专利名称：三级扩底预制与现浇钢砼组合桩身的机械成桩方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑桩基工程的施工方法，特别是一种三级扩底预制 与现浇钢砼组合桩身的机械成桩方法。是高层建筑多级底座大承载力桩基 工程首选的施工方法。
技术背景根据国家规范全身是现浇(即桩身现浇砼，底座也是现浇砼)扩底桩其底座直径比值最大值被限制在3-3.5，而沉管预制钢砼扩底桩，这种桩是 桩身预制砼，底座现浇砼，显然这比值3-3.5被打破， 一般可以达到3.5-5， 尽管承载力更大了，但还不能满足工程需要，特别是当扩底直径大于1.5米 时，要对端承载力打折0.9。为此，又出现了沉管预制多级扩底桩。现有的 多种承载力盘桩技术有二个共同点，第一都是用正反循环法成孔扩底；第 二都不用沉管进行成桩扩底。这二点对多承力盘(多级扩底)桩相当不利， 换句话说，带来两个问题，1)、国家级建筑规范规定，用正反循环法成桩 扩底的底座端承力要乘0.45系数，因为有泥浆存在和桩底沉渣无法清理干 净，(浙江省规范是0.24折扣)打折扣太大了，虽然有多个底座，但损失端 承力很大；2)、不用沉管，施工情况得不到保护，加之正反循环法是在水 下作业，扩底施工情况看不见，难测量纪录，还常常发生水下扩底时，上 部土体一片掉下来情况也时有发生，还有由于现有技术的多级桩都是全身 用现浇砼，而现浇砼的强度做不高，而且质量难以保证，并且在水中浇砼， 质量难控制，加上多个底座的桩承载力都较大，基于以上因素其桩身直径 必须做得较大，而这种多底座的桩最怕桩身直径大，研究试验表明，桩身 直径增大，其承载力衰减很厉害。 发明内容本发明针对现有技术存在的问题提供一种三级扩底预制与现浇钢砼组 合桩身的机械成桩方法，目的是提高材料强度的利用率和折减系数、底座 直径与桩身直径比值和单桩承载能力。本发明的另一个目的在提供一种定位准确，利用控制多级底座与桩身 同心度和确保桩基质量能达到设计预期效果的成桩方法。本发明的三级扩底预制与现浇钢砼组合桩身的机械成桩方法，包括如 下工艺步骤a、带有金属桩头的沉管沉入硬土层设计标高；b、取出金属 桩头；C、用机械扩底设备加工下底座空间，取净碎土，用砼浇注下底座， 下端具有插筋的预制空心桩身下入沉管，上拔沉管至设定距离H^ d、用机 械扩底设备加工中间底座空间，上拔沉管至设定的距离H2，用机械扩底设 备加工上底座空间，碎土扫入预制空心桩身内，长钢筋贯穿上中底座空间； e、灌注砼现浇上、中底座及中段桩身；f、向沉管内放入带插筋的预制桩身； g、拔出沉管。三级扩底预制与现浇钢砼组合桩身的机械成桩方法，包括如下工艺步 骤a、带有金属桩头的沉管沉入硬土层设计标高；b、取出金属桩头；c、 用机械扩底设备加工下底座空间，取净碎土，用砼浇注下底座，下端具有 插筋的预制空心桩身下入沉管，上拔沉管至设定距离Hn d、用机械扩底设 备加工中间底座空间，上拔沉管至设定的距离H2，用机械扩底设备加工上 底座空间，下预制实心桩身，取净碎土后，将长钢筋自上而下自沉管放下 贯穿上中段并穿过中底座下边一点；e、以砼灌注中、上底座以及中、上段 现浇钢砼桩身；f、取出沉管，成桩。所述的工序c和d中的用机械扩底设备扩底加工底座空间具体步骤如
下将扩底设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管，设备上端也被 牢固定位后开动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩底，当施工达 到设计标深后自动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削刀工作达到设 计底座直径时，即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩底设备被吊出地面。上述的工序C中取净碎土的具体步骤如下用空气吸土设备取土，当 底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉，直到取土干净。所述的工序c和d中的设定距离H,和H2是底座直径的2-10倍。 本发明与现有技术相比由于采用沉管做保护和依托，加之以预制桩身 与现浇钢砼桩身组合成多级底座桩的技术措施，并试验证明有工艺合理， 定位准确，使多级底座与桩身同心度高，明显提高了材料强度的利用率、 折减系数可达0.9-1.0;底座直径与桩身直径比值可达3.5-5.0，大大提高了 单桩的承载能力，确保桩基工程质量，安全程度高，完全达到设计的预期 效果。
图la-图lg是本发明主要工序的施工状态示意图。图2a-图2b是本发明另一实施例的主要工序施工状态示意图。图中1、下底座空间；2、沉管；3、下预制桩身；Hi 、 H2为底座直径2-10倍；4、中底座空间；5、钢筋；6、上底座空间；7、上预制桩身；8、长钢筋。
具体实施方式
本发明的实施例结合附图加以详细描述，以进一步说明发明内容。 实施例1:如图la-图lg是本发明的主要工序施工状态示意图。本发明三级扩底
预制与现浇钢砼组合桩身的机械成桩方法，包括如下工艺步骤a、带有金属桩头的沉管2沉入硬土层至设计标高；b、取出金属桩头；C、用机械扩 底设备加工下底座空间1，除用成型机加工的外应保持其内无残留碎土，通 常是用吸土设备或干湿混合法清理净碎土，也可以将碎土扫入预制空桩身3 内；特别是在砂质土层施工时适于用挤压成型法形成底座空间为宜，用砼 浇注下底座，将下端具有插筋的下预制空心桩身3或实心预制桩身下入沉管2内，并使插筋与下底座锚接，上向桩身外缝隙中注入水泥浆，拔沉管2 至设定距离H,，其取值范围是底座直径2-10倍；d、用机械扩底设备加工 中间底座空间4，上拔沉管至设定的距离H2，其取值范围是底座直径2-10 倍，用机械扩底设备加工上底座空间6，如果下预制桩身3为空心时，不必 取土，将碎土扫入预制空心桩身中即可；否则用实心预制桩身，需用取土 设备取净碎土，把钢筋5放入沉管2中，将中间与上底座空间4、 6连成一 体；e、灌注砼现浇上、中底座及中段桩身；f、下端具有插筋的上预制空心 或实心桩身7下入沉管内，使插筋与上底座锚固；g、拔出沉管。 实施例2:如图2a和图2b所示，其工序a至c与实施例l相同，工序d加工上底 座空间6，下预制实心桩身3，将碎土用吸土设备取净碎土后，将长钢筋8 自上而下自沉管2放下贯穿上中段并穿过中底座下边一点；e、以砼灌注中、 上底座以及中、上段现浇钢砼桩身；f、取出沉管2，成桩。
权利要求
1、三级扩底预制与现浇钢砼组合桩身的机械成桩方法，其特征在于它包括如下工艺步骤a、带有金属桩头的沉管沉入硬土层设计标高；b、取出金属桩头；c、用机械扩底设备加工下底座空间，取净碎土，用砼浇注下底座，下端具有插筋的预制空心桩身下入沉管，上拔沉管至设定距离H1；d、用机械扩底设备加工中间底座空间，上拔沉管至设定的距离H2，用机械扩底设备加工上底座空间，下预制实心桩身，取净碎土后，将长钢筋自上而下自沉管放下贯穿上中段并穿过中底座下边一点；e、以砼灌注中、上底座以及中、上段现浇钢砼桩身；f、取出沉管，成桩。
2、 根据权利要求1所述的三级扩底预制与现浇钢砼组合桩身的机械成 桩方法，其特征在于所述的工序c和d中的用机械扩底设备扩底加工底座 空间具体步骤如下将扩底设备的定位铁脚对准沉管口上的标记下入沉管， 设备上端也被牢固定位后开动设备进行扩底，扩底是先垂直扩底再水平扩 底，当施工达到设计标深后自动停止，底部形成底座空腔，此时扩底切削 刀工作达到设计底座直径时，即动力杆达到预定转数，扩底挖土完成，扩 底设备被吊出地面。
3、 根据权利要求1所述的三级扩底预制与现浇钢砼组合桩身的机械成 桩方法，其特征在于上述的工序C中取净碎土的具体步骤如下用空气吸 土设备取土，当底座内只剩少量散土时，从沉管口倒水，边倒水边吸掉， 直到取土干净。
4、 根据权利要求1所述的三级扩底预制与现浇钢砼组合桩身的机械成 桩方法，其特征在于所述的工序c和d中的设定距离H,和H2是底座直径 的2-10倍。
全文摘要
本发明涉及一种三级扩底预制与现浇钢砼组合桩身的机械成桩方法。包括如下工艺步骤a.带有金属桩头的沉管沉入硬土层至设计标高；b.取出金属桩头；c.加工下底座空间，取净碎土，用砼浇注下底座，下端具有插筋的一预制空心桩身下入沉管，上拔沉管至设定距离H<sub>1</sub>；d.加工中间底座空间，上拔沉管至设定的距离H<sub>2</sub>，加工上底座空间，下预制实心桩身，取净碎土后，将长钢筋自上而下自沉管放下贯穿上中段并穿过中底座下边一点；e.以砼灌注中、上底座以及中、上段现浇钢砼桩身；f.取出沉管，成桩。本发明明显提高了材料强度的利用率、折减系数可达0.9-1.0；底座直径与桩身直径比值可达3.5-5.0，大大提高了单桩的承载能力。
文档编号E02D5/22GK101153486SQ200710157260
公开日2008年4月2日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月29日
发明者吴伟林, 周亚萍 申请人:周亚萍