[实用新型]一种囊袋扩底刚柔组合桩

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种囊袋扩底刚柔组合桩，特别涉及一种自下而上桩体抗弯抗剪性能逐渐提高、桩底设有高压注浆囊袋的组合桩，属于地基处理领域，适用于软土地基处理工程，特别适用于非嵌岩桩、非深厚坚硬持力层的建筑物桩基工程。

背景技术

刚柔复合桩基承载力是由桩和桩间土共同提供的，通过刚柔组合桩的施工，实现对桩间土的挤密加固，充分发挥和利用地基土的承载潜力，有效地解决软土地基承载力不足的问题。在实际工况中，桩基除了承担竖向荷载或抗拔外，还需抵抗建筑物所受的水平力作用，而桩体不同入土深度所承担的水平荷载也不同，采用同一桩型，在满足最大承载力要求的前提下，部分桩体的水平向承载力没有得到最好的发挥，一定意义上属于材料浪费。

预制管桩具有单桩承载力高、工厂预制质量易控制、施工速度快等优点，用作刚柔复合桩的刚性桩效果显著。常见的预制管桩有预应力混凝土管桩（PC管桩）、预应力混凝土薄壁管桩（PTC管桩）和预应力高强度混凝土管桩（PHC桩），在PHC桩制作技术上创新，延伸出一些新型预制管桩，比如：外壁采用自动埋弧螺旋焊钢管，内壁采用高强混凝土，经离心密实蒸汽压蒸养护而成预制高强混凝土薄壁钢管桩（TSC桩）；在预应力混凝土管桩中加入一定数量的非预应力钢筋，形成一种新型混合配筋预应力管桩（PRC桩）；在PHC桩外侧预制了支盘的预应力混凝土竹节桩（PHDC桩）。所列举的前两种新型管桩与等桩径PHC桩相比，在抵抗水平荷载作用方面有较大的提高，尤其是TSC桩，由于钢管套箍效应，将桩体混凝土单向受力转化为二向受理，提高桩体抗压、抗剪性能。而PHDC桩由于桩侧支盘的存在，改变了桩体与桩周土体的接触面积和传力方式，相比等外径的PHC 桩具有较高的竖向承载力。利用预制管桩的多样性，合理搭配组合可充分发挥桩体竖向和水平向的承载能力，以提高桩体利用率。

另外，桩基在实际工况中主要承担部竖向荷载，为提高桩基竖向承载力，除了增大桩径、选择承载性能更高的桩型等常规方法外，还可采用扩底桩技术，依靠前期成孔扩底或后注浆挤扩等方式使桩体底部直径大于上部桩身直径，可有效提高桩尖承载力（即基底反力）。但是传统钻挖扩孔技术不会挤密桩侧土体，灌注成桩后，桩侧摩阻力并没有有效提升。采用后注浆扩底，利用高压注浆的压密渗透作用可有效提高桩端附近土体的承载性能，但其加固范围不可准确控制，扩底效果不可控。

综上所述，采用刚柔复合桩可发挥和利用桩周土体承载潜力，较有力的克服地基承载力不足问题；利用同桩径的不同预制管桩竖向、水平向承载力差异，合理组合，可提高桩基承载性能和桩体利用率；若可控制注浆扩底范围和效果，不仅固化了桩底土体，还可保证扩底桩承载力可靠性。

鉴于此，为解决桩基承载性能发挥不充分、扩底效果不可控等问题，目前亟需发明一种不同桩型组合、桩底囊袋注浆扩底的新型刚柔复合桩。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种囊袋扩底刚柔组合桩，该组合桩由数种承载性能差异的等桩径预制管桩组合后植入水泥土中而成，并且桩底设有囊式注浆挤扩体。

为实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种囊袋扩底刚柔组合桩，其特征在于所述组合桩主体至上而下分别由以下预制管桩连接而成：TSC桩、PRC桩和PHC桩；PHC桩底端设有外包囊袋的桩底扩大头；各预制管桩壁内预留有注浆孔道，桩节两端设有带孔的管桩接头，底部桩节侧壁设有出浆口；组合桩外侧包裹桩周水泥土。

所述的管桩根据在土体内承担水平荷载不同选择不同桩型，但TSC桩、PRC桩和PHC桩的外径、壁厚相同，采用环向锁紧卡箍接桩，并辅以焊接加固管桩接头，接桩处防锈蚀处理。

囊袋通过套箍或钢绞线配合垫片固定于组合桩底端，囊袋材料由两橡胶和防拉布热轧硫化而成，根据桩体大小和桩底扩大头设计尺寸预制囊袋，囊袋上部预留细小排气孔。

桩底扩大头是通过预制管桩壁内注浆孔道向囊袋内高压注浆挤扩形成的，桩底扩大头直径与管桩直径的比值不大于3，且不小于2。

所述注浆孔道是在制作管桩时通过预埋小直径硬质管体于桩壁内形成的，靠近管桩接头段设有伸缩管。接桩时，对准接头预留孔，插入等直径注浆管，通过顶压伸缩管调节插入深度，使注浆孔道保持连通。

桩周水泥土根据植桩深度可采用水泥深层搅拌法或高压旋喷注浆法形成，管桩外侧水泥土处理范围直径为管桩直径的1.4~2倍；桩底扩大头外周的桩端水泥土的直径与管桩直径之比不大于4，且不小于2。