[发明专利]一种大直径空心螺钉桩及制作方法

说明书

技术领域

本发明属于土木建筑工程技术领域，特别涉及一种大直径空心螺钉桩及其制作方法。

背景技术

我国地域辽阔，软土分布很广，沿海地区、特别是长江三角洲地区存在着许多复杂的软土地基。在软土地区修建公路、铁路、桥梁等需要对软土地基进行加固处理，而桩基及其复合地基技术是应用最为广泛的地基处理技术。如何提高单位材料强度利用率、在节省建筑材料用量的同时提高桩基承载力，是研究人员长期关注的重要课题之一。

在本发明之前，现浇混凝土大直径管桩采用振动方式将钢质内外双层套管空腔结构在闭合的活瓣桩靴保护下，沉入地基设计深度，通过混凝土分流器向该结构空腔中均匀注入混凝土，然后振动拨出该空腔结构，活瓣桩靴在该空腔结构拨出时自动分开，混凝土注入空腔结构拨出后形成的环形槽内，形成现浇混凝土大直径管桩。PCC桩以较少的混凝土用量得到较大的承载力，因此是一种经济合理、性价比优越的桩型。PCC桩桩侧壁为圆柱面，能否进一步改变侧壁圆柱面的形状获取更大的承载力，是值得研究的课题。根据这个思路，现有技术中还有一种上部为圆柱型、下部为螺丝型的现浇螺杆桩技术，该技术在施工过程中采用桩机钻具旋转挤压土体泵压砼成桩。螺杆桩采用了变截面的构造形状，成桩后部分桩体形成螺纹，而桩侧土体形成螺母，桩体螺纹与桩侧土螺母紧密咬合，起到提高桩侧摩阻力，从而提高桩基承载力的目的。但该桩型由于采用了现场浇注混凝土成桩工艺，在桩身浇注质量难于保障，尤其在软弱土层中施工时螺纹成形误差较大，且施工过程中有泥浆、水泥浆等环境污染。目前工程中常用的预制桩可以克服现浇桩混凝土浇注质量难以保证的缺陷，但预制桩直径小、侧表面光滑，其端阻力和侧阻力均较小，因此承载力不高，一般需要施工到较好的持力土层以获取较高的端承力，因此地基加固造价高。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，开发一种施工便捷、制作方便、经济性好的大直径空心螺钉桩及制作方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种大直径空心螺钉桩，包括由混凝土一体浇筑而成的桩帽、桩身和桩尖。所述桩身和桩尖是空心的。所述桩身的上下端分别设置有上端头板和下端头板。所述上端头板位于所述桩身与桩帽之间。所述下端头板位于所述桩身与桩尖之间。

所述桩身是一个上大下小的锥形柱体。所述桩身具有中空的内腔。桩身内腔的上端出口在桩身的上表面、下端的出口在桩身的下表面。所述桩尖为圆台。桩尖的上端面为圆台的下底、桩尖的下端面为圆台的上底。所述桩尖的上端面位于桩身的下端，并与下端头板连在一起。所述桩尖具有中空的内腔。桩尖的内腔的上端出口与桩身的内腔连通。桩尖的内腔的下端出口在桩尖的下端面。

所述桩帽位于所述桩身上端，是一个与上端头板连在一起的圆盘体。

所述桩身的外表面具有外螺纹。

埋入所述桩身内部的主筋被施加有预应力。

进一步，所述桩身的内部埋有筋笼。

进一步，所述上端头板和下端头板均预留有孔洞，这些孔洞供筋笼的主筋穿出。

本发明还公开一种制作上述大直径空心螺钉桩的制作方法，包括以下步骤：

1)制作模具：

制作一个与连接在一起的所述的桩身和桩尖的外形相贴合的外模。所述外模是中空的回转体，所述外模沿轴截面剖开成两片。

所述外模的上半部分对应桩身、下半部分对应桩尖。所述外模上端敞口。与所述桩身对应的那部分外模的内壁设置有内螺纹，所述内螺纹的深度、宽度、螺距分别与桩身外表面的外螺纹的螺牙高度、厚度、螺距一致。

与所述桩尖对应的那部分外模的为空心圆锥体，空心圆锥的内腔尺寸与桩尖尺寸相等。桩尖对应的那部分外模的模壁上具有供所述筋笼的主筋穿过的通孔。

制作一个与连接在一起的桩身内腔和桩尖的内腔的形状一致的内模。所述内模为管状，其尺寸上大下小，并与外模同轴。

制作所述桩身和桩尖内部的筋笼：

所述筋笼是由若干根主筋围成的锥形柱体，通过箍筋将这些主筋绑扎在一起。所述主筋数量为8-12根。浇筑时，这些主筋被施加了预应力。

2)装入模具：

让钢筋笼主筋穿的两端分别穿过上端头板和下端头板上的预留孔洞，使得两块端头板分别安放在钢筋笼两端。

将其中一片外模水平地横放到底座上，模腔冲上，并固定。

将所述筋笼水平地横放，并装入固定好的那一片外模中。筋笼的主筋的一端从这一片外模上的通孔中穿出、另一端伸出外模之外。将主筋的一端固定在底座上、另一端连接张拉设备。

将所述内模装入筋笼中，并使得所述内模与外模的内腔同轴。

3)浇筑：