浆孔大底桩的专用构件.pdf

本发明为一种浆孔大底桩的专用构件，桩身沿长度方向分为等截面段、截面变大段、桩身连接件、固接在桩身上的支盘、大底。金属制作的支盘可以按向上和向下两方式焊接在桩身金属件上；截面变大段和大底是等截面的或者是变截面的；等截面段、截面变大段、大底是实心的或者是空心的；也可以根据需要用一个支盘来代替大底；也可以在支盘及截面变大处留置与桩身平行的通孔；可以在等截面段、截面变大段、大底处设出浆口。专用构件与浆孔内的浆凝固后形成一个高强复合体，显示出大底桩的桩底承载力高和大直径桩桩侧摩擦承载力高的特点，可以制作承载力高、抗震性能好、经济指标低的高强桩基。

1、  一种浆孔大底桩的专用构件，其特征是桩身(2)沿长度方向分为等截面段(2)、截面变大段(3)、桩身连接件(1)、固接在桩身上的支盘(4)、大底(5)。金属制的支盘(4)可以按向上和向下两种方式焊接在桩身的金属件上。

2、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于所述的等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)的截面形状是实心或者空心的；实心的包括圆形、椭园形、多角形；空心的包括圆环形、椭园环形、外形是多角形而内形是圆形或椭园形的环形。

3、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于所述的等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)，用各种金属、各种混凝土、复合材料制作。

4、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于所述的截面变大段(3)、大底(5)是等截面的或者是不等截面的。

5、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于所述的桩身(2)根据工程的需要，可以用一段或者多段的；多段的桩身(2)是在截面变大段(3)的外凸部或者在支盘(4)处连接，接头可以用螺栓(1a)接头、螺栓(1a)接头再加焊接。

6、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于所述的截面变大段(3)的外凸部、支盘(4)，可以留1～30个与桩身(2)平行的通孔(6)。

7、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于所述的等截面段(2)，可以露出大底(5)的底部0～800mm。

8、  权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于所述的等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)，可以设置出浆孔(7)。

9、  据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于由等截面段(2)和大底(5)构成。

10、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于由等截面段(2)、支盘(4)、大底(5)构成。

11、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于由等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)构成。

12、  根据权利要求1所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于由等截面段(2)、截面变大段(3)、支盘(4)、大底(5)构成。

13、  根据权利要求9、10、11、12所述的浆孔大底桩的专用构件，其特征在于其构成是用一个支盘(4)来代替大底(5)。

浆孔大底桩的专用构件
(一)技术领域
本发明涉及一种浆孔大底桩的专用构件。这种专用构件用于制作承载力高、抗震性能好、经济指标低的高强桩基。本技术属于建筑及其它构筑物施工的专用构件技术领域。
(二)背景技术
目前的扩底桩是一种应用很广泛的桩，其优点是在桩的底部形成混凝土扩底，可以大大提高桩的承载力。但它属于挤土桩，需要较大的能量才能沉管，引起较大的振动和噪音，并且不能进入较硬的土中；在饱和软土地带，会产生明显的挤土效应，降低桩的强度和影响周围建筑及设施。由于外管是拔出的，遇到不利地质(如饱和软土)时，桩身容易缩颈及断桩。扩底和桩身的结合部位是素混凝土，抵抗弯矩的能力弱，桩身受水平力作用时容易倾斜。
现在尚有一种挤扩支盘灌注桩，底部有扩底，桩身部有扩大的支盘，能大大提高桩的竖向承载力和横向刚度，但只限于钻孔桩，用起来工艺复杂。还有一种浆孔打入预制桩，优点是施工简单，质量可靠，对周围影响小，但只限于等截面预制桩，强度低，重量大。
目前的预制桩都是等截面的，优点有限。
(三)发明内容：
本发明的目的是在现有技术的基础上，打破传统的等截面预制桩的概念，提供一种专用构件，使目前很多优秀的桩基施工方法(如钻孔桩、高压旋喷桩、扩底桩、静压桩、挤扩支盘桩、桩底和桩侧压浆法)的优点都能够体现，以达到低能量沉桩，制作高强桩基，并能够降低桩基成本的目的。
本发明的构造如图1所示，为专用构件的主体示意图。桩身(2)沿长度方向分为等截面段(2)、截面变大段(3)、桩身连接件(1)、固接在桩身上的支盘(4)、大底(5)。金属制作的支盘可以按向上和向下两方式焊接在桩身金属件上。
等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)的截面形状是实心或者空心的。实心的包括圆形(图2)、椭园形(图3)、多角形(图4)；空心的包括圆环形(图5)、椭园环形(图6)、外形是多角形而内形是圆形或椭园形的环形(图7)。空心的除了减轻重量外，还有2个功能。一是制作现浇混凝土扩底。这时构件是空心至底部的。象现有的扩底桩那样，沉入专用构件的时候，在最底部设置一个桩靴(钢的或者混凝土的)，然后注入混凝土，用内锤制作现浇混凝土扩底。二是压浆(即压力灌浆)。即通过图20和图28所示的出浆孔(7)压浆，使结合后的大桩体在底部有高端承载力而在侧面有高摩擦力。压浆的方法除了现有的外，还可以用注浆管往空心内注满浆后，用一根比空心小些的等截面预制小桩从空心沉入(一直沉到底)，不拔出，达到压浆的目的，并且不拔出的等截面预制小桩可以提高结合后的大桩体的承载力。
等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)，用各种金属、各种混凝土、复合材料制作。
截面变大段(3)、大底(5)是等截面的或者是不等截面的。等截面的描述为柱(图8)；不等截面的描述为台(图9)、倒台(图10)、合台(图11)、台柱(图12)、倒台柱(图13)、合台柱(图14)、塔(图15)、倒塔(图16)、合塔(图17)。
见图18和图19，桩身(2)根据工程的需要，可以用一段或者多段的。多段的桩身(2)是在截面变大段(3)的外凸部或者在支盘(4)处连接，接头可以用螺栓(1a)接头、螺栓接头再加焊接。
见图21，截面变大段(3)的外凸部、支盘(4)，可以留1～30个与桩身(2)平行的通孔(6)。通孔(6)有2个作用：一是可以穿外围注浆管。这样，当用钻孔桩的方法成孔后，就直接沉入专用构件时，可以一边提升这些外围注浆管，一边注浆，包裹住专用构件。二是可以穿外围加强纵筋(这些纵筋的长度根据需要，一般来说，桩顶需要材料强度最大，所以可以设在桩顶往下一定范围，碰到全长是软土时也可能全长配置。这些纵筋的头或尾可以用螺栓固定在上述通孔上，中间通孔处可以焊接或用环氧胶泥固定。)，然后再设置螺旋箍筋或普通箍筋，形成外围加强钢筋网，使结合后的大桩体具有更高的承载力和横向刚度。
见图20，等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)，可以设置出浆孔(7)。这些出浆孔(7)有2个作用。一是上面所述的通过专用构件的空心压浆。二是当用钻孔桩的方法制作浆孔，或者用高压旋喷桩的方法形成水泥土浆孔，再沉入专用构件地情况时，可以选择空心到底的并且设置这些出浆孔(7)的专用构件。这样，浆孔内的浆除了通过专用构件与浆孔的间隙流通外，还可以压入空心后，再从出浆孔(7)返回专用构件外围，包裹住专用构件。
等截面段(2)，可以露出大底(5)底部0～800mm。
浆孔大底桩的专用构件有如下几种构成：
1)由等截面段(2)和大底(5)构成(参图22)。
2)由等截面段(2)、支盘(4)、大底(5)(参图23)构成。
3)由等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)构成(参图24)。
4)由等截面段(2)、截面变大段(3)、支盘(4)、大底(5)构成(参图25)。
5)在上面4种构成基础上，用一个支盘(4)来代替大底(5)(参图26)。的(参图26)。
本发明与现有技术比较，其优点很明显：
1、先用钻孔桩的方法成孔，然后沉入专用构件(再通过权利要求6所述的通孔(6)穿好的外围注浆管注浆围住专用构件)；或者先用钻孔桩的方法制作浆孔(各种砂浆、素浆或化学浆材)，或者用高压旋喷桩的方法制作水泥土浆孔，再沉入专用构件。这样属于非挤土桩和部分非挤土桩，大大减少振动和噪音，挤土效应很小，并且专用构件容易进入较硬的土层中。在需要的时候，专用构件设置出浆孔(7)，不用强制沉入的方法，而用压浆的方法获得桩底和桩侧承载力，即使是很严格限制振动和噪音的场地也能够使用。
2、专用构件是预制的，即使注入混凝土也是注在其坚固的外壳内，质量保证。
3、专用构件的形式为底部有大底(5)，桩身有扩大的支盘(4)(截面变大段(3)也相当于支盘)，根据需要还可以通过说明书图21所示的通孔(6)穿外围纵向加强钢筋后，设置螺旋或普通箍筋形成外围钢筋骨架。包裹住专用构件的浆体凝固后成为专用构件的很好的保护层，并且与专用构件结合成为更大的桩体，所以结合后的大桩体有很高的竖向承载力和横向刚度。
4、即使再用扩底桩的方法制作现浇混凝土扩底的，可以在新扩底和专用构件的结合部位使用高强纤维混凝土，并且由于原来就有预制大底(5)(或代替大底(5)的支盘(4))，所以结合后的大桩体的所有节点都是刚结的，再加上专用构件进入硬土层，不会倾斜，有很好的抗震能力。
5、专用构件多数用空心的或部分空心的，重量轻，大大减轻运输和吊装负担。
6、宏观地看，本发明使结合后的大桩体，在底部获得扩底桩那样的高端承载力，在侧面获得浆孔那么大的桩的侧面的摩擦力，而用的材料比浆孔那么大的桩少得多，再加上沉桩、运输、吊装费用较少，所以会经济。
(四)附图说明：
图1：本发明的主体构造示意图。
图2-图7：本发明的等截面段、截面变大段、大底段有不同截面形式示意图。如图2、实心圆形，图3、实心椭圆形，图4、实心多角形，图5、空心圆环形，图6、空心椭圆环形，图7外形是多角形而内形是园形或椭圆形的环形。
图8-图17：本发明的截面变大段、大底段为等截面或不等截面的形式示意图。等截面的描述为：图8、柱，不等截面的分别描述为：图9、台，图10、倒台，图11、合台，图12、台柱，图13、倒台柱，图14、合台柱，图15、塔，图16、倒塔，图17、合塔。
图18-图19：本发明的桩身可以由多段组成的接头示意图。图18、在截面变大段处连接，图19、在支盘处连接。
图20：本发明在等截面段、截面变大段、大底处留有出浆孔(7)的示意图。
图21：本发明在截面变大段的外凸部、支盘处，留有与桩身平行的通孔的示意图。
图22-图26：本发明实施例1～实施例5的示意图。图22、实施例1，由等截面段和大底构成；图23、实施例2，由等截面段、支盘、大底构成；图24、实施例3，由等截面段、截面变大段、大底构成；图25、实施例4，由等截面段、截面变大段、支盘、大底构成；图26、实施例5，在以上4种构成基础上，用一个支盘来代替大底。
图27：本发明应用实例1：专用构件不设大底，由等截面段、支盘(包括代替大底的支盘)构成，全长空心，穿有外围注浆管；钻孔、沉桩、注浆、制作现浇混凝土扩底的示意图。
图28：本发明应用实例2：专用构件由等截面段、截面变大段、大底构成，留有出浆孔，全长空心；制作浆孔、沉桩、用预制小桩从空心压浆的示意图。
(五)具体实施方式：
实施例1：见图22所示，由等截面段(2)和大底(5)构成。
实施例2：见图23所示，由等截面段(2)、支盘(4)、大底(5)构成。
实施例3：见图24所示，由等截面段(2)、截面变大段(3)、大底(5)构成。
实施例4：见图25所示，由等截面段(2)、截面变大段(3)、支盘(4)、大底(5)构成。
实施例5：见图26所示，用一个支盘(4)来代替大底(5)，等截面段(2)露出代替大底(5)的支盘(4)的底部30厘米。
应用实例：
应用实例1：见图27所示，专用构件由等截面段(2)(用外径为600mm、内径为400mm的预应力混凝土空心管)、钢支盘(4)、代替大底(5)的钢支盘(4a)构成。(钢支盘外径都是800mm，留有说明书图21所表示的通孔(6)，运到现场后焊到等截面段的预埋钢板上。)，等截面段(2)露出代替大底的支盘(4a)的底部20厘米。整个施工过程如下：在专用构件的通孔(6)上穿好外围注浆管(8)。先用钻孔桩的方法钻出直径为900mm的孔(即钢支盘与孔之间还有一圈50mm的空隙)，然后用一个钢桩鞋(9)封住专用构件的底部，沉入专用构件，边提升外围注浆管(8)边注入水泥砂浆，包住专用构件。再继续沉入专用构件20厘米，使代替大底的支盘(4a)靠近孔底。接下来从专用构件的空心注入一定的钢纤维混凝土，制作现浇混凝土扩底(10)；再接下来注入混凝土至专用构件的空心顶部，插入锚固插筋(11)，施工完毕。
应用实例2：见图28所示，专用构件由等截面段(2)(外径为800mm)、截面变大段(3)(外径为1100mm)、大底(5)(最大处外径1100mm)构成，都是空心截面(内径500mm)和留有出浆孔(7)，用预应力钢筋混凝土制作。整个施工过程如下：先用钻孔桩的方法制作直径为1200mm的水泥砂浆浆孔(即截面变大段(3)、大底(5)的最大处与孔之间还有一圈50mm的空隙)，然后慢慢沉入专用构件(这样砂浆除了通过周围空隙流动外，还可以通过专用构件的空心顶部进入空心，再通过出浆孔(7)返回专用构件外部，包住专用构件，同时空心内也充满了砂浆)，再沉入专用构件10厘米(封住空心的底)。接下来用直径400mm的预制小桩(12)从空心沉入，一直通出底部，让空心内的砂浆从出浆孔(7)压出，预制小桩(12)不拔出，作为最终桩体的一部分。