[发明专利]现浇五星形端部螺纹锥形桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑桩基础技术领域，尤其涉及一种现浇五星形端部螺纹锥形桩及其施工方法。

背景技术

桩基主要通过桩侧的摩阻力和桩端阻力来承担上部建筑物荷载。桩周土因自身固结、浸水湿陷、场地填土、地面堆载、桩顶荷载、地下水位下降等原因产生的沉降大于桩体沉降时，桩侧将产生负摩阻力。这种摩阻力构成了承压桩荷载的一部分，减少了桩的承载力，还可能引起较大的沉降。

负摩阻力的产生有以下不利影响：降低桩基承载力、使桩基础沉降增加、减小桩身强度的安全储备、严重时甚至会导致基础破坏、上部结构物不均匀沉降等一系列的工程事故。因此，研发一种经济、有效的削减负摩阻力的新型桩基，显得尤为迫切。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能有效地同时降低负摩阻力和提高桩侧正摩阻力，且更经济的现浇五星形端部螺纹锥形桩及其施工方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

现浇五星形端部螺纹锥形桩，其特征在于，它包括塑料套管及填充于所述塑料套管空腔内的桩身，所述桩身的横截面为五星形，所述桩身的截面积自上而下是逐渐减小的且桩身纵向上呈倒锥形，所述塑料套管的管壁的下端部为螺纹管壁。

上述方案中，所述塑料套管的管壁的上端部也为螺纹管壁。

现浇五星形端部螺纹锥形桩的施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）将塑料套管伸入至横截面为五星形钢制套管中，使塑料套管的尖端与五星形桩靴相连，所述钢制套管和塑料套管构成沉桩专用沉模装置，所述塑料套管的横截面为五星形，所述塑料套管的截面积自上而下是逐渐减小的且纵向上呈倒锥形，所述塑料套管的管壁的下端部为螺纹管壁；

（2）平整场地并将振动打桩机就位；

（3）启动振动打桩机的振动头向下振动，使五星形钢制套管与塑料套管一起沉入地基土中；

（4）当沉模装置达到设计深度后，将高压泵泵管的管口伸入到塑料套管底部；

（5）启动振动头，振动向上拔出五星形钢制套管，并同时通过高压泵向塑料套管内注入混凝土，高压泵泵管随五星形钢制套管同步抬升，从下往上逐渐注入混凝土，与五星形钢制套管分离的塑料套管迅速膨胀至与五星形钢制套管抬升后所形成的孔壁接触，并被混凝土充填，待五星形钢制套管完全拔出地面后，即得到现浇五星形端部螺纹锥形桩。

上述方案中，所述步骤4）中还包括在将高压泵泵管的管口伸入到塑料套管底部之前将钢筋笼放入至塑料套管的空腔内的步骤。

上述方案中，所述塑料套管的管壁的上端部也为螺纹管壁。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果是：

1）由于本发明的桩身的截面积为五星形，在达到桩基同等承载力条件下，与圆形截面相比有较大的比表面积，可明显节约混凝土的用量；

2）由于本发明的桩身的截面积自上而下是逐渐减小的且桩身纵向上呈倒锥形，故在采用同样的沉管方式下，其处理深度更深，且锥形桩身能提高桩侧正摩阻力，并同时能有效降低负摩阻力对桩身的影响；

3）由于塑料套管的下端部螺纹设置使得填充于其中的混凝土桩身也具有下端部螺纹结构，而螺纹的设置可有效地提高桩侧正摩阻力，合理设计可以替换常规的扩底操作，施工更简单；

4）当负摩阻力不存在后，采用下端部和上端部螺纹管壁，可以提高桩侧的正摩阻力，从而提高桩的利用率；

5）本施工工艺简单、可操作性强、施工压入效率高、单桩承载力高。

因此，本发明的现浇五星形端部螺纹锥形桩明显节约了混凝土的用量，提高了单位材料强度利用率，更显著提高了桩侧正摩阻力，并更大程度的消除了负摩阻力对桩基的影响。锥形桩身、端部螺纹和五星形截面，三者之间相互影响，互相促进且互不冲突，本发明将三者的优势合为一体且克服了各自的不足，以更经济的手段最大程度的提高桩的承载力。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的现浇五星形端部螺纹锥形桩的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明实施例一提供的塑料套管通过绳索伸入至五星形钢制套管的示意图。

图4为本发明实施例一提供的沉模装置的结构示意图。

图5为将五星形钢制套管和塑料套管及桩靴放置于振动打桩机的振动头下方的状态示意图。

图6为本发明实施例一提供的钢制盖板的结构示意图。

图7为本发明实施例一提供的施工过程示意图。

图8为本发明实施例二提供的现浇五星形端部螺纹锥形桩的结构示意图。

具体实施方式