[发明专利]一种扩径套管混凝土桩及其施工方法

说明书

本发明公开了一种扩径套管混凝土桩及其施工方法，属于软土地基处理及桩基础技术领域，包括自下而上连接的预制锥尖、桩身套筒和预制桩头，桩身套筒由塑料套管和扩径套管交替连接组成，扩径套管的内侧套设有加劲筒，加劲筒由两个刚性环和若干个加劲肋组成，刚性环位于扩径套管的上下两端，加劲肋分布在刚性环的周向上，刚性环与加劲肋固定连接；通过刚性环支撑扩径套管的两端，通过加劲肋支撑扩径套管的主体。在注浆压力下，扩径套管发生膨胀，扩径套管能与桩侧土体紧密接触，从而能快速生成桩侧摩阻力；塑料排水板能及时排出打设混凝土桩所产生的超静孔隙水压力，有效提高软土地基强度，进一步提高扩径套管混凝土桩的承载力。

技术领域

本发明属于软土地基处理及桩基础技术领域，具体涉及一种扩径套管混凝土桩及其施工方法。

背景技术

塑料套管混凝土桩作为一种软基处理技术，主要应用于软土地区高速公路、干线公路以及市政道路等工程中，取得了较好的工程加固效果。

传统塑料套管混凝土桩施工过程中，塑料套管插入打桩机钢筒内，钢筒的前端顶紧预制桩尖后，通过静压或冲振的方式，将预制锥尖和桩身套筒打入地基。这就使得塑料套管混凝土桩的桩身直径势必小于预制锥尖的径向尺寸，导致桩身主体范围内桩土大面积脱空，塑料套管混凝土桩的承载力几乎仅靠桩端阻力提供。随着时间的延长，塑料套管混凝土桩打设区域的超静孔隙水压力缓慢消散，桩土慢慢接触后，桩侧摩阻力逐渐形成并不断增加，桩的承载力也随之增大。由此可见，传统塑料套管混凝土桩的早期承载力强度严重不足，且易受土层渗透特性和打桩施工现场因素的影响，承载力达到设计要求的时间较难确定，存在一定的工程风险。中国专利CN101532290 B公开了一种加固软土地基的塑料套管注浆桩及其成桩加固施工方法，该桩由桩帽、螺纹套管、土工布、接头、桩体及桩尖构成、套管顶部与桩帽连接，底部与桩尖连接，套管侧壁有开孔，外包土工布，每节套管用接头连接，套管内投放粒料并注浆，而形成桩体、桩周为浆液扩散区：成桩加固方法是将套管用接头连接至桩长深度，再连接桩尖，一并置于沉管中，用打设机将套管打入地基中，套管及桩尖留在地基中，向套管内投放粒料并注浆形成浆固散体材料柱体，在注浆压力下浆液扩散在桩周形成扩散区或土工布向外膨胀而形成葫芦桩身，在桩顶浇注桩帽，待桩身及桩帽干固后，铺加筋材料及碎石垫层，形成复合地基，此桩型可增加桩土间的接触，大幅度提高桩体的承载能力。但是此桩型浆液扩散易污染环境，特别是遇到渗透性较好的碎石土或砾石层，水泥消耗量过大，不符合低碳环保的要求；同时，与传统塑料套管混凝土桩一样，采用内径大于桩身直径的桩尖，并通过静压或冲振的方式将桩尖和套管打入地基，会导致桩体早期承载力强度不足。

此外，沉桩后，由于桩身的挤土效应在周围土体中会产生超静孔隙水压力，正常施工过程中桩体周围孔隙水压力消散缓慢，土体固结后可能使桩侧受到向下的负摩阻力作用，从而降低桩的承载力。因此，为了减小施工中沉桩挤土所引起的上述负面影响，必须降低施工过程中由于挤土效应所产生的超静孔隙水压力，并加快其消散；施工过程中地基的排水效果直接关系到沉桩质量的好坏。

因此，为应对现有塑料套管混凝土桩早期承载力不足，确保塑料套管混凝土桩加固软土地基的施工效率和加固效果，发展一种既能增加桩侧摩阻力又能排水的套管混凝土桩及其施工方法显得尤为迫切。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种扩径套管混凝土桩，能够快速生成并利用桩侧摩阻力，有效提高扩径套管混凝土桩的早期承载力。

为达到上述发明目的，具体通过以下技术实现：

一种扩径套管混凝土桩，包括自下而上连接的预制锥尖、桩身套筒和预制桩头，所述桩身套筒由塑料套管和扩径套管交替连接组成，所述扩径套管的内侧套设有加劲筒，所述加劲筒由两个刚性环和若干个加劲肋组成，所述刚性环位于所述扩径套管的上下两端，所述加劲肋分布在所述刚性环的周向上，所述刚性环与所述加劲肋固定连接；通过所述刚性环支撑所述扩径套管的两端，通过所述加劲肋支撑所述扩径套管的主体。