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1、10申请公布号CN101936004A43申请公布日20110105CN101936004ACN101936004A21申请号201010264525822申请日20100825E02D5/44200601E02D5/50200601E02D5/72200601E02D7/00200601E02D7/02200601E02D7/2020060171申请人张继红地址200086上海市海伦路306弄4号502室72发明人张继红54发明名称一种预制挤扩桩及其施工方法与施工机械设备57摘要本发明涉及桩基工程领域中的一种预制挤扩桩及其施工方法与施工机械设备，本发明的预制挤扩桩施工方法包括以下步骤将底部连。
2、接有桩塞1的中空的预制桩2沉入预定深度；移开桩塞1，并将未凝结的桩体材料灌入中空的预制桩2；使未凝结的桩体材料挤入中空的预制桩2下部的土体中，形成桩底扩大段4；重复上述步骤，直至桩底扩大段4满足要求，所施工完成的预制挤扩桩包括上部的中空的预制桩2，下部的桩底扩大段4及底部的桩塞1组成，并研制了高效的施工设备，该种桩型施工方便，质量可靠，大幅度提高了目前广泛应用的PHC管桩、空心方桩等预制桩的端部承载力，可作为抗拔、抗压承载桩，承载力高，造价低。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页CN101936004A1/1页21一种预制挤扩桩施工方法。
3、，其特征是该预制挤扩桩施工方法包括以下步骤A确定桩位，将底部连接有桩塞1的中空的预制桩2沉入预定深度；B移开桩塞1，并将未凝结的桩体材料灌入中空的预制桩2；C通过中空的预制桩2的中空部位9，挤压未凝结的桩体材料，使未凝结的桩体材料挤入中空的预制桩2下部的土体中，形成桩底扩大段4；D根据桩底扩大段4扩大幅度的需要，确定是否重复步骤B中将未凝结的桩体材料灌入中空的预制桩2，并确定是否重复步骤C，直至完成桩底扩大段4施工，如桩底扩大段4满足要求，则不需要本步骤。2根据权利要求1所述的预制挤扩桩施工方法，其特征在于上述的桩塞1可以是放置于中空的预制桩2下部且能在压桩过程中阻止土体进入中空的预制桩2内形。
4、成土塞的预制结构。3根据权利要求1所述的预制挤扩桩施工方法，其特征在于上述的桩塞1可以是略小于中空的预制桩2的中空部位9且底部开口的管状结构。4根据权利要求1所述的预制挤扩桩施工方法，其特征在于上述的未凝结的桩体材料可以是未凝固的混凝土、或未凝结的石灰、或未凝结的水泥与碎石、粉煤灰、矿渣等材料掺和的混和料中的一种、或不凝结的碎石等散体材料。5一种预制挤扩桩，其特征是该预制挤扩桩包括中空的预制桩2、桩底扩大段4、桩塞1三部分组成，其中桩底扩大段4位于中空的预制桩2下部，桩塞1位于桩底扩大段4下部。6根据权利要求5所述的预制挤扩桩，其特征是上述的桩塞1、桩底扩大段4、中空的预制桩2之间可以通过钢筋。
5、或钢绞线8连接。7根据权利要求5所述的预制挤扩桩，其特征是上述的桩塞1可以是安装于中空的预制桩2底部的可以封堵中空的预制桩2的中空部位9的预制桩尖。8根据权利要求5所述的预制挤扩桩，其特征是上述的桩塞1可以是安装于中空的预制桩2底部且可以相对于中空的预制桩2活动的板状结构。9根据权利要求5所述的预制挤扩桩，其特征是上述的桩塞1可以通过钢筋或钢绞线8连接至中空的预制桩2桩顶。10根据权利要求5所述的预制挤扩桩，其特征是可在上述中空的预制桩2的中空部位9灌注混凝土。11根据权利要求5所述的预制挤扩桩，其特征是上述的桩底扩大段4为近似椭球形。12一种预制挤扩桩施工方法所用的成桩机械，其特征是该成桩机。
6、械包括桩机5、增高架6、起吊系统7三部分组成，其中增高架6位于桩机5上部，起吊系统7设置于增高架6上。13一种预制挤扩桩施工方法所用的挤扩器，其特征是该挤扩器3为一横截面形状为圆形，底部封闭，外表面光滑的圆柱形结构。权利要求书CN101936004A1/3页3一种预制挤扩桩及其施工方法与施工机械设备技术领域0001本发明涉及土木工程中桩基工程领域。背景技术0002桩基工程是土木工程领域中重要组成部分之一，目前常用的工程桩形式主要有预制桩与灌注桩两大类别，其中预制桩包括钢管桩、预制方桩、PHC管桩、预应力空心方桩等形式，其特点是将工程桩预制成形后置入土体，利用桩与土的共同作用提供抗压、抗拔、抗弯。
7、或水平承载力。灌注桩包括钻孔灌注桩、沉管灌注桩等形式，其特点是首先在岩土体中预成孔，然后灌入桩体材料成桩。因桩尖持力层或部分桩侧土层强度高，在各类灌注桩中可通过扩大桩端与土体接触面来提高桩基承载力，例如竹节桩、肢盘扩底桩均属于此类性质的扩孔桩。与灌注桩相比，预制桩特别是PHC管桩，具有施工速度快、造价低、桩体强度高，施工质量易控制等优点，目前广泛应用于土木工程各领域。但是目前的预制桩在置入土体前桩体形状已经确定，能否在预制桩底部进行扩底来提高预制桩承载力具有巨大的工程实践意义，目前最新的提高预制桩端部承载力的方法为通过先沉管灌注，然后压入预制桩身的施工方法所完成的扩底桩，但该方法有施工工艺复杂。
8、，造价高、现场施工质量难以控制的缺点，另一类提高预制桩承载力的方法是通过桩底、桩侧注浆来提高预制桩承载力，因预制桩在施工后已通过挤土与土体紧密连接，因而该方法提高的承载力小且代价高，因此目前高效的预制桩扩孔技术仍是国内外的一项空白。0003发明的内容0004本发明的第一个目的在于提供一种预制挤扩桩施工方法，该预制挤扩桩施工方法可以在施工时形成桩底扩大段，可大幅度提高桩基承载力，大幅度节约桩基工程造价，施工方便，质量可靠。0005该预制挤扩桩施工方法包括以下步骤0006A确定桩位，将底部连接有桩塞的中空的预制桩沉入预定深度；0007B移开桩塞，并将未凝结的桩体材料灌入中空的预制桩；0008C通过。
9、中空的预制桩的中空部位，挤压未凝结的桩体材料，使未凝结的桩体材料挤入中空的预制桩下部的土体中，形成桩底扩大段；0009D根据桩底扩大段扩大幅度的需要，确定是否重复步骤B中将未凝结的桩体材料灌入中空的预制桩，并确定是否重复步骤C，直至完成桩底扩大段施工，如桩底扩大段满足要求，则不需要本步骤。0010在上述的预制挤扩桩施工方法中，上述的桩塞可以是放置于中空的预制桩下部且能在压桩过程中阻止土体进入中空的预制桩内形成土塞的预制结构。0011在上述的预制挤扩桩施工方法中，上述的桩塞可以是略小于中空的预制桩的中空部位且底部开口的管状结构。0012在上述的预制挤扩桩施工方法中，上述的未凝结的桩体材料可以是未。
10、凝固的混凝土、或未凝结的石灰、或未凝结的水泥与碎石、粉煤灰、矿渣等材料掺和的混和料中的一种、说明书CN101936004A2/3页4或不凝结的碎石等散体材料。0013本发明的第二个目的在于提供一种预制挤扩桩，该预制挤扩桩能充分发挥桩端持力层的潜力，大幅度提高了预制桩的承载力，造价低。0014该预制挤扩桩包括中空的预制桩、桩底扩大段、桩塞三部分组成，其中桩底扩大段位于中空的预制桩下部，桩塞位于桩底扩大段下部。0015在上述的预制挤扩桩中，上述的桩塞、桩底扩大段、中空的预制桩之间可以通过钢筋或钢绞线连接。0016在上述的预制挤扩桩中，上述的桩塞可以是安装于中空的预制桩底部的可以封堵中空的预制桩的中。
11、空部位的预制桩尖。0017在上述的预制挤扩桩中，上述的桩塞可以是安装于中空的预制桩底部且可以相对于中空的预制桩活动的板状结构。0018在上述的预制挤扩桩中，上述的桩塞可以通过钢筋或钢绞线连接至中空的预制桩桩顶。0019在上述的预制挤扩桩中，可在上述中空的预制桩的中空部位灌注混凝土。0020在上述的预制挤扩桩中，上述的桩底扩大段为近似椭球形。0021本发明的第三个目的在于提供一种预制挤扩桩施工方法所用的成桩机械，该成桩机械可顺利高效地完成桩体较长的预制挤扩桩的施工，可节省施工成本，提高施工效率。0022该成桩机械包括桩机、增高架、起吊系统三部分组成，其中增高架位于桩机上部，起吊系统设置于增高架上。
12、。0023本发明的第四个目的在于提供一种预制挤扩桩施工方法所用的挤扩器，该挤扩器结构简单、造价低、施工方便，成桩质量可靠，可顺利完成预制挤扩桩挤扩施工。0024该挤扩器为一横截面形状为圆形，底部封闭，外表面光滑的圆柱形结构。附图说明0025图1为本发明的一个实施例所用的预制挤扩桩施工方法第一步骤挤扩前桩体结构示意图；0026图2为本发明的一个实施例所用的预制挤扩桩施工方法第二步骤挤扩前桩体结构示意图；0027图3为本发明的一个实施例所用的预制挤扩桩施工方法完成后桩体结构示意图；0028图4为本发明的一个实施例所用的成桩机械、挤扩器构造示意图。具体实施方式0029作为本发明的如图1至图4所示的一。
13、个实施例，主要目的在于介绍预制挤扩桩施工方法、挤扩原理、挤扩后形成的预制挤扩桩的结构构造及挤扩施工过程中所用的成桩机械、挤扩器的结构构造及其工作原理。在本实施例中介绍的预制挤扩桩施工方法的第一步，确定桩位后，将桩塞1连接于中空的预制桩2底部，桩塞1可以是如图1所示的实心的预制桩尖，也可以是盖在中空的预制桩2底部的板状结构，还可以是插入中空的预制桩2的中空部位9的底部开口的管状结构，使桩塞1与中空的预制桩2之间在压桩时相对位置稳定，然后将连接有桩塞1的中空的预制桩2沉入预定深度，即进入持说明书CN101936004A3/3页5力层一定深度，如图1所示。在本步骤中，如需减小沉桩过程中的挤土效应，可。
14、采用底部开口的管状结构作为桩塞1置于中空的预制桩2的中空部位9中，沉桩完成后，拔出桩塞1便可。从而完成本发明的预制挤扩桩施工方法的第一步，进入本发明的预制挤扩桩施工方法的第二步。在预制挤扩桩施工方法的第二步，可利用如图4所示的挤扩器3穿过中空的预制桩2的中空部位9，使挤扩器3底部压在桩塞1的顶部，通过捶击或静压挤扩器3的顶部，使桩塞1移开进入土体，并在中空的预制桩2底部形成孔洞，然后拔出挤扩器3，将未凝结的桩体材料灌入中空的预制桩2的中空部位9，同时充填上述的在中空的预制桩2底部形成孔洞，未凝结的桩体材料可以是未凝结的混凝土、或未凝结的石灰、或未凝结的水泥与碎石、粉煤灰、矿渣等材料掺和的混和料。
15、中的一种，或不凝结的碎石等散体材料。在本步骤中，也可以先将未凝结的桩体材料灌入中空的预制桩2的中空部位9，然后利用挤扩器3穿过中空的预制桩2的中空部位9，使挤扩器3底部压在未凝结的桩体材料顶部，通过捶击或静压挤扩器3的顶部，使桩塞1移开进入土体。从而完成本发明的预制挤扩桩施工方法的第二步，进入本发明的预制挤扩桩施工方法的第三步。在本步骤中，再次利用如图4所示的挤扩器3穿过中空的预制桩2的中空部位9，挤压未凝结的桩体材料，挤压的方式可以是利用挤扩器3的自重对未凝结的桩体材料进行捶击挤压，也可以在挤扩器3的顶部进行捶击或静压，使未凝结的桩体材料挤入中空的预制桩2下部的土体中，形成如图3所示桩底扩大。
16、段4。完成本发明的预制挤扩桩施工方法的第三步，进入本发明的预制挤扩桩施工方法的第四步。根据需要，如需继续增加桩底扩大段4的挤扩幅度，可以将挤扩器3拔出，重复第二步中将未凝结的桩体材料灌入中空的预制桩2的中空部位9，重复本实施例的第三步骤，直至完成桩底扩大段施工，如桩底扩大段4已满足要求，则不需要本步骤操作，完成本实施例的第四步，即完成预制挤扩桩施工。在本实施例中，还可通过桩底扩大段4的桩体材料的凝结进一步提高承载力。由中空的预制桩2、位于中空的预制桩2下部与其连接的桩底扩大段4及与桩底扩大段4连接的桩塞1共同组成了预制挤扩桩。从而完成本发明的的预制挤扩桩施工。在本实施例中，对中空的预制桩2为多。
17、节桩的情况，为了提高施工效率，降低施工成本，可制造如图4所示的成桩机械。在如图4所示的成桩机械中，在桩机5的上部安装增高架6，在增高架6上安装起吊系统7，这样便可通过起吊系统7快捷起吊、放置比单节中空的预制桩2长的挤扩器3，从而提高施工效率，桩机5可以是静力压桩机，也可以是打桩机。在本实施例中，中空的预制桩2可以是PHC管桩，也可以是空心方桩，挤扩器3为一横截面形状近似为圆形，底部封闭，外表面光滑的圆柱形结构。在本实施例中，为了进一步提高桩塞1、桩底扩大段4、中空的预制桩2之间的连接强度，还可在桩塞1上设置连接钢筋或钢绞线8，在上述的预制挤扩桩施工方法的第二步与第三步施工时避开对连接钢筋或钢绞线8的破坏，施工完成后形成的预制挤扩桩整体性更强，如将连接钢筋或钢绞线8一直贯通至中空的预制桩2的桩顶，则连接钢筋或钢绞线8便可作为抗拉结构使用，此种预制挤扩桩的抗拔承载力将有大幅度的提高。在本实施例中，还可以在桩底扩大段4施工完成后继续向中空的预制桩2的中空部位9灌注未凝结的桩体材料，可进一步提高桩身结构强度。0030本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。说明书CN101936004A1/3页6图1图2说明书附图CN101936004A2/3页7图3说明书附图CN101936004A3/3页8图4说明书附图。