專利名稱：一種預(yù)制擠擴樁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，特別是涉及樁基工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
樁基工程是土木工程領(lǐng)域中重要組成部分之一，目前常用的工程樁形式主要有預(yù) 制樁與灌注樁兩大類別，其中預(yù)制樁包括鋼管樁、預(yù)制方樁、PHC管樁、預(yù)應(yīng)力空心方樁等形 式，其特點是將工程樁預(yù)制成形后置入土體，利用樁與土的共同作用提供抗壓、抗拔、抗彎 或水平承載力。灌注樁包括鉆孔灌注樁、沉管灌注樁等形式，其特點是首先在巖土體中預(yù)成 孔，然后灌入樁體材料成樁。因樁尖持力層或部分樁側(cè)土層強度高，在各類灌注樁中可通 過擴大樁端與土體接觸面來提高樁基承載力，例如竹節(jié)樁、肢盤擴底樁均屬于此類性質(zhì)的 擴孔樁。與灌注樁相比，預(yù)制樁特別是PHC管樁，具有施工速度快、造價低、樁體強度高，施 工質(zhì)量易控制等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于土木工程各領(lǐng)域。但是目前的預(yù)制樁在置入土體前 樁體形狀已經(jīng)確定，能否在預(yù)制樁底部進行擴底來提高預(yù)制樁承載力具有巨大的工程實踐 意義，目前最新的提高預(yù)制樁端部承載力的方法為通過先沉管灌注，然后壓入預(yù)制樁身的 施工方法所完成的擴底樁，但該方法有施工工藝復(fù)雜，造價高、現(xiàn)場施工質(zhì)量難以控制的缺 點，另一類提高預(yù)制樁承載力的方法是通過樁底、樁側(cè)注漿來提高預(yù)制樁承載力，因預(yù)制樁 在施工后已通過擠土與土體緊密連接，因而該方法提高的承載力小且代價高，因此目前高 效的預(yù)制樁擴孔技術(shù)仍是國內(nèi)外的一項空白。發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的第一個目的在于提供第一種預(yù)制擠擴樁施工方法，該預(yù)制擠擴樁施工方 法可以在施工時形成樁底擴大段，可大幅度提高預(yù)制樁承載力，大幅度節(jié)約樁基工程造價， 施工方便，質(zhì)量可靠。該預(yù)制擠擴樁施工方法包括以下步驟a)利用鋼絞線穿越中空的預(yù)制樁中的預(yù)留孔道，將樁塞與中空的預(yù)制樁牢固連 接；b)確定樁位，將底部連接有樁塞的中空的預(yù)制樁沉入預(yù)定深度；c)解除樁塞與中空的預(yù)制樁之間的牢固連接，移開樁塞，并將未凝結(jié)的樁體材料 灌入中空的預(yù)制樁；d)通過中空的預(yù)制樁的中空部位，擠壓未凝結(jié)的樁體材料，使未凝結(jié)的樁體材料 擠入中空的預(yù)制樁下部的土體中，形成樁底擴大段；e)根據(jù)樁底擴大段擴大幅度的需要，確定是否重復(fù)步驟(C)中將未凝結(jié)的樁體材 料灌入中空的預(yù)制樁，并確定是否重復(fù)步驟(d)，直至完成樁底擴大段施工，如樁底擴大段 滿足要求，則不需要本步驟；f)將中空的預(yù)制樁與樁底擴大段及樁塞連接為共同受力體。在上述的預(yù)制擠擴樁施工方法中，上述的未凝結(jié)的樁體材料可以是未凝固的混凝 土、或未凝結(jié)的石灰、或未凝結(jié)的水泥與碎石、粉煤灰、礦渣等材料摻和的混和料中的一種、或不凝結(jié)的碎石等散體材料。本發(fā)明的第二個目的在于提供第二種預(yù)制擠擴樁施工方法，該預(yù)制擠擴樁施工方 法可以順利完成地下水位以下的預(yù)制擠擴樁施工，且可避免水下施工過程中可能出現(xiàn)的流 砂、管涌等災(zāi)害的發(fā)生。該第二種預(yù)制擠擴樁施工方法包括以下步驟a)將樁塞與中空的預(yù)制樁牢固連接；b)確定樁位，將底部連接有樁塞的中空的預(yù)制樁沉入預(yù)定深度；c)向中空的預(yù)制樁的中空部位注水，解除樁塞與中空的預(yù)制樁之間的牢固連接， 移開樁塞，并將未凝結(jié)的樁體材料灌入中空的預(yù)制樁；d)通過中空的預(yù)制樁的中空部位，擠壓未凝結(jié)的樁體材料，使未凝結(jié)的樁體材料 擠入中空的預(yù)制樁下部的土體中，形成樁底擴大段；e)根據(jù)樁底擴大段擴大幅度的需要，確定是否重復(fù)步驟(C)中將未凝結(jié)的樁體材 料灌入中空的預(yù)制樁，并確定是否重復(fù)步驟(d)，直至完成樁底擴大段施工，如樁底擴大段 滿足要求，則不需要本步驟；f)將中空的預(yù)制樁與樁底擴大段及樁塞連接為共同受力體。本發(fā)明的第三個目的是提供第三種預(yù)制擠擴樁施工方法，該預(yù)制擠擴樁施工方法 不需要樁塞，沉樁阻力小，沉樁擠土效應(yīng)小。該第三種預(yù)制擠擴樁施工方法包括以下步驟a)確定樁位，將中空的預(yù)制樁沉入預(yù)定深度；b)取出沉樁過程中進入中空的預(yù)制樁中的土體，并將未凝結(jié)的樁體材料灌入中空 的預(yù)制樁；c)通過中空的預(yù)制樁的中空部位，擠壓未凝結(jié)的樁體材料，使未凝結(jié)的樁體材料 擠入中空的預(yù)制樁下部的土體中，形成樁底擴大段；d)根據(jù)樁底擴大段擴大幅度的需要，確定是否重復(fù)步驟(C)中將未凝結(jié)的樁體材 料灌入中空的預(yù)制樁，并確定是否重復(fù)步驟(d)，直至完成樁底擴大段施工，如樁底擴大段 滿足要求，則不需要本步驟；e)將中空的預(yù)制樁與樁底擴大段連接為共同受力體。本發(fā)明的第四個目的在于提供一種預(yù)制擠擴樁，該預(yù)制擠擴樁能充分發(fā)揮樁端持 力層的潛力，大幅度提高了預(yù)制樁的承載力，造價低。該預(yù)制擠擴樁包括中空的預(yù)制樁、樁底擴大段、樁塞及鋼絞線四部分組成，其中樁 底擴大段位于中空的預(yù)制樁下部，樁塞位于樁底擴大段下部，鋼絞線為穿越樁底擴大段，通 過中空的預(yù)制樁中的預(yù)留孔道，并與樁塞牢固連接的構(gòu)件。在上述的預(yù)制擠擴樁中，上述的鋼絞線下部與樁塞牢固連接，上部可連接至中空 的預(yù)制樁樁頂。在上述的預(yù)制擠擴樁中，可在上述中空的預(yù)制樁的中空部位灌注混凝土。本發(fā)明的預(yù)制擠擴樁及其施工方法，可針對預(yù)制樁進行擴底施工，大幅度提高預(yù) 制樁的抗拔、抗壓承載能力，節(jié)省工程成本。


圖1為本發(fā)明的一個實施例所用的預(yù)制擠擴樁施工方法第一步驟擠擴前樁體結(jié) 構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的一個實施例所用的預(yù)制擠擴樁施工方法第三步驟擠擴前樁體結(jié) 構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的一個實施例所用的預(yù)制擠擴樁施工方法完成后樁體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式作為本發(fā)明的如圖1至圖3所示的一個實施例，主要目的在于介紹預(yù)制擠擴樁施 工方法、擠擴原理、擠擴后形成的預(yù)制擠擴樁的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。在本實施例中介紹的預(yù)制擠擴樁 施工方法的第一步，首先將連接于樁塞(1)上的鋼絞線(3)穿越中空的預(yù)制樁(2)樁身內(nèi) 的預(yù)留孔道(6)，在樁頂將鋼絞線(3)張拉并用錨具(7)固定，樁塞(1)與中空的預(yù)制樁(2) 便通過鋼絞線(3)連接為一整體，對于第三種預(yù)制擠擴樁施工方法，則不需要本步驟。從而 完成本實施例的第一步，進入第二步。在本步驟中，首先根據(jù)設(shè)計施工圖確定樁位，然后將 連接有樁塞(1)的中空的預(yù)制樁( 沉入預(yù)定深度，即進入持力層一定深度，如圖1所示。 從而完成本實施例的第二步，進入本實施例的第三步。在本步驟中，首先通過解除位于樁頂 的錨具(7)對鋼絞線(3)的約束，便解除了樁塞⑴與中空的預(yù)制樁(2)之間的牢固連接， 利用直徑小于中空的預(yù)制樁O)的中空部位(5)直徑的送樁器將樁塞(1)壓入更深的土 中，在中空的預(yù)制樁( 底部形成孔洞，然后拔出送樁器或通過送樁器將未凝結(jié)的樁體材 料灌入中空部位(5)內(nèi)，未凝結(jié)的樁體材料可以是未凝結(jié)的干硬混凝土、或未凝結(jié)的石灰、 或未凝結(jié)的水泥與碎石、粉煤灰、礦渣等材料摻和的混和料中的一種，或不凝結(jié)的碎石等散 體材料。在本步驟中，還可以將未凝結(jié)的樁體材料先灌入中空部位(5)，直接通過擠壓未凝 結(jié)的樁體材料，將樁塞(1)壓入土體。在本步驟中，如遇地下水，則可使用第二種預(yù)制擠擴 樁施工方法進行施工，為了避免在移開樁塞(1)時地下水的涌入可能產(chǎn)生的流砂、管涌等 災(zāi)害，可在移開樁塞(1)前將中空的預(yù)制樁O)的中空部位(5)灌滿水，以平衡外部水壓。 對于第三種預(yù)制擠擴樁施工方法，則不需要移開樁塞(1)，只需在沉樁完成后取出中空部位 (5)中的土體即可，為了便于擴孔，還可以進一步取出樁尖以下的部分土體。取土方法可采 用鉆孔取土、也可采用水沖取土等方法取土。從而完成本發(fā)明的第三步，進入第四步。在本 步驟中，只需通過中空的預(yù)制樁O)的中空部位(5)，利用送樁器擠壓未凝結(jié)的樁體材料， 便可使未凝結(jié)的樁體材料擠入中空的預(yù)制樁( 下部的土體中，形成如圖3所示的樁底擴 大段G)，從而完成本實施例的第四步，進入第五步。本步驟主要是根據(jù)樁底擴大段的 擴大幅度需求，確定是否需要重復(fù)第三步中的未凝結(jié)的樁體材料的灌入及是否需要重復(fù)第 四步擠壓未凝結(jié)的樁體材料而繼續(xù)擴孔，直至擴孔幅度滿足設(shè)計要求。從而完成本實施例 的第五步，進入第六步。在本步驟中可針對不同的受力樁型采取不同的方式將中空的預(yù)制 樁( 與樁底擴大段(4)及樁塞(1)連接為共同受力體，對于承壓樁，可通過樁底擴大段 ⑷的凝結(jié)將中空的預(yù)制樁⑵連為整體，共同受力，也可以在樁塞(1)、中空的預(yù)制樁⑵ 及樁底擴大段⑷之間插筋，以增加其整體性。對于抗拔樁，則可將鋼絞線⑶與樁塞⑴ 連接，并使鋼絞線C3)穿越樁底擴大段(4)到達樁頂直接提供抗拔承載力，還可以通過在樁 頂適度張拉鋼絞線(3)，然后將其固定于樁頂，使樁塞(1)、中空的預(yù)制樁(2)與樁底擴大段(4)牢固連接為共同受力體。從而完成本發(fā)明的預(yù)制擠擴樁施工方法。在施工完成后可形 成如圖3所示的預(yù)制擠擴樁，包括中空的預(yù)制樁O)、樁底擴大段、樁塞(1)及鋼絞線 (3)四部分組成，其中樁底擴大段(4)位于中空的預(yù)制樁(2)下部，樁塞(1)位于樁底擴大 段(4)下部，鋼絞線(3)為穿越樁底擴大段G)，通過中空的預(yù)制樁O)中的預(yù)留孔道(6)， 并與樁塞(1)牢固連接的構(gòu)件。 本專利包括但不限于本領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)人士可替代使用的其他施工方法。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)制擠擴樁施工方法，其特征是包括以下步驟a)利用鋼絞線(3)穿越中空的預(yù)制樁O)中的預(yù)留孔道(6)，將樁塞(1)與中空的預(yù) 制樁⑵牢固連接；b)確定樁位，將底部連接有樁塞(1)的中空的預(yù)制樁( 沉入預(yù)定深度；c)解除樁塞⑴與中空的預(yù)制樁(2)之間的牢固連接，移開樁塞(1)，并將未凝結(jié)的樁 體材料灌入中空的預(yù)制樁O)；d)通過中空的預(yù)制樁(2)的中空部位(5)，擠壓未凝結(jié)的樁體材料，使未凝結(jié)的樁體材 料擠入中空的預(yù)制樁( 下部的土體中，形成樁底擴大段；e)根據(jù)樁底擴大段(4)擴大幅度的需要，確定是否重復(fù)步驟(c)中將未凝結(jié)的樁體材 料灌入中空的預(yù)制樁O)，并確定是否重復(fù)步驟(d)，直至完成樁底擴大段(4)施工，如樁底 擴大段(4)滿足要求，則不需要本步驟；f)將中空的預(yù)制樁( 與樁底擴大段(4)及樁塞(1)連接為共同受力體。
2.一種預(yù)制擠擴樁施工方法，其特征是包括以下步驟a)將樁塞⑴與中空的預(yù)制樁(2)牢固連接；b)確定樁位，將底部連接有樁塞(1)的中空的預(yù)制樁( 沉入預(yù)定深度；c)向中空的預(yù)制樁O)的中空部位(5)注水，解除樁塞(1)與中空的預(yù)制樁(2)之間 的牢固連接，移開樁塞(1)，并將未凝結(jié)的樁體材料灌入中空的預(yù)制樁O) ；d)通過中空的 預(yù)制樁O)的中空部位(5)，擠壓未凝結(jié)的樁體材料，使未凝結(jié)的樁體材料擠入中空的預(yù)制 樁(2)下部的土體中，形成樁底擴大段；e)根據(jù)樁底擴大段(4)擴大幅度的需要，確定是否重復(fù)步驟(c)中將未凝結(jié)的樁體材 料灌入中空的預(yù)制樁O)，并確定是否重復(fù)步驟(d)，直至完成樁底擴大段(4)施工，如樁底 擴大段(4)滿足要求，則不需要本步驟；f)將中空的預(yù)制樁O)與樁底擴大段(4)及樁塞(1)連接為共同受力體。
3.一種預(yù)制擠擴樁施工方法，其特征是包括以下步驟a)確定樁位，將中空的預(yù)制樁( 沉入預(yù)定深度；b)取出沉樁過程中進入中空的預(yù)制樁O)中的土體，并將未凝結(jié)的樁體材料灌入中空 的預(yù)制樁⑵；c)通過中空的預(yù)制樁(2)的中空部位(5)，擠壓未凝結(jié)的樁體材料，使未凝結(jié)的樁體材 料擠入中空的預(yù)制樁( 下部的土體中，形成樁底擴大段；d)根據(jù)樁底擴大段(4)擴大幅度的需要，確定是否重復(fù)步驟(c)中將未凝結(jié)的樁體材 料灌入中空的預(yù)制樁O)，并確定是否重復(fù)步驟(d)，直至完成樁底擴大段(4)施工，如樁底 擴大段(4)滿足要求，則不需要本步驟；e)將中空的預(yù)制樁O)與樁底擴大段(4)連接為共同受力體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制擠擴樁施工方法，其特征是上述的未凝結(jié)的樁體材料可 以是未凝固的混凝土、或未凝結(jié)的石灰、或未凝結(jié)的水泥與碎石、粉煤灰、礦渣等材料摻和 的混和料中的一種、或不凝結(jié)的碎石等散體材料。
5.一種預(yù)制擠擴樁，其特征是包括中空的預(yù)制樁O)、樁底擴大段、樁塞(1)及鋼 絞線(3)四部分組成，其中樁底擴大段(4)位于中空的預(yù)制樁(2)下部，樁塞(1)位于樁底 擴大段(4)下部，鋼絞線(3)為穿越樁底擴大段G)，通過中空的預(yù)制樁O)中的預(yù)留孔道(6)，并與樁塞(1)牢固連接的構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)制擠擴樁，其特征是上述的鋼絞線(3)下部與樁塞(1)牢 固連接，上部可連接至中空的預(yù)制樁(2)樁頂。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)制擠擴樁，其特征是可在上述中空的預(yù)制樁(2)的中空部 位(5)灌注混凝土。
全文摘要
本發(fā)明涉及樁基工程領(lǐng)域中的一種預(yù)制擠擴樁及其施工方法，該方法包括以下步驟a)牢固連接樁塞(1)與中空的預(yù)制樁(2)；b)沉樁施工；c)灌料施工；d)將未凝結(jié)的樁體材料擠入中空的預(yù)制樁(2)下部的土體中，形成樁底擴大段(4)；e)重復(fù)上述步驟，直至完成樁底擴大段(4)施工；f)將受力構(gòu)件連接為共同受力體。在本發(fā)明中，可通過向中空的預(yù)制樁(2)中注水解決水下施工中可能遇到的流砂、管涌等問題，還可以采用沉樁后取土代替樁塞(1)的方法進行施工，該種樁型施工方便，質(zhì)量可靠，大幅度提高了目前廣泛應(yīng)用的PHC管樁、空心方樁、鋼管樁等中空預(yù)制樁的端部承載力，可作為抗拔、抗壓承載樁，承載力高，造價低。
文檔編號E02D5/50GK102051877SQ20101056883
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者張繼紅 申請人:張繼紅