[发明专利]一种散体材料芯膨胀混凝土桩及其施工方法

说明书

本发明提供一种散体材料芯膨胀混凝土桩及其施工方法。该散体材料芯膨胀混凝土桩包括混凝土半空心桩和散体材料桩芯。所述混凝土半空心桩的内腔内填充有散体材料桩芯。该散体材料芯膨胀混凝土桩的施工方法包括成孔、钢管桩模下压、灌注桩体外周混凝土、投入桩体中心散体材料、振动拔桩模和补浆成桩等步骤。该散体材料芯膨胀混凝土桩桩体中心散体材料整体性好，强度高。桩体整体承载力高，刚度大。施工成本低，低碳绿色。可广泛应用于地基工程中。

技术领域

本发明涉及土木建筑工程技术领域，特别涉及一种散体材料芯膨胀混凝土桩及其施工方法。

背景技术

在民建、道路、港口、桥梁工程中，桩基应用广泛。目前实心混凝土灌注桩和碎石桩等散体材料桩是工程中常见的桩基类型。桩基础的极限承载力取决于桩周土体提供的摩阻力极限值和自身结构承载力极限值的小值。在桩体达到极限承载力时，实心混凝土桩混桩身结构承载力远大于桩周土体提供的摩阻力，单位材料利用率低；散体材料桩由于其桩身侧向刚度较小，容易产生鼓胀变形，承载力较低，不能充分发挥土体提供的摩阻力和桩端阻力，难以得到较大的承载力。此外，随着我国城市建设和旧城区改造进程的加快，产生了很多废弃砖块、混凝土块等建筑垃圾，如何利用这些建筑垃圾生产出材料利用率高，桩身结构承载力和桩周侧摩阻力发挥更加平衡，低碳绿色，充分利用建筑垃圾的桩型，是值得研究的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低碳绿色、可利用建筑垃圾且成桩效果好的散体材料芯膨胀混凝土桩及其施工方法，解决现有技术中，桩基整体性差、承载力和刚度低下以及施工成本高等问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种散体材料芯膨胀混凝土桩的施工方法，包括以下步骤：

1)根据地质条件，使用钻机在土层中钻设桩孔至设计深度。

2)起吊钢管桩模，对准桩位，调整钢管桩模的垂直度，然后施压将钢管桩模压入土层中至设计标高。其中，所述钢管桩模为上下端均敞口的中空圆柱体。

3)在钢管桩模和桩孔孔壁间通过注浆泵注入混凝土浆液。

4)向钢管桩模内腔中投入散体材料，形成散体材料桩芯。其中，所述散体材料桩芯顶部低于桩顶。

5)通过机器边振动边拔起钢管桩模，在此过程中，每隔一段距离补注一次混凝土浆液。

6)在钢管桩模到达桩顶时进行补注混凝土浆液，直至拔桩模完成。其中，所述混凝土浆液没过散体材料桩芯，混凝土浆液填充至桩顶与地表平整。桩顶泛浆充分。混凝土浆液固结形成混凝土半空心桩。

进一步，步骤1)中所述桩孔采用泥浆护壁。

进一步，步骤2)中，放入钢管桩模前，还包括在桩孔内注入泥浆清孔的相关步骤。

进一步，所述钢管桩模的下端敞口处具有锋利的切刀。

进一步，步骤3)中，注入混凝土浆液前，还包括在钢管桩模和桩孔孔壁间注入泥浆清孔，清孔完毕后放入钢筋笼的相关步骤。

进一步，所述混凝土采用膨胀混凝土。

本发明还公开一种采用上述方法制成的散体材料芯膨胀混凝土桩，包括植入土层内的混凝土半空心桩和散体材料桩芯。

所述混凝土半空心桩包括实心圆柱桩和空心管桩。所述空心管桩设置于实心圆柱桩的底部。所述实心圆柱桩和空心管桩为一个整体。

所述空心管桩的内腔内填充有散体材料桩芯。所述散体材料桩芯的散体材料采用建筑垃圾和/或碎石。所述混凝土半空心桩和散体材料桩芯胶结凝固为一个整体。

进一步，所述混凝土半空心桩内具有桩体主筋和桩体螺旋箍筋。所述桩体主筋和桩体螺旋箍筋共同构成钢筋笼。