[发明专利]一种管桩接桩扩底扩径一体化装置及施工方法

说明书

本发明公开了一种管桩接桩扩底扩径一体化装置及施工方法，属于建筑施工领域。该一体化装置中，多节管桩通过扩径接头和管桩接头连接后打入土层，再采用扩孔器依次将扩径接头展开形成扩径，然后注浆机通过注浆管连接囊式扩底装置，注入一定量的浆液后凝固形成扩底。本发明可以提高桩侧阻力和桩端阻力，可大幅度提高桩基承载能力，特别是以桩侧摩阻力为主的抗拔承载力可以显著提高，因此可减少桩长和桩数，从而降低工程成本。

技术领域

本发明涉及建筑基础施工领域，特别涉及一种管桩接桩扩底扩径一体化装置及施工方法。

背景技术

桩基是目前应用最为广泛的基础形式，其承载能力由桩身与桩周土的侧模阻力以及桩端在持力层的端承力组成，一般来说，提高桩基承载能力可通过增加桩长和桩径的方法来实现，但是通过此方法来提高桩基承载能力效益不高，因此人们发明了扩底法和扩径法来提高桩基承载能力，此方法在灌注桩中应用较为广泛。

例如，在申请号为CN201310056968.1的发明专利中提供了一种强夯振动复合扩底桩机及强夯振动复合扩底桩施工方法，其通过填充夯扩辅料进行端部强夯扩底，并通过灌注混凝土强夯形成扩大头。该扩底桩可以提高单桩承载力高。另外，在申请号为CN201320162595.1的实用新型专利中，提供了一种变径扩底桩基础，其桩体的下侧设有桩翼，桩翼的延伸方向与桩体的轴线相垂直，桩翼自桩体的轴心向外呈辐条状设置在桩体的四周，桩翼在桩体的同一水平截面上各翼之间呈等角分布，翼沿桩身纵向上部呈梯形下部呈三角形，扩底桩端上部和下部为锥台。理论上，这种变径扩底桩基础也可以进一步提高桩基础的承载能力。

但是，此类扩底或扩径桩基，往往需要现场进行施工，其施工效率不高，而且难以保证施工质量。而随着预制管桩的普及，也逐渐出现了将扩底或扩径结构结合到预制管桩上的做法。例如申请号为CN201710221108.7的发明专利提供了一种用于处理软土地基的预制扩底变径桩及其施工方法，申请号为CN201721065866.6的实用新型专利公开了一种扩径水泥搅拌桩-预制桩基础。但在此类预制管桩施工中，通常采用静力或动力将预制桩打入土层，而由于扩底管桩桩端阻力和扩径管桩桩侧阻力太大，压桩过程中的施工难度大大增加，一直限制着预制扩底管桩和扩径管桩的发展。

因此，如何实现预制管桩的扩底和扩径，同时又减小压桩过程中的施工难度，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对上述背景技术中扩底管桩和扩径管桩存在的种种问题，提供一种管桩接桩扩底扩径一体化装置及施工方法，降低扩底扩径管桩施工工艺的难度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种管桩接桩扩底扩径一体化装置，其包括管桩、扩径接头、管桩接头、扩孔器、桩尖连接套箍、囊式扩底装置和桩尖；

多节管桩沿竖向依次拼接形成桩身；任意两节相邻管桩各自的拼接端面上分别固定有一个管桩接头，且两个管桩接头通过扩径接头卡合固定，从而使两节相邻管桩形成可靠连接；所述扩径接头中具有能够沿桩身横截面径向伸缩的可变径机构，可变径机构具有完全收缩于桩身中的收缩状态和伸出桩身的扩径状态；

所述扩孔器用于对所述可变径机构施加沿桩身横截面径向的推动力，从而将可扩径机构从收缩状态转换为扩径状态；

所述桩身中位于最底端的一节管桩通过桩尖连接套箍安装于桩尖上；所述囊式扩底装置安装于桩尖上方，且其设有注浆口；

所述注浆口用于通过注浆管连接外部的注浆机，从而将浆液压入囊式扩底装置的可膨胀囊袋中，使可膨胀囊袋注浆膨胀后推动桩尖脱离囊式扩底装置并进一步由囊袋挤扩桩底的周边土体形成桩端扩大头。