[发明专利]静压沉管扩头灌注桩的成型方法和设备

说明书

本发明适用于沿海海相沉积与内陆湖泊沉积的天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1或1.5的淤质粘土，淤质亚粘土或淤泥的饱和软土地质条件，以及地表下20米以内存在粘土、亚粘土、粉细砂、轻亚粘土等持力层或其厚度在桩径d的3-6倍厚的薄层持力层，均可采用的一种扩头混凝土灌注桩的施工方法和所用的专用设备。

目前世界上扩头灌注砼的成桩方法很多，如日本发明专利，JP特开昭57-54623，打桩施工法，是在钢管桩的前端安装桩靴，并将其打入至持力层，接着使桩靴与钢管桩分离，将桩靴打入到所要求的深度。再在上述的钢管桩内浇灌灰浆或混凝土，然后锤击桩内的灰浆混凝土，使之在桩靴与钢管桩间形成球基。此种方法只适用较硬土质的地层中。若在天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1或1.5的淤质粘土、淤质亚粘土或淤泥的饱和软土质里、采用此种成桩方法，经多次试验是无法灌注出球基的扩底桩来。当此法操作进行到（JP特开昭57-54623专利的说明书附图第2图时）将桩靴脱离钢管桩，打入给定深度，提出扩底杆时，由于软土是结构性的灵敏土，一旦挤压扰动，土的结构性受到破坏，形成流动重塑土，在深层流动重塑土的压力作用下，高压重塑土瞬间充填到钢管桩内及钢管桩与桩靴之间，致使球基扩底桩无法形成。在软硬地层交界面，重塑流态土充入钢管桩与桩靴之间，直接影响桩身质量。此种打桩施工方法，采用打桩机锤击钢管桩、扩底杆形成球桩头，噪声、振动声都很大。同时此种打桩放工法，最后形成钢管桩和球基混凝土一体化的合成桩，一根桩，一根钢模管，工程造价昂贵。

本发明的目的就是要把这种承载力高的扩头灌注桩应用在承载力低、变形大的饱和软土层地基上。采用静压沉管、静压扩头、实现无噪声、无振动，钢模管多次使用，降低造价，保证桩身质量，梨形桩头尺寸稳定的一种施工方法。

参看附图，对发明作详细说明。

图1是预制砼桩靴（3）和钢模管（1）一起静压沉管至设计标高，并灌入扩头砼（5），插入压杆（2），并固定压扩杆顶盖（8）的剖面图。

图2是提升钢模管（1）到一定高度，加静压力于压扩杆顶盖（8）上，将管内扩头砼（5）挤出管外的剖面图。

图3压扩杆头（4）封闭钢模管（1）口的下端，加压于压扩杆顶盖（8）上，压扩杆（2）与钢模管（1）同步下压挤进扩头砼（5）的剖面图。

图4钢模管（1）、压扩杆（2）、压扩杆头（4）同步进入扩头砼（5），形成空心梨形头的剖面图。

图5静压沉管扩头灌注桩已成形的剖面图。

静压沉管扩头灌注桩的成型方法，就是利用软土层易挤扩的有利条件，在持力层与软土层交界面挤扩成空心梨形的桩头，然后放钢筋骨架、灌注砼的成桩方法。下面结合图1-图5来说明本发明总指导思想。为了使扩头灌注桩在软土质条件下也能成型，首先改进了沉管灌注桩设备。它要求钢模管（1）的长度等于压杆（2）加压扩杆头（4）的高度之和;压扩杆头（4）的直径比钢模管（1）的内径小1cm，压扩杆头（4）的形状是圆柱体和圆锥角为175°-178°圆锥体的组合体;压扩杆顶盖（8）的直径比钢模管（1）的外径大2cm以上，经过这样一些改进后，就能保证静压沉管扩头灌注桩的成型。