非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法技术领域
本发明涉及一种桩结构及其施工方法，特别是一种非预应力离心高强混
凝土桩植桩施工方法。
背景技术
随着城市建设的迅猛发展，可用于建设的土地资源越来越少，因此房屋
建筑向高层发展，各种高层及超高层建筑成为当前建设的主导。对于高层及
超高层建筑的基础工程，基础承载力的要求越来越高，建筑物沉降变形要求
也越来越高。为满足承载力及变形要求，设计往往采用深长桩基础。
现有预制桩虽然施工中广泛应用，但是还是存在不少缺点：例如：软土
地基中桩周侧阻力发挥不完全；软土地基中竖向抗压荷载下桩身强度不能充
分发挥；开挖施工不当时易发生桩身倾斜，造成对桩身的损害；
焊接施工不当及桩头结构处理不当时，产生抗拔承载力无法满足要求；变形
性能不够高，易脆性破坏等问题。
现有预制桩一般以锤击沉桩、静压沉桩施工为主，往往也存在着挤土，
施工中对周围设施(地下构造物、管线)有影响；施工耗能高、产生噪声和
空气污染；穿透各种夹层时有难度施工不当时易对桩身造成宏观或微观的损
害；桩顶标高难以控制。另外，现有灌注桩也存在以下问题：缩颈，泥浆排
放成为社会问题；桩底沉渣等时有发生，桩身质量波动大不够稳定；桩顶标
高易发生参差不齐现象，开挖施工时难度大；现场难以保持整洁；施工速度
慢，效率低；单方混凝土换算承载力仅为PHC桩30％至40％，有限资源利
用不充分等。
发明内容
针对上述存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种非预应力离心高强
混凝土桩植桩施工方法，以利于达到节能减排无震动，低噪声、无污染，成
桩质量好，单桩承载力高、泥浆排放少，具有良好的社会效益和推广价值
的效果。
为实现上述目的，本发明提供一种非预应力离心高强混凝土桩植桩施工
方法，该非预应力离心高强混凝土桩植桩结构有多种形式包括：端部扩大端、
接桩处扩大端、不同持力层处扩大端。多种形式可以相互组合形成不同形式
的组合结构桩。
本发明提供一种非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法，该方法包括
有以下步骤：
a.钻孔：根据地质情况选择钻机的钻孔速度，并注水或膨润土混合液，
对桩孔进行修整和护壁，钻孔时应对钻杆垂直度、平面位置、钻孔速度、钻
机电流、用水或膨润土混合液的量进行监控，钻孔孔径大于桩孔孔径200mm；
b.桩端持力层确认：根据积分电流变化情况与静力触探变化，确认持力
层，钻机钻孔速度应保持一致，随时监测电流的负荷变化；
c.扩底：按照设定的扩大直径，分多次进行扩孔，并通过液压扩大装置
对扩孔过程进行实时监测，保证扩孔直径的准确性；扩孔在不同部位，包括：
底部扩大端、顶部扩大端、桩两端扩大端、两节桩接桩处扩大端、三节桩接
桩处及不同持力层处扩大端，多种扩大端形式的非预应力离心高强混凝土桩
能够相互组合形成不同形式的组合结构桩，非预应力离心高强混凝土桩的扩
大端处用水泥灌浆；
d.注入桩端水泥浆：注浆时上下反复升降钻机钻杆，确保全部注入扩底
部位并保证桩端水泥浆的均匀分布；
e.注入桩周水泥浆与拔钻：注入桩端水泥浆后，开始拔出钻杆，在拔钻
杆的同时注入桩周水泥浆并进行反复搅拌，注浆时根据提升钻机钻杆的速度
确定相匹配的注浆流量，保证水泥浆在孔内上下整体均匀分布；
f.预钻孔接桩：在预钻孔处将两节或者多节非预应力离心高强混凝土桩
机械连接或者焊接形成组合桩；通过在不同部位的扩孔及相互组合形成不同
形式的组合结构桩；
g.植桩：钻机钻杆拔出后，利用吊机将组合桩吊入桩孔，利用桩自重将
桩植入钻孔内至设计深度，对于两节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的
两节桩从预钻孔吊出植入钻孔内；对于三节组合桩，利用吊机直接将事先连
接好的两节桩从预钻孔吊出植入孔内后，再在孔口接上第三节桩，组成三节
组合桩。
本发明的效果是采用该植桩施工方法，在扩大端处用水泥灌浆，保证较
大的桩端阻力；单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发挥，桩身抗
拔性能得到大幅提高，桩身抗水平承载力大幅提高，施工对周围设施无影响，
无泥浆和空气污染，适应桩端持力层变化较大的地质条件；桩顶标高可控，
可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力的变化，特别是桩身接头部分
受桩身内外水泥土的保护，桩身完整性更加可靠。
使用非预应力高强离心混凝土桩有效地减少了桩身的破坏，提高了桩身
的延性30％以上，避免了桩身开裂的现象，提高桩的整体性能20％以上，而
且工艺简单，成本低，性价比高，是一种竖向承载力高、桩基水平承载力
也高、能满足抗震要求的离心混凝土桩，广泛应用于各种土质的基础施工。
将非预应力离心高强混凝土桩与植桩工艺结合效果是振动小，噪声低，
可穿越坚硬中间层、较厚的团结层；采用工业化的生产方式施工，能够降低
成本、提高效率、保证质量符合住宅产业化的要求，具有良好的社会效益
和推广价值。
附图说明
图1-1、1-2、1-3分别是本发明非预应力离心高强混凝土桩植桩结构底
部、顶部、两端部扩孔形式示意图；
图1-4、1-5分别是本发明非预应力离心高强混凝土桩植桩结构桩两节
桩、三节桩接桩处扩孔形式示意图；
图1-6是本发明非预应力离心高强混凝土桩植桩结构桩不同持力层处扩
孔形式示意图；
图2-1为本发明底部扩大端与顶部扩大端组合示意图；
图2-2为本发明底部扩大端与接桩处扩大端组合示意图；
图2-3所示为顶部扩大端与接桩处扩大端与底部扩大端组合示意图；
图2-4为不同持力层扩大端与底部扩大端组合示意图；
图2-5为不同持力层扩大端与与接桩处扩大端底部扩大端组合示意图；
图2-6为不同持力层扩大端与接桩处扩大端与顶部扩大端组合示意图；
图3是本发明非预应力离心高强混凝土桩的钢筋笼骨架与桩头的结构
示意图；
图4为本发明的非预应力离心高强混凝土桩植桩方法实施例的现场操作
流程示意图。
图中：
1、非预应力主筋2、螺旋箍筋3、钢筋骨架笼4、桩头
5、混凝土桩身6、底部扩大端7、顶部扩大端8、桩两端扩大端
9、两节桩接桩处扩大端10、三节桩接桩处扩大端11、不同持力层处扩大端
具体实施方式
结合附图对本发明的非预应力离心高强混凝土桩植桩施工方法加以说
明。
本发明的非预应力离心高强混凝土桩的结构有多种形式，包括如图1-1
底部扩大扩孔形式的底部扩大端6、如图1-2顶部扩大形式的顶部扩大端7、
如图1-3桩两端扩孔形式桩的两端扩大端8、如图1-4两节桩接桩处扩孔形
式的两节桩接桩处扩大端9、如图1-5三节桩接桩处扩孔形式的10、如图1-6
不同持力层处扩孔形式的不同持力层处扩大端11。
本发明不同形式组合结构桩示意图，端部扩大端、接桩处扩大端、不同
持力层处扩大端三种不同形式的结构桩可组合形成新的组合结构桩。图2-1
为本发明底部扩大端与顶部扩大端组合示意图；图2-2为本发明底部扩大端
与接桩处扩大端组合示意图；图2-3所示为顶部扩大端与接桩处扩大端与底
部扩大端组合示意图；图2-4为不同持力层扩大端与底部扩大端组合示意图；
图2-5为不同持力层扩大端与与接桩处扩大端底部扩大端组合示意图；图
2-6为不同持力层扩大端与接桩处扩大端与顶部扩大端组合示意图。
该组合结构桩桩身抗拔性能得到大幅提高，桩身抗水平承载力大幅提
高，施工对周围设施无影响，无泥浆和空气污染，适应桩端持力层变化较大
的地质条件；桩顶标高可控，可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力
的变化，特别是桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，桩身完整性更加可
靠。
如图3所示，非预应力离心高强混凝土桩结构包含有混凝土桩身5及两
端桩头4。在混凝土桩身5内设有钢筋笼骨架3，所述的钢筋笼骨架3包括
有多根非预应力主筋1、螺旋箍筋2；非预应力主筋1纵向均匀分布，螺旋
箍筋2固定连接在非预应力主筋1上，非预应力主筋1两端分别固定连接在
两端桩头4处。
如图4所示，本发明的非预应力离心高强混凝土桩植桩方法包括有以下
步骤：
a.钻孔：根据地质情况选择钻机的钻孔速度，并注水或膨润土混合液，
对桩孔进行修整和护壁，钻孔时应对钻杆垂直度、平面位置、钻孔速度、钻
机电流、用水或膨润土混合液的量进行监控，钻孔孔径大于桩孔孔径200mm。
b.桩端持力层确认：根据积分电流变化情况与静力触探变化，确认持力
层，钻机钻孔速度应保持一致，随时监测电流的负荷变化。
c.扩底：按照设定的扩大直径，分多次进行扩孔，并通过液压扩大装置
对扩孔过程进行实时监测，保证扩孔直径的准确性。可以在不同部位扩孔
包括：底部扩大端6、顶部扩大端7、桩两端扩大端8、两节桩接桩处扩大端
9、三节桩接桩处10不同持力层处扩大端11。多种扩大端形式的非预应力离
心高强混凝土桩可以相互组合形成不同形式的组合结构桩，非预应力离心高
强混凝土桩扩大端处用水泥灌浆。
d.注入桩端水泥浆：注浆时上下反复升降钻机钻杆，确保全部注入扩底
部位并保证桩端水泥浆的均匀分布。
e.注入桩周水泥浆与拔钻：注入桩端水泥浆后，开始拔出钻杆，在拔钻
杆的同时注入桩周水泥浆并进行反复搅拌，注浆时根据提升钻机钻杆的速度
确定相匹配的注浆流量，保证水泥浆在孔内上下整体均匀分布。
f.预钻孔接桩：在预钻孔处将两节或者多节非预应力离心高强混凝土桩
机械连接或者焊接形成组合桩；通过在不同部位的扩孔及相互组合形成不同
形式的组合结构桩。
g.植桩：钻机钻杆拔出后，利用吊机将组合桩吊入桩孔，利用桩自重将
桩植入钻孔内至设计深度，对于两节组合桩，利用吊机直接将事先连接好的
两节桩从预钻孔吊出植入钻孔内；对于三节组合桩，利用吊机直接将事先连
接好的两节桩从预钻孔吊出植入孔内后，再在孔口接上第三节桩，组成三节
组合桩。
使用非预应力高强离心混凝土桩有效地减少了桩身的破坏，提高了桩身
的延性30％以上，避免了桩身开裂的现象，提管桩的整体性能20％以上，而
且工艺简单，成本低，性价比高，是一种竖向承载力高、桩基水平承载力
也高、能满足抗震要求的离心混凝土桩，广泛应用于各种土质的基础施工。
将非预应力离心高强混凝土桩与植桩工艺结合效果是振动小，噪声低，
可穿越坚硬中间层、较厚的团结层；在将水泥浆或砂浆注入桩端形成扩大头
时，保证较大的桩端阻力；单桩抗压承载力高，桩身混凝土强度得到充分发
挥，桩身抗拔性能得到大幅提高，桩身抗水平承载力大幅提高，施工对周围
设施无影响，无泥浆和空气污染，适应桩端持力层变化较大的地质条件；桩
顶标高可控，可避免因截桩而造成桩头破坏或桩身预压应力的变化，特别是
桩身接头部分受桩身内外水泥土的保护，桩身完整性更加可靠。采用工业化
的生产方式施工，能够降低成本、提高效率、保证质量符合住宅产业化的要
求，具有良好的社会效益和推广价值。