[发明专利]预制混凝土扩大头桩尖及利用其提高基桩承载力的方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程领域，特别是涉及一种通过使用预制混凝土扩大头桩尖提高基桩承载力的方法。

背景技术

建筑预制混凝土桩基础工程，目前广泛使用的是预应力混凝土管桩(HPC桩，见国家建筑标准设计图集10G409《预应力混凝土管桩》)和预应力混凝土空心方桩(HPS桩，见08SG360《预应力混凝土空心方桩》)。其计算方法见《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)第5.3.8条。

以上两种建筑基础工程的基桩，因其质量好、强度高、施工速度快、成本低等优点，在建筑基础工程中得以广泛使用。

但预应力混凝土管桩和预应力混凝土空心方桩在实际工程中应用时，仍然有很多缺点，主要表现为：桩端开口要考虑桩端土塞效应系数，会减低桩端的端阻力，而桩身的承载能力有很大的富余，若能将开口封堵，可以有效提高基桩的桩端承载力；桩端持力层若为软岩，桩端开口渗水会造成软岩软化，降低桩端承载力(实际施工中要求灌注混凝土封堵是很难操作的)；挤土效应会产生沉桩困难，这就必须加大终压值，而加大终压值会增加爆桩率，同时挤土效应还会造成先前施工基桩的上浮(涌桩)现象，降低基桩的承载力，甚至于造成整体桩基础工程报废。因此，现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种预制混凝土扩大头桩尖及利用其提高基桩承载力的方法，利用扩大头桩尖和土体的特性，既提高基桩的竖向承载力，提高成桩率、减小爆桩率，同时使沉桩变得容易，还有效的防止了先前施工基桩的上浮现象，降低桩基工程建造成本。

预制混凝土扩大头桩尖，其特征是：包括桩尖钢端板、桩尖吊钩、桩尖混凝土、桩尖钢套箍、桩尖钢筋、桩尖纵筋以及桩尖箍筋，所述桩尖钢端板的中心位置设置有空心孔；所述桩尖钢套箍设置在桩尖混凝土的外层；所述桩尖吊钩设置在桩尖钢端板的空心孔中；所述桩尖纵筋的底端与桩尖钢筋焊接连接；所述预制混凝土扩大头桩尖的端部为倒锥形。

利用预制混凝土扩大头桩尖提高基桩承载力的方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一、选取预应力混凝土管桩或空心方桩作为桩身使用，将预制混凝土扩大头桩尖和预应力混凝土管桩或空心方桩同轴设置，预制混凝土扩大头桩尖在下部，预应力混凝土管桩或空心方桩在上部；

步骤二、预制混凝土扩大头桩尖的桩尖钢端板与预应力混凝土管桩或空心方桩的钢端板通过焊缝焊接连接；

步骤三、将完成焊接连接的预制混凝土扩大头桩尖和预应力混凝土管桩或空心方桩进行沉桩至施工完成。

所述预制混凝土扩大头桩尖的截面大于所述步骤一中桩身的截面。

所述步骤一中的桩身为能够与预制混凝土扩大头桩尖连接的预制桩。

通过上述技术方案，本发明可以带来如下有益效果：使用预制混凝土扩大头桩尖，扩大了桩端的截面积，提高了基桩的竖向承载力；使用预制混凝土扩大头桩尖，封堵了空心桩桩端的开口，除去了土塞效应系数对基桩竖向承载力减低的影响，提高了基桩的竖向承载力；使用预制混凝土扩大头桩尖，在沉桩的过程中，桩身的外侧会形成暂时的空隙，能减小沉桩时桩身的侧摩阻力，沉桩速度快，又可以减小终压值，减少爆桩数量，提高成桩比例和质量；使用预制混凝土扩大头桩尖，在沉桩的过程中，桩身的外侧会形成暂时的空隙，发生挤土效应时，能减小地基土上浮时对桩身产生的侧摩阻力，会减少先前施工基桩的上浮(涌桩)现象；使用预制混凝土扩大头桩尖，封堵了空心桩桩端的开口，桩端持力层若为软岩，避免了因渗水造成的桩端软岩软化，从而避免了可能的基桩竖向承载力的降低；使用预制混凝土扩大头桩尖，封堵了空心桩桩端的开口，桩端持力层若为软岩，可以省去灌注混凝土封堵桩芯的工序。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明预制混凝土扩大头桩尖和预制桩组合的立面示意图；

图2为本发明圆锥形预制混凝土扩大头桩尖与预应力混凝土管桩组合的A—A剖面示意图；

图3为本发明方锥形预制混凝土扩大头桩尖与预应力混凝土管桩组合的A—A剖面示意图；

图4为本发明方锥形预制混凝土扩大头桩尖与预应力混凝土空心方桩组合的A—A剖面示意图；

图5为本发明圆锥形预制混凝土扩大头桩尖与预应力混凝土空心方桩组合的A—A剖面示意图；

图6为本发明圆锥形预制混凝土扩大头桩尖俯视图；

图7为本发明方锥形预制混凝土扩大头桩尖俯视图；

图8为本发明预制混凝土扩大头桩尖侧立面图；