[发明专利]桩结构的施工方法及其专用设备

说明书

本发明涉及土木、水利或市政工程领域，特别是涉及建筑用桩基础、地基处理或基坑护壁结构。

目前的建筑物用基础，特别是高层建筑物用基础普通采用桩基础，该桩基础的设计是根据现场地基的一点或几点地质勘测报告为基础进行的，但实际上往往多数情况下在构成基础的各个桩位的下面地基地质情况是与勘测点的地质情况有很大差别的，这样就造成构成基础的各个桩的承载力和使用期沉降不相同，进而使得建成后的建筑物产生不均匀沉降，这也就是为什么造成建成后的建筑物发生损坏事故的80％以上的原因在于基础，但是目前基础设计和施工中又没有什么很好的办法来解决上述问题。上述施工方法的另一缺点是施工后不能了解每根桩的真实承载力，并且以施工前后的试桩来测定承载力，而该一两根试桩的试验也不能代表所有的桩，并且增加了工期和施工成本。

本发明的目的在于提供一种新型的桩结构施工方法及其设备，采用该方法和设备可在施工后马上能得出每根桩的真实承载力，在施工的同时可完成对桩孔壁和桩底孔土压力的测定从而在每根桩施工完毕后即可得出真实承载力和预定使用期的沉降量，并且可使桩结构中的每根桩的承载力和使用期的沉降基本保持相同。

本发明的上述目的是通过下述方法达到的，该方法包括以下步骤：

a).对打桩地基进行勘察探测，大致了解地基土层的状况并确定出桩的尺寸及桩支翼的初步尺寸和初步位置；

b).根据上述勘察探测而推算出的桩尺寸在地基中形成桩身孔至规定深度；

c).通过桩支翼孔形成装置对位于上述桩支翼的初步位置附近的桩身孔孔壁土体进行探测得出上述初步位置附近土体的实际土体力学性质，从而确定桩支翼最终尺寸和最终位置；

d).通过桩支翼孔形成装置对位于上述桩支翼的最终位置的桩身孔孔壁土体按上述桩支翼最终尺寸进行挤压从而形成桩支翼孔；

e).对所形成的桩身孔及桩支翼孔灌注混凝土形成混凝土桩；

f).按上述步骤对桩结构中的其它的桩进行施工从而形成由多根混凝土桩构成的桩结构。

在上述步骤c)中，在探测到上述初步位置的土体的力学性质较差的情况下，沿桩身孔孔壁移动桩支翼孔成形装置对孔壁土体继续进行探测直至探测到所需的土层，并将该土层位置作为相应的桩支翼的最终位置。

上述桩支翼为桩分支。

在上述步骤c)中，在探测到上述初步位置的土体的力学性质较差的情况下，仍将该土层位置作为相应的桩支翼的最终位置，但在上述步骤d)中，在该位置形成大于该位置上的相应初步尺寸的桩支翼。

在上述步骤c)中，在探测到上述初步位置的土体的力学性质较差的情况下，仍将该土层位置作为相应的桩支翼的最终位置，但在上述步骤d)中，在该土层区域上形成多个具有相应初步尺寸的桩支翼，而其数量多于在该位置上的初步确定的桩支翼的数量。

上述桩支翼为桩承力盘和/或桩分支。

上述土体力学性质为土体压缩力学性质。

上述土体力学性质为土体的摩阻系数。

在上述步骤c)中，土体力学性质的测定是采用传感器来完成的。

在桩身孔、桩支翼孔形成后，将扫描仪插入桩身孔中对桩身孔、桩支翼孔的成形质量进行检测。

在向桩身孔、桩支翼孔灌注混凝土后，待该混凝土达到一定强度时用超声波仪桩身、桩支翼的成形质量进行检测。

在灌注混凝土之前插入钢筋或钢筋笼。

在灌注混凝土之前插入预应力筋，在混凝土达到一定强度之后对预应力筋施加预应力并予以锚固。

在上述步骤e)中，上述混凝土的灌注采用导管法、串管法及泵送混凝土法进行的。

在上述步骤b)中，上述桩身孔是采用正循环钻孔法，反循环钻孔法，螺旋钻孔法，潜水钻孔法，射流冲土法，人工挖孔法，抓斗或铲斗取土法，打入套管挤土法，锤击冲孔法形成的。

在上述步骤b)中，上述桩身孔是这样形成的，即在桩位引孔，在引孔中下入护管，采用冲击锤沿护管对地基冲击成孔，之后提出护管，接着向孔内放入虚土桶。

在上述步骤b)中，上述桩身孔是采用螺旋钻孔法形成的，并且上述步骤d)按下述方式进行，对中间的桩支翼中的承力盘端部土层按设计要求进行锤击分层加固，将虚土桶放入孔底后，放入桩支翼孔形成装置，在各层加固位置挤压形成桩支翼孔，将虚土桶提出，形成桩底部承力盘。

在上述步骤b)中包括清理孔底虚土处理，即使钻具在原深度处进行空转，直至达到规定要求，另外上述步骤d)中的桩支翼孔是这样进行的，即按设计要求标高，在桩支翼孔成形装置中的上下节段醒目位置标注桩支翼挤扩标志，按由上到下的顺序挤扩形成桩支翼，在虚土桶提出后，形成桩支翼中的桩底承力盘槽孔。