專利名稱：一種新型樹根形結(jié)構(gòu)樁及其施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種可廣泛應(yīng)用在建筑工程、橋梁工程、市政工程、水利工程等各種 基礎(chǔ)承力的混凝土樁，具體地說是涉及新型的樹根狀樁的結(jié)構(gòu)及施工工藝，特別適用于地 基承載力弱，有抗拔、抗滑等要求的情況。
背景技術(shù)：
樁是一種古老的工藝，在古代的房屋、橋梁的建筑等方面都發(fā)揮了重要的作用。早 在7000 8000年前的新石器時(shí)代，人們?yōu)榱朔乐姑瞳F侵犯，曾在湖泊和沼澤地里栽木樁筑 平臺(tái)來修建居住點(diǎn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，在現(xiàn)代的土木水利工程中，樁依然顯示了強(qiáng)大的生命力，其類型 也是多種多樣。根據(jù)樁身材料的不同可以劃分分木樁、混凝土攪拌樁、鋼管樁、鋼板樁、鋼 筋混凝土樁(預(yù)制、現(xiàn)澆，普通鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土 ；方形、圓形、管狀)等；根據(jù)用途可 以劃分為抗壓樁(常見)、抗拔樁、抗滑樁、支護(hù)(圍護(hù))樁、止水樁；根據(jù)施工工藝可以劃分 為非擠土類的有人工挖孔樁、沖(鉆)孔灌注樁等，擠土類的有沉管灌注樁(靜壓、振動(dòng)、錘 擊)、預(yù)制樁(普通鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土 ；方形、圓形、管狀)、鋼樁等。目前，在建筑工程，橋梁工程、市政工程、水利工程等工程建設(shè)中，所涉及的建筑物 都在向高層、大跨度、重型化方向發(fā)展，因此對(duì)對(duì)樁的承載力和摩阻力提出了很高的要求。 在現(xiàn)階段一般是采取加大樁的截面和長(zhǎng)度或增加樁的數(shù)量來提高樁基礎(chǔ)的荷載，但是這樣 顯著提高了樁的成本，增加了工程的造價(jià)，尤其是在復(fù)雜的地基如軟土地基上，由于樁的承 載力和摩阻力不足給設(shè)計(jì)和施工帶來的難度屢見不鮮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的樁承載力不高、抗拔和抗滑能力不強(qiáng)等不 足，提出了一種承載力高、摩阻力大、穩(wěn)定性好的新型樹根形結(jié)構(gòu)樁及其施工工藝，可廣泛 應(yīng)用與土木水利工程中。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種新型樹根形結(jié)構(gòu)樁，其特征是是它包括空心柱，在空心柱的下端設(shè)有頂蓋，空心柱 的下端設(shè)有底座，空心柱的側(cè)壁設(shè)有與空心樁內(nèi)部相通的伸縮節(jié)，空心柱內(nèi)裝有膨脹劑。所述空心柱截面為圓柱形或正方形。所述伸縮節(jié)設(shè)有四根，它們平均分布在圓柱形空心柱下部的圓周上或正方形空心 柱的四周側(cè)壁上。所述帶伸縮節(jié)的空心樁在混凝土柱的長(zhǎng)度方向上設(shè)有兩個(gè)。一種如上所述的新型樹根形結(jié)構(gòu)樁的施工工藝，其特征是其施工步驟為(1)首先確定樁的位置，然后在預(yù)定的樁位采用鉆孔方法鉆入設(shè)計(jì)深度的土孔；(2)鉆孔完畢后，向洞孔底部放入空心柱，然后使空心柱內(nèi)的膨脹劑反應(yīng)膨脹；(3)在膨脹劑的膨脹作用下，伸縮節(jié)開始向外延伸，插入土體后形成類似于樹根的形狀；(4)打開蓋頂，向空心柱內(nèi)灌注混凝土填充料；(5)繼續(xù)向空心柱內(nèi)灌注混凝土填充料，當(dāng)達(dá)到一定高度時(shí)，在混凝土填充料未固結(jié)的 時(shí)候，再在土孔中放置一根空心柱，振搗，使空心柱與下部混凝土填充料充分粘結(jié)，然后用 膨脹劑使新放入的空心柱伸縮節(jié)伸出；(6)繼續(xù)向空心柱中灌注混凝土填充料，直到施工結(jié)束。所述膨脹劑為氣體膨脹劑或無聲膨脹劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本類型的樁，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、應(yīng)用范圍廣，可以在不改變樁長(zhǎng)度和截面面積的前提下， 明顯地增大樁基與周圍土層之間的接觸面積，因此增加了樁的承載力、摩阻力和穩(wěn)定性。此 外，樁的抗拔和抗滑性能均有了顯著的提高。


圖1是本發(fā)明一種整樁的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明空心柱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1沿A-A線的斷面放大圖。圖4是圖2沿B-B線的斷面放大圖。1- 附圖中，1、空心柱；2、伸縮節(jié)；3、膨脹劑；4、頂蓋；5、卡座；6、底座；7、填充料；8、樁周土。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明如圖1-4所示，本發(fā)明樹根狀的主體結(jié)構(gòu)為空心柱1，空心柱1是一個(gè)四周開有孔洞中 下部用鋼板隔開的剛性柱，由鋼板或鋼筋混凝土板組成。在空心柱1的下端設(shè)有頂蓋4，空 心柱1的下端設(shè)有底座6，空心柱1的側(cè)壁設(shè)有與空心樁1內(nèi)部相通的伸縮節(jié)2，伸縮節(jié)2 由一系列粗細(xì)不一的管子組成，在設(shè)置卡箍，使伸縮節(jié)2只能向前伸且伸后再也無法回縮。 開始時(shí)，伸縮節(jié)3未伸展，基本位于空心柱1內(nèi)部?？招闹?內(nèi)裝有膨脹劑3，膨脹劑的用量 根據(jù)樁徑的不同選擇合適的用量。根據(jù)需要，空心柱1截面可以采用圓柱形、正方形或菱形 等。伸縮節(jié)2設(shè)置三到四根，它們平均分布在圓柱形空心柱1下部的圓周上或正方形空心 柱1的四周側(cè)壁上。并且為了保證柱體的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以為帶伸縮節(jié)2的空心樁1在 混凝土柱的長(zhǎng)度方向上設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上。上述樹根形狀的具體施工步聚如下(1)首先經(jīng)過計(jì)算，確定樁的位置，然后在預(yù)定的樁位采用適當(dāng)?shù)你@孔方法鉆入設(shè)計(jì)深 度的土孔，例如采用用螺旋鉆頭、沖擊鉆頭等鉆孔方法。(2)鉆孔完畢后，向洞孔底部放入空心柱，然后根據(jù)空心柱內(nèi)膨脹劑的具體要求取 選其點(diǎn)火方式使空心柱內(nèi)的膨脹劑反應(yīng)膨脹。膨脹劑為可以是氣體膨脹劑或無聲膨脹劑。(3)在膨脹劑的膨脹作用下，伸縮節(jié)開始向外延伸，插入土體后形成類似于樹根的 形狀。(4)打開蓋頂，向空心柱內(nèi)灌注混凝土填充料，使伸縮節(jié)具有更高的的強(qiáng)度、完整地與周圍土體粘結(jié)。填充料可以選用混凝土，也可以選用水泥漿、水泥土、或者其他在樁基 礎(chǔ)中采用的填充材料。(5)繼續(xù)向空心柱內(nèi)灌注混凝土填充料，當(dāng)達(dá)到一定高度時(shí)(根據(jù)實(shí)際情況可選 2 5m)，在混凝土填充料未固結(jié)的時(shí)候，再在土孔中放置一根空心柱，振搗，使空心柱與下 部混凝土填充料充分粘結(jié)，然后用膨脹劑使新放入的空心柱伸縮節(jié)伸出。(6)繼續(xù)向空心柱中灌注混凝土填充料，直到施工結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種新型樹根形結(jié)構(gòu)樁，其特征是它包括空心柱(1)，在空心柱(1)的下端設(shè)有頂蓋 (4)，空心柱(1)的下端設(shè)有底座(6)，空心柱(1)的側(cè)壁設(shè)有與空心樁(1)內(nèi)部相通的伸縮 節(jié)(2)，空心柱(1)內(nèi)裝有膨脹劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型樹根形結(jié)構(gòu)樁，其特征是所述空心柱(1)截面為圓柱形 或正方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型樹根形結(jié)構(gòu)樁，其特征是所述伸縮節(jié)(2)設(shè)有四根，它們 平均分布在圓柱形空心柱(1)下部的圓周上或正方形空心柱(1)的四周側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型樹根形結(jié)構(gòu)樁，其特征是所述帶伸縮節(jié)(2)的空心樁(1) 在混凝土柱的長(zhǎng)度方向上設(shè)有兩個(gè)。
5.一種如權(quán)利1要求所述的新型樹根形結(jié)構(gòu)樁的施工工藝，其特征是其施工步驟為(1)首先確定樁的位置，然后在預(yù)定的樁位采用鉆孔方法鉆入設(shè)計(jì)深度的土孔；(2)鉆孔完畢后，向洞孔底部放入空心柱，然后使空心柱內(nèi)的膨脹劑反應(yīng)膨脹；(3)在膨脹劑的膨脹作用下，伸縮節(jié)開始向外延伸，插入土體后形成類似于樹根的形狀；(4)打開蓋頂，向空心柱內(nèi)灌注混凝土填充料；(5)繼續(xù)向空心柱內(nèi)灌注混凝土填充料，當(dāng)達(dá)到一定高度時(shí)，在混凝土填充料未固結(jié)的 時(shí)候，再在土孔中放置一根空心柱，振搗，使空心柱與下部混凝土填充料充分粘結(jié)，然后用 膨脹劑使新放入的空心柱伸縮節(jié)伸出；(6)繼續(xù)向空心柱中灌注混凝土填充料，直到施工結(jié)束。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型樹根形結(jié)構(gòu)樁的施工工藝，其特征是所述膨脹劑為氣體 膨脹劑或無聲膨脹劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型樹根形結(jié)構(gòu)樁，其特征是它包括空心柱(1)，在空心柱(1)的下端設(shè)有頂蓋(4)，空心柱(1)的下端設(shè)有底座(6)，空心柱(1)的側(cè)壁設(shè)有與空心樁(1)內(nèi)部相通的伸縮節(jié)(2)，空心柱(1)內(nèi)裝有膨脹劑。本發(fā)明上述樹根形結(jié)構(gòu)樁的施工工藝，在施工過程中伸縮節(jié)像樹根一樣向外延伸，外伸縮節(jié)伸展完畢后，通過灌注混凝土等填充材料，使樁具有更高的強(qiáng)度、完整地與周圍土體粘結(jié)。本類型的樁，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、應(yīng)用范圍廣，可以在不改變樁長(zhǎng)度和截面面積的前提下，明顯地增大樁基與周圍土層之間的接觸面積，因此增加了樁的承載力、摩阻力和穩(wěn)定性。此外，樁的抗拔和抗滑性能均有了顯著的提高。
文檔編號(hào)E02D5/38GK102051876SQ201010580559
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者孟慶祥, 樊舒婕, 王偉 申請(qǐng)人:河海大學(xué)