专利名称：一种空芯人工挖孔灌注桩的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种灌注混凝土桩，特别涉及一种空芯人工挖孔灌注桩。
背景技术：
本专利申请日前，市场上公开及使用的人工挖孔灌注桩，分前后两个工序。前工序是挖孔护壁；其操作步骤为将井孔外径挖至1100mm；高度约1000mm，然后支模板浇筑砼，使形成外径为圆柱形、内径为截头圆锥形的砼护壁圈(其上口径一般应满足800mm的设计桩径)。待上圈拆模后再往下分段开挖、支模、浇筑砼，直至终孔达到桩端持力层，其护壁砼的结构形式见图一。后工序是成桩。验孔之后放入钢筋笼，然后浇筑砼并振捣成桩。传统人工挖孔灌注桩的构造见图二。由于其工艺特点，需要人工井下作业及安全措施所必须设置的砼护壁圈，使桩的砼用量较大，砼强度不能充分发挥。本实用新型的目的是提供一种空芯的新型桩体结构和新的成桩工艺方法。
发明内容本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种可以节省用砼量、减轻桩的自重、提高桩的承载力的空芯人工挖孔灌注桩，以及它的施工方法。
本实用新型是通过以下措施来实现的本实用新型的空芯人工挖孔灌注桩，包括由若干桩节连接而成的砼制桩圈，桩圈为空芯形；桩圈的圈壁内嵌有若干钢筋制成的主筋。
本实用新型的空芯人工挖孔灌注桩，一种方案是，所述的每根主筋由若干段钢筋连接而成，主筋的外侧捆扎有螺旋形的螺旋箍筋。
本实用新型的空芯人工挖孔灌注桩，另一种方案是，每一主筋的外侧有一由若干节中空管连接而成的预埋管，预埋管的外侧捆扎有螺旋形的螺旋箍筋。
本实用新型的空芯人工挖孔灌注桩，可以根据灌注桩的承载力大小或地质情况，在桩圈下部连接有砼制素砼桩圈和底节，素砼桩圈为空芯形，素砼桩圈的圈壁内没有主筋，底节为实芯形。
本实用新型的空芯人工挖孔灌注桩，为了方便对主筋进行拉张，所述主筋的上、下端分别有一用于拉张的锚具、锚头。
本实用新型的空芯人工挖孔灌注桩，为了防止桩圈下坠和提高摩擦阻力，桩圈外表面设置有伸出桩圈外表的扩大肢。
本实用新型的空芯人工挖孔灌注桩，为了使主筋和预埋管粘接为一体，预埋管的内部注有水泥砂浆或水泥浆。
本实用新型的空芯人工挖孔灌注桩，所述的桩圈的外形可以为圆形、椭圆形或多边形，桩圈的内腔可以为圆形、椭圆形或多边形。
上述空芯人工挖孔灌注桩的一种施工方法，包括以下步骤，①桩孔挖至设计直径和高度；②安装主筋和底模板，将主筋上端与上节桩圈内的主筋连接，主筋的下端插入底模板的预留孔中；③在主筋外侧捆绑螺旋箍筋；④支内模板，浇筑砼并振捣，保养后拆模；⑤按上述方法进行下一圈施工。
上述空芯人工挖孔灌注桩的另一种施工方法，包括以下步骤①桩孔挖至设计直径和高度；②安装预埋管和底模板，将预埋管的上端插入上节桩圈的预埋管的接口中，预埋管的下端插入底模板的预留孔中；③在预埋管外侧捆绑螺旋箍筋；④支内模板，浇筑砼并振捣，保养后拆模；⑤按上述方法进行下一圈施工；⑥当达到钢筋设计深度时，先挖好下节桩孔，将主筋插入预埋管的孔内。
本实用新型的思路是充分利用护壁砼圈。通过对护壁砼厚度和强度的适当调整，使护壁砼圈除了在施工阶段起到安全保障作用外，当终孔以后，将护壁砼圈转变为承重结构，解决钢筋笼的设置问题，这是本实用新型的技术关键。
本实用新型的主要构造说明空芯人工挖孔灌注桩包括由顶圈、带螺旋钢筋的桩圈和底节，以及素砼桩圈。在桩圈的圈壁内设有预埋有塑料管或钢管制成的预埋管，预埋管的内径应大于设计主筋的外径5～8mm，一端应带插接头。主筋为钢筋制成，一般为6-8根，直径16-20mm，可全长配置或部分配置，穿过预埋管下端锚固在某一桩圈下面或直通到桩的底节。螺旋箍筋一般为直径6mm的钢筋，环绕并捆扎在预埋管上，间距大约为200mm。在每段桩圈的下部可以有结合凸缘，桩圈的外表面可设置伸出其外表面的扩大肢，可根据土质设置，起到防止桩圈下坠和提高摩擦阻力的作用。当主筋通过张拉，用锚具固定在顶圈上端时，就成为无粘结后张拉预应力人工挖孔空芯灌注桩。通过设在主筋底部的注浆孔可进行压力注浆，在张拉条件下注浆时，就成为有粘结后张拉预应力人工挖孔空芯灌注桩。在非张拉条件下注浆时，就成为有粘结非预应力人工挖孔空芯灌注桩。
本项实用新型的优点1.节省砼。由于桩是空芯的，比常规人工挖孔灌注桩可节省大量的砼。
2.桩的承载力大大提高。在基桩设计上，普通人工挖孔灌注桩护壁砼圈的竖向承载力和摩擦力是不考虑的，它只起到一个临时支护作用，一但桩身砼浇筑完毕其使命也就完成了。因此单桩承载力只按设计桩径的桩周和桩端面积来计算。空芯桩以桩圈周长和桩圈全端面计算承载力，在减少砼总量条件下，单桩承载力反而显著提高。如外径为1200mm，壁厚为200mm的空芯桩与直径800mm(护壁砼圈平均厚150mm)的普通人工挖孔灌注桩相比，在节省34％的砼情况下，桩周长从原来2512mm增加到3768mm，增加了50％。桩端面积从0.5m2提高到1.13m2，增加了126％。如果再结合扩底、扩径、扩肢等措施，单桩承载力可进一步的提高。
3.空芯桩大大减少了桩的自重，有利于单桩承载力的提高。
4.可解决大荷载条件下桩的静载荷试验问题。由于大直径桩的设计承载力都比较高，传统的试桩方法必须要设置锚桩、费时费力，如采用孔底静载荷试验方法，因桩孔深度大，传力杆的布设也较麻烦。本实用新型专利，可以方便地利用桩圈反力进行桩底静载荷试验(同时可测出桩侧摩阻力)，省时、省力、方便快捷。
图1为现有技术的灌注桩护壁砼的结构示意图图2为现有技术的灌注桩的结构示意图图3为本实用新型的一种实施例的结构示意图图4为图3实施例的桩圈的施工结构示意图图5为本实用新型的空芯桩进行桩底静载荷试验时的结构示意图图6为本实用新型的另一种实施例的结构示意图图中，1顶圈；2桩圈；3素砼桩圈；4底圈；5预埋管；6主筋；7螺旋箍筋；8锚具；9锚头；10扩大肢；11底模板，12内模板；13注浆孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作具体的说明。
实施例1如图3所示，本实施例以标准节为例，桩圈2的内径为800mm；空芯桩圈2的壁厚可设计为200mm；设计桩圈2的外径1200mm；桩圈2的单节长度为1000mm-1200mm。砼强度等级为C30。
本实用新型按以下工艺步骤实现其技术方案1.桩孔挖至设计直径和高度，检查各部尺寸；2.安装6-8根预埋管5和底模板11，将预埋管5的上端插入上节桩圈的预埋管5的接口中。(当采用张拉法固定主筋6时，预埋管6的接头处应涂抹密封胶，以防止地下水位渗入孔内，腐蚀钢筋。)预埋管6的下端插入底模板11的预留孔中，应保持预埋管5处于垂直状态；如图4所示。
3预埋管5安装完毕后，捆绑螺旋箍筋74.支内模板12，浇筑砼并振捣。上圈砼浇筑24小时后可拆模，进行下一圈施工；5.当达到钢筋设计孔深时，先挖好下节桩孔，将主筋6插入预埋管5的孔内，在主筋6下端安装好主筋下端的锚头9(当采用有粘结灌浆工艺时，应设置注浆孔13)。然后再安装模板浇筑砼。(素桩圈3无安装预埋管6和捆绑螺旋箍筋7的工序，其他工序同上。)6.桩达到持力层孔深后应进行封底，圈底4封底砼的高度不应小于设计桩径或按设计图纸要求进行。
7.可以根据不同的情况，分别进行如下操作①将锚具固定在顶圈上端，对主筋进行张拉，，就成为无粘结后张拉预应力人工挖孔空芯灌注桩。②通过设在主筋6底部的注浆孔13可进行压力注浆，在张拉条件下注浆时，就成为有粘结后张拉预应力人工挖孔空芯灌注桩；在非张拉条件下注浆时，就成为有粘结非预应力人工挖孔空芯灌注桩。对钢筋6的张拉、锚固或灌浆，应在桩圈砼全部达到设计强度后进行。
实施例2本实用新型的结构也可以如图6所示，桩圈2的内径为800mm；空芯桩圈2的壁厚可设计为200mm；设计桩圈2的外径1200mm；桩圈2的单节长度为1000mm-1200mm。砼强度等级为C30。
其具体结构和施工方法如下1.桩孔挖至设计直径和高度，检查各部尺寸；2.安装6-8根主筋6和底模板，通过螺纹连接套将主筋6的上端与上节桩圈的主筋6连接在一起，或者通过焊接将主筋与上节桩圈内的主筋焊接为一起，主筋6的下端插入底模板的预留孔中，应保持主筋6处于垂直状态；3主筋6安装完毕后，捆绑螺旋箍筋74.支内模板，浇筑砼并振捣。上圈砼浇筑24小时后可拆模，进行下一圈施工；5.当主筋6达到设计要求后，根据需要，继续施工没有主筋的空芯素桩圈3和实芯的底圈4。
权利要求1.一种空芯人工挖孔灌注桩，包括由若干桩节连接而成的砼制桩圈(2)，桩圈(2)为空芯形；其特征在于桩圈(2)的圈壁内嵌有若干钢筋制成的主筋(6)。
2.根据权利要求1所述的空芯人工挖孔灌注桩，其特征在于所述的每根主筋(6)由若干段钢筋连接而成，主筋(6)的外侧捆扎有螺旋形的螺旋箍筋(7)。
3.根据权利要求1所述的空芯人工挖孔灌注桩，其特征在于每一主筋(6)的外侧有一由若干节中空管连接而成的预埋管(5)，预埋管(5)的外侧捆扎有螺旋形的螺旋箍筋(7)。
4.根据权利要求1、2或3任一项所述的空芯人工挖孔灌注桩，其特征在于所述的桩圈(2)下部连接有砼制素砼桩圈(3)和底节(4)，素砼桩圈为空芯形，素砼桩圈的圈壁内没有主筋，底节(4)为实芯形。
5.根据权利要求3所述的空芯人工挖孔灌注桩，其特征在于所述主筋(6)的上、下端分别有一用于拉张的锚具(8)、锚头(9)。
6.根据权利要求1所述的空芯人工挖孔灌注桩，其特征在于桩圈(2)外表面设置有伸出桩圈外表的扩大肢(10)。
7.根据权利要求1所述的空芯人工挖孔灌注桩，其特征在于预埋管(5)的内部注有水泥砂浆或水泥浆。
8.根据权利要求1所述的空芯人工挖孔灌注桩，其特征在于所述的桩圈(2)的外形为圆形、椭圆形或多边形，桩圈(2)的内腔为圆形、椭圆形或多边形。
专利摘要本实用新型专利涉及一种灌注混凝土桩，特别涉及一种空芯人工挖孔灌注桩。本设计的空芯人工挖孔灌注桩，包括由若干桩节连接而成的砼制桩圈，桩圈为空芯形；桩圈的圈壁内嵌有若干钢筋制成的主筋。本设计的有益效果是，节省砼，桩的承载力大大提高，减少了桩的自重，并可以解决大荷载条件下桩的静载荷试验问题。
文档编号E02D5/38GK2719915SQ200420052848
公开日2005年8月24日 申请日期2004年8月10日 优先权日2004年8月10日
发明者周广泉, 沈昌培, 裴智, 韩民 申请人:山东省机械施工公司