[实用新型]振动扩底混凝土沉管灌注桩及其扩桩装置

说明书

本实用新型涉及一种沿长度扩大桩身或扩大桩底的桩及扩桩装置。

扩大桩的直径和底端可以提高桩的承载力。现有这类桩包括：均匀扩大桩身直径的二次扩大桩，用夯击法形成的夯扩桩，静压法形成的压扩桩，挖土法形成的法兰基桩。其中二次扩大桩材料较费，提高桩承载力效果不太显著，而扩底桩施工较为麻烦，且进度慢；夯扩桩和压扩桩在筑桩时必须采用双套管施工工艺，且只能实施底部扩桩；法兰基桩在软土中成型比较困难。

本实用新型的目的在于提供一种既可以扩大桩底又可以扩大桩身任意部位的振动扩底混凝土沉管灌注桩及其扩桩装置，能形成沿长度扩大成葫芦状的新桩型；扩桩装置可根据工况要求在施工过程中自动张开或闭合，利用振动作用造成扩底或扩大桩身某部位直径的葫芦状桩，从而提高桩的承载力。

图面说明：

图1为本设计的扩桩装置结构示意图。图中：

1——套管；

2——附加套筒；

3——活瓣；

4——限位板；

5——活动铰。

图2为扩桩装置活瓣开启时的仰视示图，图中标记与图1相同。

图3扩桩装置活瓣呈闭合状态，图中标记与图1相同。

图4为图3状态的仰视图，图中标记与图3相同。

图5为在桩的底部有扩大头，其成桩方式图。图中标记：

Ⅰ——软土；

Ⅱ——硬土层；

A——扩桩装置闭合靠静压深入到硬土层预定深度为止，灌注混凝土入套管；

B——套管振动上提活瓣张开，至一定高度止；

C——套管下压活瓣闭合，实施振动扩桩；

D——向套管内放置钢筋笼后，提起套管，脱离地面成桩完毕。

图6为葫芦状桩的成桩方式示图。图中：

Ⅲ——软土；

Ⅳ——硬土层；

A′～G′成桩方式与图5类似。

在含有硬层和硬薄层的软土地基场合，于硬层、硬薄层与软土层间的界面处局部地扩大桩的截面，从而可以使桩的承载力提高。为此目的设计一种与成桩配套使用的扩桩装置。

以下结合附图说明详细叙述本方案具体内容：

专用的扩桩装置由附加套筒2、活瓣3、限位板4及活动铰5组成。如图1所示，附加套筒2固定套装在套管1末端的外侧，两者端部齐平，采用多个呈圆弧形的活瓣3，如采用6个，每一个活瓣3的内侧面纵向等分线上皆焊有一个兼作加强筋的限位板4，活瓣3与套管1下端部之间各用活动铰5连接。在成桩过程中，扩桩装置的活瓣3在套管1向土层进管或套管内注有混凝土情况下进管时，由于活瓣3呈圆弧形，其下端斜面上受到阻力而自动闭合；当套管1上提或套管1内注有混凝土情况下上提时，由于振动力和混凝土压力作用，活瓣3自动张开。图1表示活瓣3张开状态图，图2为活瓣3张开时扩桩装置的仰视图；图3为活瓣3闭合时扩桩装置示图，图4为图3的仰视图。

图5为振动扩底混凝土沉管灌注桩成桩方式示意图。地基状况是软土层Ⅰ——硬土层Ⅱ组合的软土地基，图中：

A——带有扩桩装置的套管1已压入设计深度，达硬土层Ⅱ，

B——灌注混凝土后，用振动或上提套管1至某一高度；

C——靠振动力下压套管1，这时活瓣3自动闭合，把注入土中的混凝土挤向四周，扩大了桩的底部直径；

D——在套管1内插入钢筋笼，在振动作用下，边振动边提套管1；

E——套管1提出地面，成桩即告完成。

图6为造成同时带扩大底部和桩身某部位直径的混凝土沉管灌注桩，其成桩工艺与图5类似。

同现有技术比较，本方案具有下列优点：

1、充分利用软土地基中的硬土层，方便地造成葫芦状灌注桩，与普通的混凝土沉管灌注桩相比，承载力显著提高。

2、与二次扩径的混凝土沉管灌注桩比较，不仅可以节省大量的混凝土量，而且承载力也有较大的提高。

3、与同类型的扩底桩相比，如与夯扩桩、压扩桩、法兰基桩比，不但具有施工方便，而且可以扩大桩身直径的任意部位和进行多次扩大，造成有多个扩大部位的葫芦桩。