[发明专利]带展开倒刺的抗拔管桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业及民用建筑领域，尤其是涉及一种带展开倒刺的抗拔管桩及其施工方法，其用于建筑工程中的基础工程。

背景技术

21世纪以来，随着我国经济建设的快速发展，地下空间的利用成为了新的发展方向。也越来越多地受到人们的重视。但在我国沿海地区，地下水位普遍较高。在高水位土层中的地下建筑物、构筑物往往会承受较大的水浮力。为减小水浮力对地下建筑的影响，通常需采取抗拔桩基础。传统的预制混凝土方桩与管桩，通常桩的承载力取决于桩侧壁的摩擦力。由于桩身与土层承载力的限制，尤其是土层土质结构较差的情况下，桩本身承载力不大。为满足承载力要求，通常会通过增加桩的数量或加大桩自身的长度，经济上很不合理。并且，沉桩过程中由于桩身过长，容易造成桩身断裂，桩身倾斜，沉桩达不到设计要求；再有，由于运输的限制，通常工预制的时候，长桩都是分节预制的，通过分节运输到现场后，在沉桩过程中桩身需要接长，造成大量的人力、物力成本；而且，桩身在现场接长，质量受现场条件、天气以及人为等因素影响，接桩处经常会有松脱开裂的现象；传统粗放型建造方式已严重阻碍了低碳、和谐社会的建设。

综上，提供一种新的预制桩及施工，同时改进桩身结构受力特点，用以解决传统的预制桩的弊端，是建筑工艺发展的必然。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种带展开倒刺的抗拔管桩及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种带展开倒刺的抗拔管桩，其包括通过锤击或者静压入土层中的预制管状桩，预制管状桩包括母桩以及桩尖，母桩的桩身具有自桩尾延伸至桩尖的空腔，母桩的桩壁沿桩身长度方向设置有一层或者多层与空腔相通的叶片顶开孔，叶片顶开孔远离空腔一侧的下边沿通过转动装置设置有可绕该转动装置而朝向远离空腔方向转动的叶片，空腔设置有将叶片顶离叶片顶开孔的施力件。

进一步，叶片包括：安装于叶片顶开孔的内叶片，其具有朝向空腔延伸且用于与施力件配合的凸起；安装于叶片顶开孔远离空腔一侧的外叶片；内叶片、外叶片相向一侧的下部连接于转动装置。

进一步，凸起的上部采用弧形倾斜面结构。

进一步，桩尖为棱锥形，棱锥顶部为桩尖端，底部为正方形，底部的边长大于母桩的边长。

进一步，叶片沿母桩桩身周向布置。

进一步，施力件具有圆弧形的前端。

进一步，施力件为钢管。

进一步，叶片顶开孔于母桩上呈对称方式布置。

利用带展开倒刺的抗拔管桩的施工方法，其包括如下步骤：

步骤一，预制母桩

将母桩预留出内部空腔，同时，沿母桩身截面与长度方向桩壁设置数量为N的叶片打开孔，桩尖设置成棱锥形，棱锥形底部边长尺寸大于母桩桩身的边长，形成桩尖倒刺效应；

步骤二，预制与附加叶片

根据需要预制所需叶片，将预制好的叶片通过转动装置安装于叶片打开孔外侧，从而使得叶片与母桩连为一体，并具有能打开翻转功能，叶片的初始状态处于关闭状态；

步骤三，母桩压入土层

将母桩在叶片关闭状态下，通过锤击或者静压，打入土层中，并将母桩弯曲打入土层中，此时，母桩的标高要小于预设标高；

步骤四，打开叶片

在母桩完全打入土体后，用施力件插入桩心，并通过叶片打开孔而将叶片顶开；

步骤五，叶片展开

在步骤四完成后，对母桩进行上拔，拔回到设计标高位置，叶片受土体挤压而张开，形成叶片倒刺效应，从而产生强大的抗拔力。

与现有技术相比，本发明具有如下有效效果：

(1)在桩身承载力上，通过附着于母桩侧壁的一层或多层叶片，参与到桩自身承载能力当中来，使整根桩与土体多处顶紧，与传统的混凝土预制桩相比，数倍甚至数十倍以上地提升了桩的承载能力，同时工程质量得到了改善，安全性大幅提升，综合效益极其显著；

(2)在预制桩数量与材料上，通过改进，桩身承载能力得到了极大的提高，对于结构而言，可用较少的预制桩数量，去抵抗更大的荷载，材料用量大为减少，符合低碳社会；

(3)同时，预制桩数量的减少，大大减少了桩基设备的台班时间，工人现场工作量大大减少，劳动力成本得到进一步控制；

(4)改变传统的混凝土预制桩受力方式与特点，充分发挥土体各层承载力的特点，使得桩身各部分受力更均匀与合理，从而进一步减小母桩长度；