[发明专利]大断面沉管灌注混凝土后压浆空心方桩及其制作方法

权利要求书

1.一种大断面沉管灌注混凝土后压浆空心方桩，其特征是：该方桩的结构包括现浇外方内圆桩身，外方内圆桩身内设有钢筋笼或不设钢筋笼，在外方内圆桩身的上部设有后浇桩帽，在外方内圆桩身的底部设有预制桩尖，形成外方内圆的空心方桩；

设有钢筋笼的外方内圆的空心方桩最小壁厚为150mm；不设钢筋笼的空心方桩最小壁厚为100mm。

2.根据权利要求1所述的空心方桩，其特征是：所述预制桩尖的形状为外方内圆，预制桩尖的上部设有凸缘，下部设有外方内圆的倾斜锥体。

3.根据权利要求1所述的空心方桩，其特征是：所述大断面沉管灌注混凝土后压浆空心方桩的断面尺寸为800×800～1200×1200mm。

4.根据权利要求1所述大断面沉管灌注混凝土后压浆空心方桩的施工方法，该方法包括以下步骤：(以下简称空心方桩)

1)选择空心方桩断面尺寸和桩长

根据空心方桩需承担的荷载、地质土层分布情况，按建筑桩基技术规范JGJ94-2008计算土体对桩提供的垂直和水平承载力特征值；同时按所述技术规范估算采用后压浆工艺土体对桩提供的垂直侧摩阻力和桩端阻力、水泥浆压力和注浆量；核算机械液压步履式打桩机液压高频振动锤设备沉桩能力因素，选择空心方桩外方尺寸和桩长；

按土体对桩提供的垂直和水平承载力1.1倍核算空心方桩的抗压强度和抗剪强度，选择空心方桩内圆尺寸，确定空心方桩断面尺寸；

用于桩基、基坑支护工程时，选择设有钢筋笼的空心方桩，并计算钢筋笼的配筋量；

用于刚性复合地基时，选择不设钢筋笼素混凝土的空心方桩；

2)预制混凝土的外方内圆预制桩尖；

3)配制与空心方桩相应的内圆钢套管、外方钢套管，在外方钢套管的四周边1/3及2/3处设有至少一个肋筋板；

4)绑扎钢筋笼，当土体对桩基提供的抗力小于空心方桩的抗压强度，需要进行后压浆施工以提高土体对桩基提供的抗力时，应在钢筋笼上安放后压浆管及阀；

当用于基坑支护工程时，需要在钢筋笼上安放腰梁预埋件和后压浆管及阀；

5)平整场地，清除障碍物，确定桩位，安放预制桩尖；

6)用附在液压步履式打桩机沉桩导向架上的夹持器锁定配制的内圆钢套管、外方钢套管的上端，移动所述打桩机至桩位，校正桩位和桩垂直度，将配制的内圆钢套管、外方钢套管的下端卡住安放好的预制桩尖；

7)用附在液压步履式打桩机通过沉桩导向架上的液压高频振动锤将与所述空心桩尖相连的配制的内圆钢套管、外方钢套管振动下沉至设计标高，随着内圆钢套管、外方钢套管振动的下沉，通过设在外方钢套管一侧壁上的出泥孔，将挤出的泥土排出；

8)打开沉桩导向架上的夹持器，在内圆钢套管、外方钢套管之间的空心腔体内放入绑扎好的钢筋笼，重新用沉桩导向架上的夹持器锁定配制的内圆钢套管、外方钢套管的上端；

9)通过附在外方钢套管上部的混凝土受料口灌注混凝土，边振动上拔内圆钢套管、外方钢套管，边在内圆钢套管、外方钢套管之间的空心腔体内灌注混凝土成桩，空心方桩的充盈系数为1.1；清除出泥孔内挤出的泥土；

当灌注素混凝土的空心方桩时，直接向所述空心腔体内填充素混凝土；

10)当土体对桩基提供的抗力小于空心方桩的抗压强度时，3～15天后，需通过钢筋笼上的压浆管及阀，对上述已施工的混凝土成桩进行桩侧、桩底后压浆施工；

11)凿除已施工的沉管灌注钢筋混凝土后压浆空心方桩顶部松散混凝土，并挖除已成型的空心方桩内圆内的部分泥土，在已成型的空心方桩上部浇注钢筋混凝土桩帽，并预留与上部结构承台或帽梁连接的钢筋；

对灌注素混凝土的空心方桩，凿除素灌注素混凝土的空心方桩顶松散混凝土，并挖除空心方桩的内圆内的部分泥土，在素混凝土后压浆空心方桩上部浇注素混凝土桩帽。

5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征是：所述钢筋笼的相邻两壁之间设有加强筋，所述安放后压浆管及阀的位置是在钢筋笼的一对角处设有侧压浆管及阀，在钢筋笼另一对角的加强筋处设有底压浆管及阀。