一种上部扩大型水泥土复合桩的制作方法

本发明属于基础工程技术领域，具体涉及一种上部扩大型水泥土复合桩。

背景技术：

随着建筑行业的发展，建筑规模日益增大，地基的附加荷载越来越大，对于部分高层、超高层建筑，天然地基和复合地基已不能满足地基承载力要求，这种条件下，桩基础是普遍采用的一种基础形式。对于部分地区桩基础上部土层工程性质较好，明显优于桩身下部土层时，桩基础一般采用加大桩长穿透软弱层或增大桩径提高侧阻力来保证桩基承载力，桩型一般采用钻孔灌注桩或静压、锤击预制桩等。钻孔灌注桩施工工序为：

（1）机械设备及材料进入施工现场；

（2）桩位测量放样；

（3）埋设护筒；

（4）钻机就位并成孔；

（5）清孔，吊装钢筋笼；

（6）安装导管，灌注混凝土；

（7）拆除护筒，凿除桩头；

（8）桩体检测。

上述工艺虽然已有普遍使用，但在较厚软弱土层中使用仍存在以下问题：

1）桩基尺寸设计时需要扣除负摩阻力的影响，桩径、桩长相应增加，造成大量浪费；

2）灌注桩施工对混凝土灌注过程有较高要求，灌注过程应保证连续，否则易出现断桩现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种上部扩大型水泥土复合管桩。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种上部扩大型水泥土复合桩，包括预制混凝土管桩，所述预制混凝土管桩内设置中心孔，中心孔内填充第一水泥土桩，预制混凝土管桩外设置第二水泥土桩，所述第二水泥土桩包括上、下两段，上段的桩径大于下段的桩径，上段和下段之间设置第一变直径段。

沿预制混凝土管桩的侧壁均匀分布筋体，筋体外周设置箍筋。

所述预制混凝土管桩包括上、下两段，上段的桩径大于下段的桩径，上段与下段之间设置第二变直径段，所述预制混凝土管桩的上段、第一变直径段和下段的高度分别与第二水泥土桩的上段、第二变直径段和下段的高度相等。

所述筋体的走向与预制混凝土管桩侧壁的走向一致。

第一变直径段、第二变直径段与第一水泥土桩轴线的夹角不大于12°。

所述水泥土桩为水泥土搅拌桩或水泥土灌注桩。

所述第二水泥土桩的桩径大于预制混凝土管桩的外径至少20mm。

第二水泥土桩的上段位于较硬土层，第一变直径段和第二水泥土桩的下段位于较软土层。

所述较硬土层为中密-密实状态的砂层、硬塑-坚硬状态的黏性土、密实状态的粉土中的一种或两种以上的混合；所述较软土层为软塑-流塑状的黏性土。

与现有技术相比，本发明的技术效果为：

1）与同长度等混凝土用量的单一直径的桩体相比，本发明的桩基承载力更高，可在保证满足设计承载力要求的前提下，实现桩长较短，同时桩基侧阻的发挥能力更高，尤其适于应用于上部土层明显优于下部土层的地质条件；

2）桩整体呈现上部桩径大、下部桩径小的结构形式，可使上部土层侧阻力得到有效发挥；

3）桩体设置变直径段，使复合基桩上部与下部之间形成锥形自然过渡，有利于上部荷载向下传递、增加下部桩承载力的发挥，同时也节省灌注桩材料；

4）施工简便、节省材料，采用的预制混凝土管桩为预制构件，可缩短现场工时，其与现浇混凝土灌注桩相比强度更高，且内配有预应力钢棒，不容易发生开裂破坏现象；预制混凝土管桩插入后无需取出，施工方便且效果好；在相同抗弯承载力下节省较多混凝土和钢筋。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中预制混凝土管桩的截面结构示意图；

图3为本发明的施工步骤（1）的结构示意图；

图4为本发明的施工步骤（2）的结构示意图；

图5为发明的施工步骤（3）的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1和图2所示的一种上部扩大型水泥土复合桩，包括预制混凝土管桩2，所述水泥土桩为水泥土搅拌桩或水泥土灌注桩。所述预制混凝土管桩2内设置中心孔，中心孔内填充第一水泥土桩，预制混凝土管桩2外设置第二水泥土桩1，所述第二水泥土桩1包括上、下两段，上段11的桩径大于下段13的桩径，第二水泥土桩1上段11的桩径为820mm，下段13的桩径为620mm上段11和下段13之间设置第一变直径段12。

所述预制混凝土管桩2包括上、下两段，上段21的桩径大于下段23的桩径，预制混凝土管桩2上段21直径800mm，下段23直径600mm，内径400mm，上段21与下段23之间设置第二变直径段22，所述预制混凝土管桩2的上段21、变直径段22和下段23的高度分别与第二水泥土桩1的上段11、第一变直径段12和下段13的高度相等。第一变直径段、第二变直径段与第一水泥土桩轴线的夹角不大于12°。第二水泥土桩1的上段11位于较硬土层，第一变直径段12和第二水泥土桩1的下段13位于较软土层。所述较硬土层4为中密-密实状态的砂层（硬塑-坚硬状态的黏性土、密实状态的粉土）；所述较软土层5为软塑-流塑状的黏性土。所述第二水泥土桩1的上段11、第一变直径段12和下段13的桩径分别大于预制混凝土管桩2的上段21、第二变直径段22和下段23的外径至少20mm。

沿预制混凝土管桩2的侧壁均匀分布筋体3，筋体3的走向与预制混凝土管桩2侧壁的走向一致，筋体3外周设置箍筋6。

所述水泥土桩为水泥土灌注桩，其施工工艺，如图3、图4和图5所示，包括以下步骤：（1）采用钻机或人工成孔，上部孔径较大，下部孔径较小；（2）孔内灌注水泥土7；（3）灌注的水泥土产生强度前，植入预制混凝土管桩；（4）桩体检测。水泥土强度不应小于10MPa。

所述水泥土桩为水泥土搅拌桩时，其施工工艺为，包括以下步骤：（1）上部较大直径段桩钻机成孔，达到大直径桩底部后更换小直径且张开钻具钻进；（2）由下至上注浆搅拌，搅拌至大直径段桩体时将钻具张开进行搅拌；（3）搅拌水泥土产生强度前，植入预制混凝土桩体；（4）桩体检测。水泥土强度不应小于10MPa。