段桩身(11)、直杆段桩身(12)和第二扩大段桩身(13)浇筑为一体。/n

【技术特征摘要】
1.一种扩径灌注桩，其特征在于：包括位于桩底的第一扩大段桩身(11)和位于第一扩大段桩身(11)正上方的上部桩身，所述上部桩身包括由下至上交错设置的直杆段桩身(12)和第二扩大段桩身(13)，第一扩大段桩身(11)和第二扩大段桩身(13)的外径均大于直杆段桩身(12)的外径；
所述第一扩大段桩身(11)、直杆段桩身(12)和第二扩大段桩身(13)浇筑为一体。


2.根据权利要求1所述的一种扩径灌注桩，其特征在于：所述第一扩大段桩身(11)的桩顶与水平面之间的夹角为45°～60°，所述第二扩大段桩身(13)的桩顶与水平面之间的夹角为45°～60°。


3.根据权利要求1所述的一种扩径灌注桩，其特征在于：所述直杆段桩身(12)和第二扩大段桩身(13)的数量均为多个。


4.一种对如权利要求1所述扩径灌注桩进行施工的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、确定第二扩大段桩身的个数：根据公式X＝A+B，确定第二扩大段桩身(13)的个数X，其中，A为地质报告中能良好发挥扩大段桩身承载力的土层的层数，B为补位第二扩大段桩身的个数，当相邻的两个所述扩大段桩身之间的距离大于Δ时，在相邻的两个所述扩大段桩身之间设置所述补位第二扩大段桩身，使相邻的两个所述扩大段桩身之间的距离小于或等于Δ；其中，Δ＝8m；
步骤二、护筒埋设：先对所施工扩径灌注桩的桩位进行测量放线，再在测量放线得出的桩位上埋设护筒；
所述护筒为与所施工扩径灌注桩呈同轴布设的圆柱状筒体，所述护筒的内扩径灌注桩径大于所施工扩径灌注桩桩身最大外径且其高度为1m～2m；
步骤三、桩机和扩径钻杆就位：将打桩机移至施工桩位旁侧且将扩径钻杆对准桩位；
所述打桩机包括机架和钻进设备，所述钻进设备包括扩径钻杆和驱动所述钻进设备进行连续转动的电动旋转驱动机构，所述电动旋转驱动机构与扩径钻杆的上端部进行传动连接；
所述扩径钻杆包括内杆(1)、套设在内杆(1)外侧的外管(2)、设置在内杆(1)底部且与内杆(1)呈同轴布设的内锥头(3)、以及设置在外管(2)底部且包裹在内锥头(3)外侧的空心外锥头，所述空心外锥头由多个沿外管(2)底部周向布设的弧形分板(4)拼接成型，内杆(1)上还设置有多个沿内杆(1)周向设置在内杆(1)内且用于向外管(2)外侧抵推弧形分板(4)的伸缩抵推机构，所述内锥头(3)的外侧锥面与弧形分板(4)的内壁之间设置有用于合拢弧形分板(4)的连杆(5)，连杆(5)的一端与内锥头(3)的外侧锥面铰接连接，连杆(5)的另一端与弧形分板(4)的内壁铰接连接；所述伸缩抵推机构与弧形分板(4)的数量相同且一一对应；
所述弧形分板(4)的顶部与外管(2)底部铰接连接，多个弧形分板(4)的底端均抵接在同一点上，外管(2)外侧设置有螺纹钻齿(6)；
步骤四、钻孔：所述打桩机带动所述扩径钻杆向下钻进，直至钻进至设计孔深；该过程中，所述空心外锥头保持合拢状态；
步骤五、扩大段桩身的钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄金，敖文，庄子鸣，庄倩倩，
申请(专利权)人：福建庄金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35