[发明专利]填砂复合桩、成桩装置及其成桩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桩体及其成桩装置、成桩方法，特别是涉及一种在建筑工程中作为基础的填砂复合桩、成桩装置及其成桩方法。

背景技术

我国沿海城市广布的软土地基中的多层、小高层建筑，其基础费用一直居高不下，各类基础型式使用的效果又参差很大。这些软土地基中的软土呈流塑、半流塑状或可塑状，高压缩性，加上透水性差, 属高敏感性土，一经扰动，力学性质剧减，恢复周期甚长。在这类地基上的多层、小高层建筑设计中，使用最多的是预应力混凝土筒桩，该产品质量稳定、施工速度快、无污染、经济性价比好，但在有深厚软土层中，因单桩承载力偏低，布桩过密，经常造成桩身上浮、偏位和断裂现象。

中国专利公告号CN2673944Y，公开了一种大头填砂预应力管桩，其包含有预应力钢筋混凝土的管状桩身，在管桩桩端，有另行预制的钢筋混凝土、或混凝土、或钢制的桩大头，桩大头直径大于管桩桩身直径8-40cm；在管桩桩身，每隔1-7m，有一条凸出的宽5-25cm、高5-20cm的混凝土或钢筋混凝土肋，两肋间充填砂或沙砾，肋的横截面为梯形、等腰梯形或直角梯形。该大头填砂预应力管桩为预制件，不仅要增加人力物力将其运输至施工场地，而且将其打入地下的施工成本较高。

中国专利公告号CN2712587Y，公开了一种竹节状预应力管桩钢模，其包含有两块长条状半圆形用紧固件拧紧的主体钢模，主体钢模每间隔1-4m，有一条横截面为直角梯形、或近直角梯形、或等腰梯形的环状凹槽，凹槽横截面四条边长5-40cm，环状凹槽与主体钢模接合部及环状凹槽两棱角中部分或全部设R角。该竹节状预应力管桩钢模是作为预制竹节状预应力管桩的模具，仅适合用于预制件，不能作为现场浇筑混凝土之用途，其制作成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在筒桩桩周外侧填砂固化的现浇混凝土复合筒桩，以解决背景技术中存在的单个桩在深厚软土层地基中的承载力偏低以及采用预制件施工成本较高的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种填砂复合桩，包括植入土层的桩体，所述桩体桩周外侧具有填砂固化层，所述填砂固化层为在桩体桩周外侧填砂后使软土固化所形成的与桩体连为一体的固化层。在有深厚软土层的地基中，在桩体桩周外侧填砂，能改良桩周土壤，快速释放孔隙水压，促进软土固化，从而大幅提高单桩承载力。

作为优选，所述桩体为现浇混凝土大直径薄壁筒桩。桩体采用筒桩可节省材料，节约成本。

本发明填砂复合桩的有益效果是：在有深厚软土层的地基中，在筒桩桩周外侧填砂，能改良桩周土壤，快速释放孔隙水压，促进软土固化，从而大幅提高单桩承载力，并且节约了成本。

本发明的目的还在于提供一种用于制造上述填砂复合桩的成桩装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种成桩装置，包括双层钢护筒和桩尖，在所述双层钢护筒的外护筒的外柱面上套有若干个用于排土的排土环。当把该成桩装置打入土层时，外护筒上的排土环会排开桩周的泥土，形成一定距离的空腔，这时在空腔中填砂，能改良桩周土壤，快速释放孔隙水压，促进软土固化，从而大幅提高了形成的桩体的承载力，由于是现场浇筑混凝土，降低了施工成本。

作为优选，所述排土环呈环状，套于双层钢护筒的外柱面上，所述排土块的内径与双层钢护筒的外护筒的外径适配，所述相邻的排土环之间连接有可根据现场施工需要调节长度的丝绳，所述桩尖与其相邻的排土环之间也连接有丝绳。拔起成桩装置的时候，该排土环与桩尖一起脱落，并与灌入的混凝土形成连接为一体的桩体，排土环也可于根据实际现场施工需要设计成其他有利于成桩的形状，如排土环的断面呈直角三角形或圆形等，并且也可将其做成类似翻板的活动结构，在打入成桩装置的时候，翻板处于打开状态，方便排土，在拔起成桩装置的时候，翻板处于闭合状态，贴合于护筒表面，不会提起泥土。

作为优选，所述桩尖为扩大头桩尖。桩尖为扩大头桩尖，即桩尖的外圆直径大于双层钢护筒的外护筒的外径，这样桩尖也能够排开泥土，具有排土环的作用。

作为优选，所述桩尖为齿形桩尖。桩尖为齿形桩尖，这样桩尖也能够排开泥土，具有排土环的作用，该桩尖的齿牙可设计成若干个，其形状可设计成三角形或方形等多种形状。

本发明成桩装置的有益效果是：当把该成桩装置打入土层时，外护筒上的排土环会排开桩周的泥土，形成一定距离的空腔，这时在空腔中填砂，能改良桩周土壤，快速释放孔隙水压，促进软土固化，从而大幅提高了形成的桩体的承载力，并且其施工成本较低。

本发明的目的还在于提供一种制造上述填砂复合桩的成桩方法。