一种针对松软土质的抗拉拔刺桩结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种抗拉拔刺桩结构及其施工方法，尤其涉及一种针对松软土质的抗拉拔刺桩结构及其施工方法，属于建筑施工设备技术领域。

背景技术：

目前，平原、海边等城市的市政工程、房屋地基等都大量使用到混凝土桩基结构，采用传统方法在松软土质上进行施工难度较大，更主要的是传统的圆柱形桩结构在松软土层中很容易出现松动和纵向滑动，出现抗拉拔力严重不足、侧向抗剪力不足以及抗动载荷能力不够等缺陷，直接影响到建筑基础的稳定性和可靠性。在传统施工中，为了提高在松软土质中建筑基础的稳固性能，增大桩体与土层之间的摩擦力，通常做法只能简单的增加桩体的深度，尽可能深的深入到地基土体，施工难度增加，施工周期长，导致建设成本高，桩体自重的增加反而不利于桩体的纵向稳定性。在松软土质中沉降明显，而抗拉拔性能和抗动载荷能力并没有得到明显提高，无法满足实际施工的要求。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是针对现有的抗拉拔结构简单，在松软土质上的抗拉拔桩很容易出现松动和纵向滑动，抗拉拔性能和抗动载荷能力不足，导致建筑基础的稳定性和可靠性不佳的缺陷和不足，现提供一种结构合理，在松软土质上的抗拉拔桩不会出现松动和纵向滑动，抗拉拔性能和抗动载荷能力得到了提高，建筑基础的稳定性和可靠性好的一种针对松软土质的抗拉拔刺桩结构。

本发明的第二个目的是针对现有抗拉拔施工方法简单，不适合于松软土质的抗拉拔桩施工，采用传统方法施工的抗拉拔桩很容易出现松动和纵向滑动，建筑基础的稳定性和可靠性不佳的缺陷和不足，现提供一种施工周期短，适合于在松软土质上进行抗拉拔桩施工，抗拉拔桩不会出现松动和纵向滑动，抗拉拔性能、侧向抗剪力性能以及抗动载荷能力都得到了提高，施工效率高的一种针对松软土质的抗拉拔刺桩结构施工方法。

为实现上述第一个目的，本发明的技术解决方案是：一种针对松软土质的抗拉拔刺桩结构，包括包括桩本体，所述桩本体的底部浇筑设置有底部圆盘，桩本体的内部设置有钢筋笼，桩本体的中部设置有伸向上端外侧的抗拉拔主筋，抗拉拔主筋与钢筋笼的中部相固定，桩本体的外圆周上等间距的设置有多个环形刺桩，或者在桩本体的外圆周上设置有螺旋形刺桩，环形刺桩或螺旋形刺桩分别与桩本体的腔体相连通，桩本体的外部设置有多个呈环形分布的辅助注浆桩，辅助注浆桩的底端与环形刺桩或螺旋形刺桩相连通，辅助注浆桩的上端为辅助注浆孔。

进一步地，所述桩本体的上端预埋有呈环形分布的抗剪钢管或其它拉拔结构，桩本体的上端外侧的环形壁上设置有外模板。

进一步地，所述底部圆盘的直径为桩本体外径的1.5-3倍，底部圆盘的厚度为桩本体外径的1/6-1/4。

进一步地，所述环形刺桩和螺旋形刺桩的外径为桩本体外径的1.5-3倍，螺旋形刺桩为1-2个螺距，环形刺桩和螺旋形刺桩的厚度为桩本体外径的1/4-1/3。

进一步地，所述桩本体的上端为直接注浆口，直接注浆口上设置有检测盖板，检测盖板上开设有检测孔。

为实现上述第二个目的，本发明的技术解决方案是：一种针对松软土质的抗拉拔刺桩结构施工方法，其特征在于包括以下步骤：

a、根据施工要求在地基土体上垂直向下挖设桩孔，并达到预定深度，大直径桩孔需要做好桩孔侧壁的支护工作，并在在桩孔的底部挖设直径大于桩孔直径的底部圆盘；

b、通过螺旋钻挖设备在桩孔的外侧壁上钻挖形成螺旋形刺桩腔体，或者通过挖设备在桩孔的外侧壁上等间距的设置有多个环形刺桩腔体；

c、在桩孔的四周地基土体上垂直开设多个辅助注浆桩孔，辅助注浆桩孔以桩孔的轴心为圆心呈环形分布，辅助注浆桩孔的底部与螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体相连通；

d、将钢筋笼垂直放入桩孔内，桩孔的中部设置伸向上端外侧的抗拉拔主筋，抗拉拔主筋与钢筋笼的中部相固定；

e、随后从桩孔上端口的直接注浆口浇筑混凝土，当即将到达下端的环形刺桩或螺旋形刺桩时，暂停从直接注浆口浇筑混凝土，并开始从辅助注浆孔上向螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体灌注混凝土砂浆；

f、在各个辅助注浆孔内的混凝土砂浆流入和下沉较慢时，表明螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体内已经填充满了混凝土砂浆，重新开始通过直接注浆口浇筑混凝土；

g、然后在桩孔内的混凝土即将浇筑完成时，在混凝土内预埋有呈环形分布的抗剪钢管或其它拉拔结构，并在桩孔上端外侧的环形壁上设置外模板；

h、最后向外模板内浇筑混凝土，完成地上部分的桩体浇筑，待混凝土的养护和凝固完成后，抗拉拔刺桩结构完成施工作业。

进一步地，所述c步骤中辅助注浆桩孔的内壁进行了光滑处理，与同一螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体相连通的多个辅助注浆桩孔的深度有差异。

进一步地，所述e步骤中在暂停从直接注浆口浇筑混凝土后，将检测盖板盖在直接注浆口上，并在检测盖板上的检测孔内安装连接气流检测装置。

本发明的有益效果是：

1．本发明在桩本体的底部浇筑设置有底部圆盘，起到了很好的底部稳定作用，桩本体的外圆周上等间距的设置有环形刺桩或螺旋形刺桩，通过环形刺桩或螺旋形刺桩来增大与桩本体周围松软土质的接触面积，提升锚固和稳定的效果。

2．本发明在在桩本体的外部设置有多个呈环形分布的辅助注浆桩，辅助注浆桩的底端与环形刺桩或螺旋形刺桩相连通，通过向辅助注浆桩孔内灌注混凝土砂浆的方式，实现对螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体充分填充，并使得环形刺桩或螺旋形刺桩与桩本体凝固形成整体结构。

3．本发明的施工方法实现了针对松软土质的抗拉拔刺桩施工，有效克服了松软土质所带来的弊端，在松软土质上的抗拉拔桩不会出现松动和纵向滑动的情况，抗拉拔性能、侧向抗剪力性能以及抗动载荷能力都得到了提高，施工周期短，施工效率高。

附图说明

图1是本发明桩本体的结构示意图。

图2是本发明第一种实施方式的结构示意图。

图3是本发明第二种实施方式的结构示意图。

图中：桩本体1，底部圆盘2，钢筋笼3，抗剪钢管4，抗拉拔主筋5，环形刺桩6，螺旋形刺桩7，直接注浆口8，辅助注浆桩9，辅助注浆孔10，外模板11，检测盖板12，检测孔13。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1至图3，本发明的一种针对松软土质的抗拉拔刺桩结构，包括桩本体1，其特征在于：所述桩本体1的底部浇筑设置有底部圆盘2，桩本体1的内部设置有钢筋笼3，桩本体1的中部设置有伸向上端外侧的抗拉拔主筋5，抗拉拔主筋5与钢筋笼3的中部相固定，桩本体1的外圆周上等间距的设置有多个环形刺桩6，或者在桩本体1的外圆周上设置有螺旋形刺桩7，环形刺桩6或螺旋形刺桩7分别与桩本体1的腔体相连通，桩本体1的外部设置有多个呈环形分布的辅助注浆桩9，辅助注浆桩9的底端与环形刺桩6或螺旋形刺桩7相连通，辅助注浆桩9的上端为辅助注浆孔10。

所述桩本体1的上端预埋有呈环形分布的抗剪钢管4或其它拉拔结构，桩本体1的上端外侧的环形壁上设置有外模板11。

所述底部圆盘2的直径为桩本体1外径的1.5-3倍，底部圆盘2的厚度为桩本体1外径的1/6-1/4。

所述环形刺桩6和螺旋形刺桩7的外径为桩本体1外径的1.5-3倍，螺旋形刺桩7为1-2个螺距，环形刺桩6和螺旋形刺桩7的厚度为桩本体1外径的1/4-1/3。

所述桩本体1的上端为直接注浆口8，直接注浆口8上设置有检测盖板12，检测盖板12上开设有检测孔13。

一种针对松软土质的抗拉拔刺桩结构施工方法，包括以下步骤：

a、根据施工要求在地基土体上垂直向下挖设桩孔，并达到预定深度，大直径桩孔需要做好桩孔侧壁的支护工作，并在在桩孔的底部挖设直径大于桩孔直径的底部圆盘2；

b、通过螺旋钻挖设备在桩孔的外侧壁上钻挖形成螺旋形刺桩腔体，或者通过挖设备在桩孔的外侧壁上等间距的设置有多个环形刺桩腔体；

c、在桩孔的四周地基土体上垂直开设多个辅助注浆桩孔10，辅助注浆桩孔10以桩孔的轴心为圆心呈环形分布，辅助注浆桩孔10的底部与螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体相连通；

d、将钢筋笼3垂直放入桩孔内，桩孔的中部设置伸向上端外侧的抗拉拔主筋5，抗拉拔主筋5与钢筋笼3的中部相固定；

e、随后从桩孔上端口的直接注浆口8浇筑混凝土，当即将到达下端的环形刺桩6或螺旋形刺桩7时，暂停从直接注浆口8浇筑混凝土，并开始从辅助注浆孔10上向螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体灌注混凝土砂浆；

f、在各个辅助注浆孔10内的混凝土砂浆流入和下沉较慢时，表明螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体内已经填充满了混凝土砂浆，重新开始通过直接注浆口8浇筑混凝土；

g、然后在桩孔内的混凝土即将浇筑完成时，在混凝土内预埋有呈环形分布的抗剪钢管4或其它拉拔结构，并在桩孔上端外侧的环形壁上设置外模板11；

h、最后向外模板11内浇筑混凝土，完成地上部分的桩体浇筑，待混凝土的养护和凝固完成后，抗拉拔刺桩结构完成施工作业。

所述c步骤中辅助注浆桩孔10的内壁进行了光滑处理，与同一螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体相连通的多个辅助注浆桩孔10的深度有差异。

所述e步骤中在暂停从直接注浆口8浇筑混凝土后，将检测盖板12盖在直接注浆口8上，并在检测盖板12上的检测孔13内安装连接气流检测装置。

参见图1、图2，桩本体1的底部浇筑设置有底部圆盘2，底部圆盘2的直径为桩本体1外径的1.5-3倍，底部圆盘2的厚度为桩本体1外径的1/6-1/4。桩本体1的内部设置有钢筋笼3，钢筋笼3与传统混凝土桩的钢筋笼结构类似，起到钢筋骨架的作用。另外，在桩本体1的中部设置有伸向上端外侧的抗拉拔主筋5，抗拉拔主筋5与钢筋笼3的中部相固定，桩本体1的上端预埋有呈环形分布的抗剪钢管4或其它拉拔结构，便于安装和施工，安装固定后稳定可靠。

桩本体1的外圆周上等间距的设置有多个环形刺桩6，或者在桩本体1的外圆周上设置有螺旋形刺桩7，通过环形刺桩6或螺旋形刺桩7来增大与桩本体1周围松软土质的接触面积，提升锚固和稳定的效果。底部圆盘2的直径为桩本体1外径的1.5-3倍，底部圆盘2的厚度为桩本体1外径的1/6-1/4。环形刺桩6和螺旋形刺桩7的外径为桩本体1外径的1.5-3倍，螺旋形刺桩7为1-2个螺距，环形刺桩6和螺旋形刺桩7的厚度为桩本体1外径的1/4-1/3。环形刺桩6和螺旋形刺桩7的外径以及厚度不能太大，太大后不利于在混凝土浇筑前腔体附近松软土层的稳定，容易出现局部坍塌；环形刺桩6和螺旋形刺桩7的外径以及厚度也不能太小，太小会导致螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体空间太小，不利于混凝土砂浆在腔体内的流动和填充，影响整体质量。

环形刺桩6或螺旋形刺桩7分别与桩本体1的腔体相连通，桩本体1的腔体内浇筑的混凝土可以部分进入到螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体内。在实际浇筑混凝土的过程中，由于混凝土的流动性不佳，单纯依靠从直接注浆口8浇筑混凝土无法充分填满螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体，为了有效解决这一技术问题，本发明在桩本体1的外部设置有多个呈环形分布的辅助注浆桩9，辅助注浆桩9的底端与环形刺桩6或螺旋形刺桩7相连通，辅助注浆桩9的上端为辅助注浆孔10。为了进一步提高辅助注浆桩孔10内的流动性，在辅助注浆桩孔10的内壁进行了光滑处理，与同一螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体相连通的多个辅助注浆桩孔10的深度有差异。通过向辅助注浆桩孔10内灌注混凝土砂浆的方式，实现对螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体充分填充，并使得环形刺桩6或螺旋形刺桩7与桩本体1凝固形成整体结构，与周围土层之间形成了很强的牵制力，整体受力达到了平衡。

为了让桩孔内的混凝土与螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体内灌注混凝土砂浆充分融合，在实际浇筑刺桩腔体这一段的过程中可以采用交替灌注的方式，即。另外在浇筑过程中为了检测螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体内的砂浆是否在进入到桩孔内，可以在直接注浆口8上临时密封设置检测盖板12，检测盖板12上开设有检测孔13，检测孔13上安装连接气流检测装置，通过气流检测装置检测是否有气流从检测孔13流出。如果检测到有气流从检测孔13流出，则说明从辅助注浆孔10灌注的混凝土砂浆正在下落填充过程中，此时不能中断从辅助注浆孔10灌注的混凝土砂浆，只有较长时间检测不到有气流从检测孔13流出时，才能停止从辅助注浆孔10灌注的混凝土砂浆。

针对松软土质的抗拉拔刺桩结构施工方法具体如下：首先根据施工要求在地基土体上垂直向下挖设桩孔，并达到预定深度，大直径桩孔需要做好桩孔侧壁的支护工作，并在在桩孔的底部挖设直径大于桩孔直径的底部圆盘2，底部稳定性好。通过螺旋钻挖设备在桩孔的外侧壁上钻挖形成螺旋形刺桩腔体，或者通过挖设备在桩孔的外侧壁上等间距的设置有多个环形刺桩腔体。在桩孔的四周地基土体上垂直开设多个辅助注浆桩孔10，辅助注浆桩孔10以桩孔的轴心为圆心呈环形分布，辅助注浆桩孔10的底部与螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体相连通。将钢筋笼3垂直放入桩孔内，桩孔的中部设置伸向上端外侧的抗拉拔主筋5，抗拉拔主筋5与钢筋笼3的中部相固定。随后从桩孔上端口的直接注浆口8浇筑混凝土，当即将到达下端的环形刺桩6或螺旋形刺桩7时，暂停从直接注浆口8浇筑混凝土，并开始从辅助注浆孔10上向螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体灌注混凝土砂浆。在各个辅助注浆孔10内的混凝土砂浆流入和下沉较慢时，表明螺旋形刺桩腔体或环形刺桩腔体内已经填充满了混凝土砂浆，重新开始通过直接注浆口8浇筑混凝土。然后在桩孔内的混凝土即将浇筑完成时，在混凝土内预埋有呈环形分布的抗剪钢管4或其它拉拔结构，并在桩孔上端外侧的环形壁上设置外模板11。最后向外模板11内浇筑混凝土，完成地上部分的桩体浇筑，待混凝土的养护和凝固完成后，抗拉拔刺桩结构完成施工作业。

本发明结构新颖，施工很方便，各打围桩之间能够进行锁紧固定，采用本发明的施工方法实现了针对松软土质的抗拉拔刺桩施工，有效克服了松软土质所带来的弊端，在松软土质上的抗拉拔桩不会出现松动和纵向滑动的情况，抗拉拔性能、侧向抗剪力性能以及抗动载荷能力都得到了提高，整体受力达到了平衡，施工完成后建筑基础的稳定好，施工周期短，施工效率高。

以上内容是结合具体实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认为本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，本发明还会有各种简单替换、改进和变化，所做出的各种简单替换、改进和变化，都应当视为属于本发明的保护范围。