一种变截面双向螺旋挤扩桩及其制作方法技术领域
本发明涉及一种桩体及其工作方法，具体涉及一种变截面双向螺旋挤扩桩，属于基础施工工程技术领域。
背景技术
随着国民经济及基础建设的快速发展，桩基及地基处理规模大幅度提高；为节约工程造价，节省投资，为提高单桩承载力、抗剪力，近年来国内出现了一批新的施工方法，出现了一些新的桩型，并得以推广使用；其中螺杆桩、螺旋挤扩桩(SDS桩)得以研发推广，在国内规模使用；该类型桩具有单桩承载力高，造价节省等优点，社会、经济效益显著。
螺杆桩、螺旋挤扩桩(SDS桩)成孔采用专用设备对土体进行挤压钻进，桩身周围土得以挤密、压实，从而使桩侧摩阻力得到改良和提高，增大了单桩承载力；但该类型桩对桩端阻力的提高没有涉及，单桩承载力提高幅度不是太大。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种变截面双向螺旋挤扩桩及其制作方法，使用多功能钻机一次成孔，成孔后通过混凝土压灌一次成桩，施工工艺简单，可操作性强，便于质量控制、经济环保，综合效益显著。
(二)技术方案
本发明的变截面双向螺旋挤扩桩，包括桩体，及设置于桩体内的钢筋笼和芯桩；所述桩体由不同截面的桩身构成；所述桩身的截面变径部位形成有椎形体状的变径椎台；所述桩体顶部设置有桩帽。
进一步地，所述桩身沿轴向设置有一个或多个变径椎台。
一种变截面双向螺旋挤扩桩的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：现场进行三通一平准备，设备进场组装调试；
步骤二：测量放线、验线，桩位放检；
步骤三：多功能钻机就位，试成孔、成桩、复检地质报告地层状况，确定变截面施工位置；
步骤四：钻机开始成孔，钻杆低钻速，加压钻进至桩底，按设计要求，成孔至设计桩底标高；
步骤五：压灌混凝土施工，钻杆下放到孔底设计标高后，空转清渣，清渣完成后，开始混凝土压灌施工，施工时按压灌桩常规技术控制程序控制；作为复合地基处理置换桩使用，则单桩施工完成；如作为结构承载桩使用，则进行下一步施工；
步骤六：钢筋笼安装，混凝土压灌完成后，利用振冲器吊放安装钢筋笼至混凝土中，达到设计标高，该桩施工完成；
步骤七：钻机移位，进行下一步桩基施工；
步骤八：钻机撤场后进行桩基验收。
进一步地，所述步骤四的具体工作方法为多功能钻机就位后，校核钻具与桩位居中，启动钻机施工，钻具钻进至桩孔变截面下部挤扩部位标高。
进一步地，所述步骤六的具体工作方法为混凝土压灌完成后，吊放钢筋笼至桩顶孔口位置，开始振冲安放钢筋笼施工，钢筋笼安放到设计标高，提出振动杆，桩基施工完成。
进一步地，所述步骤五中在提钻同时，开始利用输送泵高压输送混凝土，通过钻杆中空心管灌至混凝土压桩顶设计标高。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的变截面双向螺旋挤扩桩及其制作方法，利用独特的多功能钻机，通过螺旋挤扩实现桩身变截面及桩孔、截面处土体挤密压实而形成的一种新桩体，该桩体由不同截面的桩身构成，在截面变径部位形成锥形体，通过多功能钻机成孔时对锥形体及锥形体下部一定范围内土体进行挤密压实，充分利用锥形体接触面挤密、压实土体增加端阻力和锥形体下部一定范围内桩侧挤密压实土体增大摩阻力，同时两部分挤密土体有机结合，产生整体应力集中支撑效应，对桩身产生楔入反作用力及吸附反作用力，从而增大桩身承载力，在桩身受力时，在锥形体部位产生楔子效应，同时处于摩阻力、吸附力和支承力(锥台部位挤密土体同其下部挤密土体有机结合，产生较大支撑力)等多种受力状态，在该部位产生较大支撑力同时由于锥体作用，增大桩身扩散角，使桩间土与桩身联在一起，桩体上部荷载由桩身、锥台、桩间土共同承担，使单桩承载力得到极大提高，根据单桩受力要求及地层特点，在桩身沿轴向可设置多个变径锥台组合，使单桩受力达到结构使用要求；对锥形体截面及锥形体下部土体进行挤密、压实，使该部位同时处于改良的摩阻力、吸附力和支撑力的受力状态，可获得土对锥体表面增强的附加抗力，从而使单桩承载力得到极大的提高。该桩型素混凝土桩可作为复合地基处理置换桩使用。桩端大直径桩可作为桩帽，桩端截面积增大，可实现大桩距布桩，降低单位地基处理面积中桩含量，减少投资，节约成本。同时能大幅度缩短工期，因桩顶部为大直径桩即桩帽，在提高复合基地控沉能力的同时，还可以对桩顶集中力起到均化作用，减少桩顶向垫层的上刺量。另外，该桩型改变了桩身轴力的分布，在一定程度上减小了桩、土间的差异沉降和刚性复合地基的总沉降量。
附图说明
图1是本发明的实施例1中步骤三的工作流程示意图；
图2是本发明的实施例1中步骤四的工作流程示意图；
图3是本发明的实施例1中步骤五的开始混凝土压灌施工的工作流程示意图；
图4是本发明的实施例1中步骤五的完成混凝土压灌施工的工作流程示意图；
图5是本发明的实施例1中步骤六的钢筋笼安装前的工作流程示意图；
图6是本发明的实施例1中步骤六的钢筋笼安装时的工作流程示意图；
图7是本发明的实施例1中步骤六的钢筋笼安装完成后的工作流程示意图。
附图中的零部件标注为：1-桩身，2-芯桩，3-变径椎台，4-桩帽，5-钢筋笼。
具体实施方式
实施例1：
如图1至图7所示的变截面双向螺旋挤扩桩，包括桩体，及设置于桩体内的钢筋笼5和芯桩2；所述桩体由不同截面的桩身1构成；所述桩身1的截面变径部位形成有椎形体状的变径椎台3；所述桩体顶部设置有桩帽4。
其中，所述桩身1沿轴向设置有一个变径椎台3。
一种变截面双向螺旋挤扩桩的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：现场进行三通一平准备，设备进场组装调试；
步骤二：测量放线、验线，桩位放检；
步骤三：多功能钻机就位，试成孔、成桩、复检地质报告地层状况，确定变截面施工位置；
步骤四：钻机开始成孔，钻杆低钻速，加压钻进至桩底，按设计要求，成孔至设计桩底标高；
步骤五：压灌混凝土施工，钻杆下放到孔底设计标高后，空转清渣，清渣完成后，开始混凝土压灌施工，施工时按压灌桩常规技术控制程序控制；作为复合地基处理置换桩使用，则单桩施工完成；如作为结构承载桩使用，则进行下一步施工；
步骤六：钢筋笼安装，混凝土压灌完成后，利用振冲器吊放安装钢筋笼至混凝土中，达到设计标高，该桩施工完成；
步骤七：钻机移位，进行下一步桩基施工；
步骤八：钻机撤场后进行桩基验收。
其中，所述步骤四的具体工作方法为多功能钻机就位后，校核钻具与桩位居中，启动钻机施工，钻具钻进至桩孔变截面下部挤扩部位标高。
所述步骤六的具体工作方法为混凝土压灌完成后，吊放钢筋笼至桩顶孔口位置，开始振冲安放钢筋笼施工，钢筋笼安放到设计标高，提出振动杆，桩基施工完成。
所述步骤五中在提钻同时，开始利用输送泵高压输送混凝土，通过钻杆中空心管灌至混凝土压桩顶设计标高。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。