三翼变径扩底桩、其施工方法及其专用设备 本发明涉及一种应用于建筑、桥梁及其它工程中的预制桩、灌注桩、其施工方法及其专用设备。
现有桩基设计施工技术中，能够体现投资合理，同时能够解决土的承载力潜能发挥较好的是：爆扩桩、树根桩、变钢度钻孔扩盘桩(CN118487A)，该桩特点是在桩身中切削成扩盘状的桩身，但没能进一步发挥土的承载力潜能。多翼形基础增强砼摩擦承载桩(CN1081734A)，该桩特点是发挥了土的承载潜能，但施工机具单一，成型机必须用吊车配合作业，钻机和成型机的配合施工成本高，没解决扩底增加端承力的问题。
葫芦桩(CN2247195Y)，仅解决了桩身提高摩阻力的一方面，土的潜能未能进一步发挥，且工程质量隐患较多。变径灌注桩(CN1120102A)中仅解决了桩身变径，没有解决通用材料使用问题，适应范围小。挤扩多支盘分支桩(CN10173588)进一步发挥了土的承载潜能，发挥了普通材料的广泛区域，它在高层建筑中应用前景良好，但在实践中也暴露出以下几个问题：
1液压扩盘机是单一作业，必须依靠大吨位吊车配合作业，单方砼施工成本上升，施工企业生产成本上升。
2在高层工程施工中工序配合速度慢，生产效率低，成本高；
3因液压扩盘机是单一作业，在扩盘过程中扩盘转向控制靠人工，失控几率上升；
4、扩盘后盘孔内的余土无法排除，降低了设计要求。
上述问题在水下浇注灌桩中尤为突出。
本发明的目的是提供一种建筑、桥梁及其它工程中制造预制桩、灌注桩、其施工方法及其专用设备。该桩承载力高，土的潜能得到进一步发挥利用，该桩的施工方法及其设备操作简便，性能可靠。
本发明的技术方案是：三翼变径扩底桩由桩身1、三翼2、变径3和扩底桩端4构成，在桩身1的同一水平截面上三翼之间呈等角分布，三翼2沿桩身纵向上部呈梯形下部呈三角形，扩底桩端4中部为圆柱体上部和下部为锥台，变径3的形状与扩底桩端4形状相同。
三翼2的形状与扩底桩端4形状相同。
实现上述三翼变径扩底桩的施工方法为，先加工桩孔，再进行形成三翼变径扩底桩孔穴的工序，然后下放钢筋笼，再将孔穴灌满砼，即成为三翼变径扩底桩，三翼变径扩底桩孔穴是按下述步骤制得地，首先使钻头钻到三翼的设计位置时停钻，开动液压工作系统，使钻孔液压扩孔机的扩张器在水平方向，把桩孔的土推挤呈上部为梯形下部为三角形的孔穴，形成三翼后停止液压工作系统，再开动钻机，待钻到设计的变径位置时，按照上述方法形成三翼孔穴，将扩张器转动120°，重复作业3-4冲程形成中部为圆柱体上部和下部为锥体的变径桩孔，然后开动钻机，待钻到设计的扩底桩端位置时停钻，按照上述形成变径桩孔的方法形成与变径桩孔形状相同的扩底桩端的桩孔。
为实现所述的制造三翼变径扩底桩方法的专用钻孔液压扩孔机，钻机底盘7上固定有液压站10、配电箱13、卷扬机17、电机25塔架2，装有扶正器22的导向钻杆4垂直通过转台5、钻机底盘7，导向钻杆4的节与节之间通过快装接头3连接，导向钻杆4的顶端设有水泵接口21，导向钻杆4的下段装有扩张器8，导向钻杆4的下端装有反循环钻头9，由齿轮箱15传动轴16转台5组成的齿轮传动装置控制导向钻杆4的转动，卷扬机17通过钢丝绳18经装在塔架2顶部的天轮1控制导向钻杆4的升降，扩张器8的外部为圆柱体机壳，机壳内部顶端装有油缸活塞，高压油管12一端连通液压站10另一端连接油缸活塞，油缸活塞连接有三个压臂，三个压臂在同一水平截面上成120°角，三个压臂由活动连接的上下两部分组成，上部与活塞杆连接，下部连接在扩张器8底，高压油管12的节与节之间通过快装油管接头11连接，钻机底盘7上有钻塔斜撑14将塔架2固定。
采用上述结构的三翼变径扩底桩，比普通灌注桩、预制桩每立方米砼完成承载力提高一倍以上，桩的稳定、抗拔力明显提高。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
附图1为三翼变径扩底桩的结构示意图。
附图2为钻孔液压扩孔机的主视图。
附图3为钻孔液压扩孔机的左视图。
图1所示，三翼变径扩底桩由桩身1、三翼2、变径3和扩底桩端4构成，在桩身1的同一水平截面上三翼之间呈等角分布，三翼2沿桩身纵向上部呈梯形下部呈三角形，扩底桩端4中部为圆柱体上部和下部为锥台，变径3的形状与扩底桩端4形状相同。
实现上述三翼变径扩底桩的施工方法为，先加工桩孔，再进行形成三翼变径扩底桩孔穴的工序，然后下放钢筋笼，再将孔穴灌满砼，即成为三翼变径扩底桩，三翼变径扩底桩孔穴是按下述步骤制得的，首先使钻头钻到三翼的设计位置时停钻，开动液压工作系统，使钻孔液压扩孔机的扩张器在水平方向，把桩孔的土推挤呈上部为梯形下部为三角形的孔穴，形成三翼后停止液压工作系统，再开动钻机，待钻到设计的变径位置时，按照上述方法形成三翼孔穴，将扩张器转动120°，重复作业3-4冲程形成中部为圆柱体上部和下部为锥体的变径桩孔，然后开动钻机，待钻到设计的扩底桩端位置时停钻，按照上述形成变径桩孔的方法形成与变径桩孔形状相同的扩底桩端的桩孔。
图2、3所示，为实现所述的制造三翼变径扩底桩方法的专用钻孔液压扩孔机，钻机底盘7上固定有液压站10、配电箱13、卷扬机17、电机25塔架2，装有扶正器22的导向钻杆4垂直通过转台5、钻机底盘7，导向钻杆4的节与节之间通过快装接头3连接，导向钻杆4的顶端设有水泵接口21，导向钻杆4的下段装有扩张器8，导向钻杆4的下端装有反循环钻头9，由齿轮箱15传动轴16转台5组成的齿轮传动装置控制导向钻杆4的转动，卷扬机17通过钢丝绳18经装在塔架2顶部的天轮1控制导向钻杆4的升降，扩张器8的外部为圆柱体机壳，机壳内部顶端装有油缸活塞，高压油管12一端连通液压站10另一端连接油缸活塞，油缸活塞连接有三个压臂，三个压臂在同一水平截面上成120°角，三个压臂由活动连接的上下两部分组成，上部与活塞杆连接，下部连接在扩张器8底，高压油管12的节与节之间通过快装油管接头11连接，钻机底盘7上有钻塔斜撑14将塔架2固定。