本實(shí)用新型屬于施工方法領(lǐng)域，具體涉及一種外加套箍填砂石料預(yù)制樁。

背景技術(shù)：

樁基工程作為工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，對整個工程的質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益都有著舉足輕重的影響。在樁基工程中，預(yù)制樁具有施工速度快，單樁承載能力高，成樁質(zhì)量有保證，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。

但是預(yù)制樁在實(shí)際工程施工過程中也存在著一些問題。對于軟土地基，特別是飽和軟黏土地基，由于缺乏豎向排水機(jī)制或者打設(shè)的排水板深度遠(yuǎn)不及樁長，預(yù)制樁與樁周土工后差異沉降過大，會引起樁側(cè)負(fù)摩阻力。樁側(cè)負(fù)摩阻力會引起樁基單樁承載能力的變化以及上部結(jié)構(gòu)的不均勻沉降，嚴(yán)重時會對上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。故而，在預(yù)制樁的設(shè)計和施工過程中需要對樁基的工后沉降進(jìn)行分析和控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于地基土固結(jié)緩慢引起樁基工后差異沉降的問題，并提供一種外加套箍填砂石料預(yù)制樁。

考慮到軟土地區(qū)預(yù)制樁與樁周土工后存在差異沉降，其結(jié)果引起的樁身側(cè)摩阻力增加可能會對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，需要對樁周土的快速固結(jié)進(jìn)行考慮以減小其工后沉降。而本實(shí)用新型解決具體技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

外加套箍填砂石料預(yù)制樁，包括預(yù)制樁樁身、擴(kuò)徑套箍及樁底擴(kuò)大樁尖；所述的擴(kuò)徑套箍呈空心環(huán)狀，其外徑大于樁身外徑；樁身上間隔套設(shè)有若干個擴(kuò)徑套箍形成節(jié)狀樁；所述的樁底擴(kuò)大樁尖固定于樁身底部且最大外徑不小于樁身擴(kuò)徑套箍外徑；所述的預(yù)制樁樁身外圍一定范圍內(nèi)填充有砂石料，砂石料層的最小直徑不小于擴(kuò)徑套箍外徑。

作為優(yōu)選，所述的擴(kuò)徑套箍內(nèi)側(cè)空心截面的形狀與樁身橫截面相匹配，使擴(kuò)徑套箍貼合固定于樁身上，擴(kuò)徑套箍與預(yù)制樁樁身間設(shè)置有空隙通道，作為豎向排水通道。

作為優(yōu)選，所述的擴(kuò)徑套箍通過固定件可拆卸式固定于預(yù)制樁樁身上。

作為優(yōu)選，所述的擴(kuò)徑套箍在樁身的固定位置可上下調(diào)整。

作為優(yōu)選，所述的樁底擴(kuò)大樁尖與預(yù)制樁樁身的連接處呈塞入式或套箍式。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

1.預(yù)制樁樁身的外側(cè)間隔固定了多個水平的擴(kuò)徑套箍，同時，其樁身外側(cè)還環(huán)繞了一層直徑大于擴(kuò)徑套箍的具有孔隙的砂石料層，形成了一條能夠用于排水的通道，打樁或壓樁過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水可以通過該通道得以較快消散，土體固結(jié)過程加速，施工完成后工后沉降得到有效地控制。

2.砂石料相較地基土更大的土體內(nèi)摩擦角提供了樁基更大的樁側(cè)摩阻力，可以提高樁基承載力；同時，樁底擴(kuò)大樁尖有利于在打樁或壓樁過程中形成一條直徑大于擴(kuò)徑套箍外徑的通道，用于填充砂石料。而且樁身進(jìn)入土層相應(yīng)位置后，還可以提高樁端阻力。

3.外加套箍包括樁身擴(kuò)徑套箍及樁端擴(kuò)大樁尖制作設(shè)備簡單，無需單獨(dú)定制模具，同時其在樁身固定位置可調(diào)節(jié)，能夠適應(yīng)多種設(shè)計及工況，具有良好的工程適應(yīng)性；

4.護(hù)桶及套箍模具均可循環(huán)使用，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益；

5.試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)明確本實(shí)用新型的樁身間隔擴(kuò)徑樁其承載力大于外徑與擴(kuò)徑段相同的預(yù)制樁?？梢娊柚鷺渡黹g隔擴(kuò)徑，可以在不損失承載力與安全性的前提下，減少制造成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種外加套箍預(yù)制樁填砂石施工方法斷面示意圖。

圖2為圖1中所示的外加套箍與預(yù)制樁樁身連接俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型的另一種外加套箍預(yù)制樁填砂石施工方法斷面示意圖。

圖4為圖3中所示的外加套箍與預(yù)制樁樁身連接俯視圖。

圖中：預(yù)制管樁樁身1、預(yù)制方樁樁身2、擴(kuò)徑套箍3、排水通道4、樁底擴(kuò)大樁尖(塞入式)5、樁底擴(kuò)大樁尖(套箍式)6、護(hù)桶7、砂石填料8、待處理地基土9、螺栓連接件10。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施步驟對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型中各具體實(shí)施例中的技術(shù)特征在沒有沖突的情況下，均可進(jìn)行相互組合，不構(gòu)成限制。

如圖1所示，為一個實(shí)施例中外加套箍填砂石料預(yù)制樁結(jié)構(gòu)縱剖面示意圖。該預(yù)制樁結(jié)構(gòu)埋設(shè)于待處理地基土9中，用于支承上部構(gòu)筑物或其他結(jié)構(gòu)。預(yù)制樁結(jié)構(gòu)包括預(yù)制管樁樁身1、擴(kuò)徑套箍3及樁底擴(kuò)大樁尖。預(yù)制管樁樁身1橫截面呈中空圓環(huán)狀，可在場外進(jìn)行預(yù)制后在施工現(xiàn)場進(jìn)行后續(xù)組裝，也可以直接在場外預(yù)制、組裝完成后運(yùn)至施工現(xiàn)場。樁身上需要組裝的部件包括擴(kuò)徑套箍3及樁底擴(kuò)大樁尖兩部分。擴(kuò)徑套箍3為一個呈空心環(huán)狀的箍體，用于環(huán)繞固定在樁身外側(cè)，因此其外徑需大于樁身外徑，而其內(nèi)側(cè)空心部分最好與樁身的輪廓相匹配。本實(shí)施例中，樁身呈圓柱形，因此，擴(kuò)徑套箍3的內(nèi)側(cè)也為直徑略大于樁身外徑的圓形。擴(kuò)徑套箍3最好可拆卸式固定在樁身上。如本實(shí)施例中，可將擴(kuò)徑套箍3一分為二，中間用螺栓連接件10進(jìn)行連接，以便于安裝，且擴(kuò)徑套箍3在樁身的固定位置可上下調(diào)整。樁身上可每隔一定距離套設(shè)一個擴(kuò)徑套箍3，若干個擴(kuò)徑套箍3將預(yù)制樁形成一種節(jié)狀樁形式。

另外，樁身的底部固定有樁底擴(kuò)大樁尖，為了使樁身和擴(kuò)徑套箍3能夠順利進(jìn)入土層中，為了給后續(xù)的沙石填料提供填充空間，樁底擴(kuò)大樁尖的橫截面最大處的外徑不能小于擴(kuò)徑套箍3的外徑。

本實(shí)用新型的目的之一是要為樁體進(jìn)入地基土過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水提供排水通道4，因此預(yù)制樁樁身外圍一定距離內(nèi)環(huán)形填充有砂石填料8。砂石填料8填充滿土體和樁身之間的環(huán)狀空間。為了滿足超靜孔隙水的排水效率，砂石料層的最小外徑不小于擴(kuò)徑套箍3外徑，使套箍下方的水能夠快速通過砂石料排至上方。當(dāng)然，砂石填料8層的橫截面不一定是標(biāo)準(zhǔn)的圓環(huán)狀，也可能是橢圓環(huán)或其他形狀，但其周向的最小跨徑需大于擴(kuò)徑套箍3外徑，由此擴(kuò)徑套箍3外側(cè)會有砂石填料8以便形成排水通道4。

另外，盡管擴(kuò)徑套箍3需盡量貼合固定于樁身上，但擴(kuò)徑套箍3與預(yù)制樁樁身間可以設(shè)置有空隙通道，作為豎向排水通道。如圖2所示，可以花瓣形形式沿樁身橫截面外圍環(huán)繞布設(shè)多個半圓形的通孔，使擴(kuò)徑套箍3下方的水無需繞過套箍，可以直接從通孔中排出。當(dāng)然，空隙通道的形狀并不一定采用圖中的形式，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計。當(dāng)擴(kuò)徑套箍3外側(cè)的沙石填料厚度不夠時，可調(diào)整空隙通道的大小，以提高排水效率。

樁底擴(kuò)大樁尖與預(yù)制管樁樁身1的連接處可采用多種形式進(jìn)行加固，本實(shí)施例中為塞入式的設(shè)計。如圖中的樁底擴(kuò)大樁尖(塞入式)5所示，樁底擴(kuò)大樁尖頂部設(shè)置一個與樁身內(nèi)中空截面匹配的凸起，然后將其塞入預(yù)制管樁樁身1中。

當(dāng)然，上述實(shí)施例存在較多的變形，比如在另一實(shí)施例中，如圖3所示，其樁底擴(kuò)大樁尖可采用套箍式設(shè)計，即圖中的樁底擴(kuò)大樁尖(套箍式)6。另外，如圖4所示，預(yù)制管樁樁身1也可替換成預(yù)制方樁樁身2。

另外，本實(shí)用新型還提供一種實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的外加套箍預(yù)制樁填砂石施工方法，包括如下步驟：

步驟1.在預(yù)制樁樁身上間隔(具體間隔可根據(jù)試驗(yàn)進(jìn)行確定)固定若干個空心環(huán)狀的擴(kuò)徑套箍3形成節(jié)狀樁，同時在樁身底部固定最大外徑不小于樁身外徑(盡量大于擴(kuò)徑套箍3外徑)的樁底擴(kuò)大樁尖；

步驟2.在預(yù)制樁的待處理地基土9的目標(biāo)施工位置放置直徑大于擴(kuò)徑套箍外徑的護(hù)桶7，護(hù)桶7無蓋無底，僅具有柱狀側(cè)壁，便于填充沙石料；

步驟3.將經(jīng)過步驟1中組裝好的預(yù)制樁一端頂與護(hù)桶7圍成的待處理地基土9表面，然后通過機(jī)械將其打入或壓入土層。在該過程中，樁底擴(kuò)大樁尖在土體中開設(shè)出一條柱狀通道，用于容納樁身。同時，在該過程中需要不斷向護(hù)桶7內(nèi)填送足量的砂石料(至少能夠充分填滿樁身與土體之間的間隙)，在擴(kuò)徑套箍3的帶動下，砂石料隨樁體被帶入地基土中并填充在樁身外圍一定距離內(nèi)，形成一條樁周排水通道4。

步驟4.打樁完成后，取下護(hù)桶7以循環(huán)利用。

為了檢驗(yàn)上述外加套箍填砂石料預(yù)制樁的性能，對該樁體以及外徑與擴(kuò)徑套箍3相同的預(yù)制樁，在相同壁厚、樁長、配樁形式及施工方法條件下，進(jìn)行了靜載荷試驗(yàn)對比。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用本實(shí)用新型的節(jié)狀樁結(jié)構(gòu)其承載力相較外徑與該樁的擴(kuò)徑套箍3相同的預(yù)制樁提高了10％-20％左右，承載力與更大直徑預(yù)制樁承載力相當(dāng)，在不影響承載能力的同時其制造成本得到了有效降低。在該結(jié)構(gòu)下，樁身節(jié)狀突出部分以及樁端擴(kuò)徑樁尖加強(qiáng)了樁體與樁周土體及底部支撐土層的接觸，使得樁側(cè)摩阻力以及樁端阻力都得到了一定程度的提高，樁基承載能力提升。此外，當(dāng)樁身間隔擴(kuò)徑樁在打入或壓入的過程中，如果在樁周填送砂石料，使得樁周土內(nèi)摩擦角增大，則樁側(cè)摩阻也會相應(yīng)增大，樁基承載能力將會得到進(jìn)一步提升。另外，在地基工后沉降方面，樁周砂石填料8形成的樁周排水通道4可以加快樁周土中超靜孔隙水壓力的擴(kuò)散，加速地基土體固結(jié)，大大減少地基工后沉降。

以上所述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一種較佳的方案，然其并非用以限制本實(shí)用新型。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。