带展开叶片的扩底管桩及其打桩方法技术领域
本发明涉及工业及民用建筑领域，用于建筑工程中的基础工程，具体为一
种带展开叶片的扩底管桩及其打桩方法。
背景技术
21世纪以来，随着我国经济建设的快速发展，地下空间的利用成为了新的发
展方向。也越来越多地受到人们的重视。在基础工程中如何提高桩的承载能力，
减小桩的长度，利用土体空间，已经越来越受到关注。更有甚者，在高水位土层
中的地下建筑物、构筑物往往会承受较大的水浮力。为减小水浮力对地下建筑
的影响，通常需采取抗拔桩基础。传统的预制混凝土方桩与管桩，通常桩的承
载力取决于桩侧壁的摩擦力。
由于桩身与土层承载力的限制，尤其是土层土质结构较差的情况下，桩本
身承载力不大。为满足承载力要求，通常会通过增加桩的数量或加大桩自身的
长度，经济上很不合理。并且，沉桩过程中由于桩身过长，容易造成桩身断裂，
桩身倾斜，沉桩达不到设计要求；再有，由于运输的限制，通常工预制的时候，
长桩都是分节预制的，通过分节运输到现场后，在沉桩过程中桩身需要接长，
造成大量的人力、物力成本；而且，桩身在现场接长，质量受现场条件、天气
以及人为等因素影响，接桩处经常会有松脱开裂的现象；传统粗放型建造方式
已严重阻碍了低碳、和谐社会的建设。
综上所述，提供一种新的预制桩及施工，同时改进桩身结构受力特点，用
以解决传统的预制桩的弊端，是建筑工艺发展的必然。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，提供一种带展开叶片的扩
底管桩及其打桩方法，其主要的技术方案如下：
一种带展开叶片的扩底管桩，包含一母桩，所述的母桩内留有空腔，所述
的母桩的底端设有叶片，所述的叶片通过连接装置与母柱底部活动连接，所述
的母桩的底部还设有一顶开装置，所述的顶开装置可打开和关闭所述的叶片。
作为本发明较佳的实施例，所述的顶开装置为传力杆系，既可下压，也可
上拉。
作为本发明较佳的实施例，所述的空腔沿母桩长度方向通长设置。
作为本发明较佳的实施例，所述的顶开装置由伸入空腔的芯杆控制。
作为本发明较佳的实施例，所述的母桩为混凝土桩。
作为本发明较佳的实施例，所述的母桩为圆形、方形或多边形预制管状桩。
一种带展开叶片的扩底管桩的打桩方法，包含如下步骤：
预制母桩：将母桩预留出内部空腔；
预制与附加叶片：根据需要，预制若干叶片，将定制的可打开的叶片通
过连接装置与母桩连接于一体，并具有能打开收紧功能。初始状态，叶片为关
闭的；
母桩压入土层：将母桩在叶片关闭的状态下，通过锤击或静压，打入土
层中，并将母桩完全打入；
打开叶片：在母桩完全打入土体后，用芯杆插入桩内空腔，向下压顶开装
置，通过顶开装置的角度调整，使叶片打开；
浇筑混凝土：通过母桩的内壁空腔向下浇筑混凝土至桩底，形成桩塞，使
桩底成为一个扩大的桩头。
本发明的带展开叶片的扩底管桩及其打桩方法相比现有技术有如下优点：
1、在桩身承载力上，通过连接装置置于桩端的叶片，打开后，向下浇筑的
混凝土，形成桩塞，扩大的桩头，与传统的混凝土预制桩相比，数倍甚
至数十倍以上地提升了桩的承载能力，同时工程质量得到了改善，安全
性大幅提升，综合效益极其显著；
2、在受力状态上，桩底部形成的桩塞效应，使此工艺施工的桩在承载力方
面，既可以使桩承受上拔力，也可以使桩承受向下的压力，换而言之，
也就是抗拔桩与抗压桩作用合二为一；无需按照受压或受拉而设置不同
种类与性质的桩基础；
3、在预制桩数量与材料上，通过改进，桩身承载能力得到了极大的提高，
对于结构而言，可用较少的预制桩数量，去抵抗更大的荷载，材料用量
大为减少，符合低碳社会的要求；
4、预制桩数量的减少，大大减少了桩基设备的台班时间，工人现场工作量
大大减少，劳动力成本得到进一步控制。
5、改变传统的混凝土预制桩受力方式与特点，充分发挥土体各层承载力的
特点，使得桩身各部分受力更均匀与合理，从而进一步减小母桩长度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施
例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述
中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付
出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的带展开叶片的扩底管桩的剖视图；
图2为本发明的带展开叶片的扩底管桩的打桩过程剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和
特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚
明确的界定。
如图1、图2所示，一种带展开叶片的扩底管桩，其包括预先浇制的混凝
土桩，所述混凝土桩包括母桩1及桩底端叶片5，所述叶片5通过连接装置6
与母桩1底部相连，使之与母桩成为一体；其中，所述母桩1的内壁预留有空
腔2，空腔沿母桩1长度方向通长设置；母桩1的顶端还设有一个顶开装置4，
该顶开装置4为一传力杆系，既可下压，也可上拉；所述母桩1底部设置有通
过连接装置6与母桩连接的叶片5，叶片可张开与收紧，在沉桩过程中，叶片
是处于关闭状态的；所述母桩1的内壁空腔2，在桩打入土体后，叶片的张开
与叶片张开后柱底部混凝土的注入，都是通过内壁空腔2进行施工与操作；所
述叶片5在桩身打入土体后，通过：芯杆”与“顶开装置”张开叶片5，叶片
张开后，通过内壁空腔2注入混凝土，形成桩塞，使之成为扩大的桩头。
如图1、图2所示，一种带展开叶片的扩底管桩打桩方法，包含如下步骤：
预制母桩：将母桩1预留出内部空腔2，母桩包括圆管或方管、多边形预制
管状桩；
预制与附加叶片：根据本身需要，预制一定数量的叶片，叶片大小与厚度
根据使用要求而定。将定制的可打开的叶片通过连接装置6与母桩连接于一体，
并具有能打开收紧功能；初始状态，叶片为关闭的；
将母桩1在叶片关闭的状态下，通过锤击或静压，打入土层中，并将母桩完
全打入；
打开叶片：在母桩1完全打入土体后，用“芯杆”插入桩内空腔，向下压
”顶开装置4，通过顶开装置的角度调整，使叶片5打开；
浇筑混凝土：在步骤4完成后，通过母桩1的内壁空腔2向下浇筑混凝土
至桩底，形成桩塞，使桩底成为一个扩大的桩头，既抗压，又抗拔；
该发明的带展开叶片的扩底管桩及其打桩方法相比现有技术有如下优点：
1、在桩身承载力上，通过连接装置置于桩端的叶片，打开后，向下浇筑的
混凝土，形成桩塞，扩大的桩头，与传统的混凝土预制桩相比，数倍甚
至数十倍以上地提升了桩的承载能力，同时工程质量得到了改善，安全
性大幅提升，综合效益极其显著；
2、在受力状态上，桩底部形成的桩塞效应，使此工艺施工的桩在承载力方
面，既可以使桩承受上拔力，也可以使桩承受向下的压力，换而言之，
也就是抗拔桩与抗压桩作用合二为一；无需按照受压或受拉而设置不同
种类与性质的桩基础；
3、在预制桩数量与材料上，通过改进，桩身承载能力得到了极大的提高，
对于结构而言，可用较少的预制桩数量，去抵抗更大的荷载，材料用量
大为减少，符合低碳社会的要求；
4、预制桩数量的减少，大大减少了桩基设备的台班时间，工人现场工作量
大大减少，劳动力成本得到进一步控制。
5、改变传统的混凝土预制桩受力方式与特点，充分发挥土体各层承载力的
特点，使得桩身各部分受力更均匀与合理，从而进一步减小母桩长度。
以上仅仅以一个实施方式来说明本发明的设计思路，在系统允许的情况下，
本发明可以扩展为同时外接更多的功能模块，从而最大限度扩展其功能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于
此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围
之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。