钢筋混凝土夯扩灌注桩成桩工艺及其工具 本发明涉及建筑工程地基处理方法，特别涉及一种钢筋混凝土夯扩灌注桩的成桩工艺及其工具。
随着建筑业的蓬勃发展，各种类型的地基处理方法和桩基础已在工程界被广泛应用，为使地基处理方法与桩基础有机地结合，开发经济、快速、方便的施工工艺已引起岩土工程界的重视，建筑工程使用的桩基础成桩的工艺，现有无桩尖夯扩桩和有桩尖夯扩桩两种，无预制桩尖夯扩桩施工顺序为：
(1).在桩位上放置一定高度的C20级干硬性混凝土。
(2).对准桩位放置外管，同时把内夯管放在外管内，在其上放置直径与外管直径相同。
(3).锤击外管和内夯管，使其沉入设计深度。
(4).把内夯管从外管内抽出，卸去外管上端的加颈圈。
(5).灌入夯扩部分的混凝土。
(6).放入内夯管，再将外管拔高。
(7).锤击内夯管、把外管内的混凝土夯出管外。
(8).在锤击作用下，使外管和内夯管同步沉入规定深度。
(9).拔出内夯管。
(10).将加颈圈放在外管上端，然后灌满桩身部分所需的混凝土。
(11).将柴油锤和内夯管压在桩身混凝土上，上拔外管。
(12).将外管拔出，成桩。
带钢筋混凝土预制桩尖的夯扩桩的施工顺序基本上与无预制桩尖的夯扩相同，只是施工顺序中第(1)步骤改为在桩位上放置钢筋混凝土预制桩尖。
采用无预制桩尖干硬性混凝土止淤封底，方法简单，成本低，施工工序连续性好，故目前大部分采用此种施工工艺。
这两种施工工艺存在的不足是：
(1)由于夯扩扩大头是由内管压入的，因此对土体的挤密效果差，影响深度也小。
(2)由于压入混凝土的同时，柱管周围对地表土没有约束，因此地表隆起较严重，桩侧土的挤密效果差。
(3)由于夯扩桩成桩工艺决定了混凝土内不能放入钢筋笼，因此桩的抗拔力较差。
针对夯扩桩以上不足，本发明的目的是提供一种夯扩灌注桩成桩工艺及其工具，重锤采用自由落下以加大夯击能量，提高扩大头的承载力，为提高桩侧土的密度，桩管上端安装卡盘以夯实桩顶地表土，提高上承力盘地承载力和桩侧摩阻力，为提高桩身质量和抗拔力，桩身采用钢筋混凝土浇灌。达到最大限度地提高桩的承载力的目的。
本发明的目的是这样实现的：
一种夯扩灌注桩成桩工艺及其工具，包括施工机具和成桩工艺，其特征是：
a.施工机具由桩管和重锤组成，其桩管为空心钢管，在桩管外圆靠近上端的适当高度处焊接有钢制圆形卡盘，该卡盘呈倒圆锥形。
b.所述成桩工艺包括以下步骤：
①.在地表桩位上挖圆坑1.2-1.5m深，直径与桩管相同，然后将桩管吊入圆坑内，并在桩管内填入一定量碎砖；
②.将重锤吊入桩管内开始夯击。直至将桩管夯至设计标高，地表土被夯实。
③.击穿砖塞，开始强夯桩端土，随夯随填入碎砖或建筑垃圾。
④.碎砖或建筑垃圾夯入一定量后，开始夯入一定量的C20干硬性混凝土，根据控制重锤贯入度确定最后是否提出重锤，并放入钢筋笼。
⑤.在桩管内灌注混凝土，灌满后提出桩管，并进行震捣密实。
本发明有以下积极有益的效果：
一、使用范围
1、适用于各种情况下的软土地基，但桩端不宜选择饱和的淤泥质土，对于其它饱和的或非饱和的粘土、粉质粘土或粉上均适用。
2、对于处理回填土地基或浅层土较软地基(厚2m～4m)。其经济效益最佳。可替代粉喷桩、碎石桩和换土等复合地基。
3、可以替代多层房屋的筏板基础。
4、可以替代五至十层的各种房屋的桩基础。
二、其特点如下：
1、与预制桩相比，其施工噪音小；与钻孔灌注桩相比，施工场地干净无泥土。
2、与换土地基和筏板基础相比，避免大开挖。施工场地开敞。
3、与其它任何桩型相比，均节省投资，工程造价低，在同样情况下，夯扩灌注桩的工程造价仅是钻孔灌注桩的0.43倍。
4、本桩型抗震性能好，抗液化能力强。
5、由于施工工艺简便，容易保证质量，合格率几乎百分之百。
三、夯扩灌注桩的应用前景
由于夯扩灌注桩具有投资省、质量好、施工简便等优点，因此大有推广前景。且适应范围广泛，对砖混结构的住宅楼，采用夯扩灌注桩替代筏板基础大有可为。对框架结构和排架结构房屋，柱下经过群桩布置，使用效果良好。对于十层以下的建筑本桩型均能满足设计要求。对于一般构筑物，使用本桩型更能显示其灵活性。
现以较佳实施例结合附图进行说明：
图1为本发明的施工机具的构造示意图，为斜视图。
图2是图1的分解图。
图3是本发明的成桩工艺步骤示意图，图中用①②……分别表示工序编号。
本发明的夯扩灌注桩成桩工艺方法，包括施工机具和成桩工艺：
施工机具由桩管1和重锤2组成见图1图2，其桩管1为空心钢管，在桩管外圆靠近上端的适当高度处焊接有钢制圆形卡盘101，该卡盘呈倒圆锥形。
所述成桩工艺包括以下步骤见图3：
①.在地表桩位上挖圆坑1.2-1.5m深，直径与桩管相同，然后将桩管吊入圆坑内，并在桩管内填入一定量碎砖；
②.将重锤吊入桩管内开始夯击。直至将桩管夯至设计标高，地表土被夯实。
③.击穿砖塞3，开始强夯桩端土4，随夯随填入碎砖或建筑垃圾。
④.碎砖或建筑垃圾夯入一定量后，开始夯入一定量的C20干硬性混凝土5，根据控制重锤贯入度确定最后是否提出重锤，并放入钢筋笼6。
⑤.在桩管内灌注混凝土7，灌满后提出桩管，并进行震捣密实。
实施时，所述桩管在钢制卡盘上端的桩管壁上制有加料口102。
对一般建筑桩基础，所述桩管外径在Φ350-500mm之间。
所述重锤为圆柱形，装于桩管内孔可在该内孔中上、下移动，进行锤击，重锤顶端设有吊钩201，重锤的重量在20-40KN之间。
本发明以桩管、垂锤为专用施工工具，配套设备有起重设备如大型吊车等，设备较简单，容易制作，成本费用低。其技术手段为对桩端土(包括上端和下端)和桩间土进行强夯挤密，提高土的承载力，另外在桩上端和下端制作混凝土承力盘8、9，以加大承载面积，这样桩可带动桩间土共同工作，就象螺丝紧紧地拧在木板一样，螺杆帽和螺母就象上下承力盘，螺杆象桩身，其材料不过是钢筋混凝土而已。其工作原理是这样的：夯扩灌注桩是集沉管灌注桩和强夯等为一体的复合桩型，与钻孔灌注桩相比，从桩侧、桩底以及桩顶全方位改良了土质，因此使桩的受力更合理，其经济效益最佳，下面从成桩过程中分析桩侧，桩顶和桩底受力情况。
一、锤击沉管
为了保证桩同土的刘密效果，桩孔不采用引孔，而是采用重锤夯击法，将桩管沉入土中，几乎与桩体相等的土被挤入桩侧面土体中，由于桩间土被挤密，桩周摩阻力显著提高。
二、夯密桩顶土
当沉管上卡盘接触地表时，加强管塞，继续夯击，上卡盘带动直径1.0m范围土体下沉，上卡盘土体经过强夯得到密实，当密实土反力愈来愈小时，管塞被重锤击穿，这样桩上部土体夯密过程就完成了。
三、夯击桩底持力层制造承力盘
管塞被击穿后，沉管不再下沉，起到护壁作用，利用重锤势能转换，开始夯密桩底持力层，为使桩持力层得到有效挤密，采用随夯击，随加填料，其填料可选用级配碎石、碎砖以及建筑垃圾(不腐烂)等，为提高填料后期强度，填料内可加适量水泥或白灰，如被夯击土层为饱和土或非饱和土(稍湿)，其填料宜为干料，如被夯击土层为干土，其填料宜加适量水，且宜加适量白灰，一般而言，填料愈多，土体挤密效果愈好，根据填料多少和重锤贯入度，最后填料改用干硬性砼(标号与桩身相同)，并填足一定量，根据单桩承载力要求，控制最后一击贯入度，这样人造承力盘即告结束。
四、灌注桩
1、先放入钢筋笼，调整钢筋保护层厚度。
2、灌入0.3m桩长的砼，根据管外侧土体情况，决定是否一次将管提出。
3、随灌随振捣，直至灌注到桩顶。