一种多层扩底人工挖孔灌注桩及施工方法技术领域
本发明属于岩土工程领域，尤其涉及一种多层扩底人工挖孔灌注桩及施工方法。
背景技术
在桩身长度范围内存在多层桩端持力层时，传统的扩底桩，只在桩底设置一个扩
大头，单桩竖向承载力低。传统的人工扩底桩，扩头部位通常不配筋，桩水平承载力以及抗
拔承载力比较低。传统的人工挖孔桩没有很好地发挥多层持力层增大单桩承载力的优势，
单位混凝土提供的单桩承载力较少，性价比较低。工程造价成本高。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种多层扩底人工挖孔灌注桩及施工方
法，具体由以下方案实施：
所述多层扩底人工挖孔灌注桩，所述灌注桩的桩体包括至少两个桩端持力层、穿
插于所述桩端持力层的钢筋笼以及环形的钢筋骨架，每个持力层中含有锥台状的内腔，并
在内腔壁上浇筑有混凝土护壁，每个持力层的扩大头的底部呈环形并设有所述钢筋骨架，
所述钢筋笼穿过钢筋骨架并通过连接筋与钢筋骨架固接。
所述多层扩底人工挖孔灌注桩的进一步设计在于，所述钢筋骨架分为上、下两层，
所述钢筋骨架的下层位于对应桩端持力层扩大头底部上，钢筋骨架由若干扇形的钢筋骨架
块组成，钢筋骨架块由块主筋组成，块主筋沿钢筋骨架块的径向分布，处于环形钢筋骨架同
一径向位置且分别位于钢筋骨架上下两层的块主筋形成一组块主筋组，每个块主筋组分别
通过两根连接筋与钢筋笼的一根主筋对应连接。
所述多层扩底人工挖孔灌注桩的进一步设计在于，所述钢筋骨架块由至少两组块
主筋组组成，相邻的钢筋骨架块的邻近边缘筋通过若干两端设有弯钩的连接短筋实现连
接，所述边缘筋与连接短筋通过绑扎钢丝实现固定。
所述多层扩底人工挖孔灌注桩的进一步设计在于，所述块主筋的两端分别焊接有
螺母。
所述多层扩底人工挖孔灌注桩的进一步设计在于，所述连接筋一端为带有弯钩的
连接端，另一端为固定端。
所述多层扩底人工挖孔灌注桩的进一步设计在于，所述钢筋笼的主筋分别对应于
每个桩端持力层的扩大头底部、对应钢筋骨架上层水平线分别焊接两个加强圈。
所述多层扩底人工挖孔灌注桩的进一步设计在于，所述连接筋穿接于对应块主筋
的两螺母，且固定端与连接筋焊接，连接端的弯钩穿接于所述加强圈中，并通过绑扎钢丝固
定。
所述多层扩底人工挖孔灌注桩的进一步设计在于，所述钢筋骨架的下层与对应桩
端持力层扩大头底部之间设有环形的混凝土垫层。
所述的多层扩底人工挖孔灌注桩的施工方法，包括如下步骤：
1)进行桩位测放，接着人工开挖桩孔，并浇筑钢筋混凝土护壁；
2)制作分块双层钢筋骨架及钢筋笼；
3)护壁混凝土强度达到设定强度后继续开挖桩孔；
4)重复步骤1)、步骤3)，按设计尺寸进行当前桩端持力层扩底；
5)浇筑扩底端环形混凝土垫层，并安放双层钢筋骨架块并将相邻钢筋骨架块相邻
近的边缘筋通过钢丝绑扎形成环形的双层钢筋骨架，完成当前桩端持力层的构建；
6)重复步骤3)、步骤4)、步骤5)，完成所有桩端持力层的构建；
7)安放钢筋笼，将双层钢筋骨架主筋同钢筋笼主筋安装连接筋并绑扎钢丝将连接
筋与固定钢筋笼上加强圈固定；
8)下导管、浇筑混凝土成桩。
所述多层扩底人工挖孔灌注桩的施工方法的进一步设计在于，所述步骤3)中所述
设定强度为70％。
本发明的有益效果
本发明的多层扩底人工挖孔灌注桩，充分利用桩长范围内有多层较好的桩端持力
层优点，大大地提高桩承载力。该桩解决了传统扩底桩扩头部位不配筋难题，多层扩孔处安
装钢筋骨架并与钢筋笼牢固连接，既可提高单桩竖向承载力又大大提高了桩的水平承载力
与抗拔承载力。该桩施工效率高，施工周期短，桩身质量好，工程造价低，具有较高经济性、
创新性和社会效益。
附图说明
图1是本发明的多层扩底人工挖孔灌注桩的结构示意图。
图2是多层扩底人工挖孔灌注桩的俯视图。
图3是图2多层扩底人工挖孔灌注桩的俯视图的A处放大示意图。
图4是图2多层扩底人工挖孔灌注桩的俯视图的BB剖视图。
图5是多层扩底人工挖孔灌注桩施工方法步骤一的示意图。
图6是多层扩底人工挖孔灌注桩施工方法步骤三的示意图。
图7是多层扩底人工挖孔灌注桩施工方法步骤四的示意图。
图8是多层扩底人工挖孔灌注桩施工方法步骤五的示意图。
图9是多层扩底人工挖孔灌注桩施工方法步骤六的示意图。
图10是多层扩底人工挖孔灌注桩施工方法步骤七的示意图。
图11是多层扩底人工挖孔灌注桩施工方法步骤八的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。
如图1，本实施例的多层扩底人工挖孔灌注桩，灌注桩的桩体主为三个桩端持力层
6设计，利用桩长范围内有多层较好的桩端持力层优点，大大地提高桩承载力。为了提高单
桩竖向承载力、水平承载力以及抗拔承载力，本实施例在每个桩端持力层设置环形的钢筋
骨架1。将穿插于桩端持力层的钢筋笼2穿过钢筋骨架1。每个桩端持力层6中含有锥台状的
内腔4，并在内腔壁上浇筑有混凝土护壁5。每个持力层的扩大头的底部呈环形并设有钢筋
骨架1。钢筋笼的主筋竖直分布且通过连接筋与钢筋骨架固接。钢筋笼2呈柱体。
如图2，钢筋骨架分为上、下两层。钢筋骨架1的下层位于对应桩端持力层扩大头底
部上。为了便于钢筋骨架的安装与搬运，本实施例钢筋骨架1由六个扇形的钢筋骨架块11依
次连接组成，分发明不限于六块，其他可以等同替换的情况本实施例不再赘述。钢筋骨架块
由块主筋组成，块主筋沿钢筋骨架块的径向分布。处于环形钢筋骨架同一径向位置且分别
位于钢筋骨架上下两层端面的块主筋形成一组块主筋组15，参见图4。每个块主筋组15分别
通过两根连接筋3与钢筋笼2的一根主筋21对应连接。钢筋骨架单层的块主筋数量与钢筋笼
的主筋数量相同。
进一步的，如图3，钢筋骨架块11由三组块主筋15组成，分发明不限于三组，其他可
以等同替换的情况本实施例不再赘述。相邻的钢筋骨架块11的邻近边缘筋14通过若干两端
设有弯钩的连接短筋13实现连接，边缘筋14与连接短筋13通过在连接短筋13的弯钩与边缘
筋14上绑扎钢丝实现固定。
如图4，块主筋15的两端分别焊接有螺母121。连接筋3的一端为带有弯钩31的连接
端32，另一端为固定端33。钢筋笼2的主筋21分别对应于每个桩端持力层6的扩大头底部、对
应钢筋骨架上层水平线分别焊接两个加强圈211。连接筋3穿接于对应块主筋12的两螺母
121中，且固定端33与连接筋3焊接。连接端32的弯钩31穿接于加强圈211中，并通过绑扎钢
丝固定。
钢筋骨架的下层与对应桩端持力层扩大头底部之间设有环形的混凝土垫层。环形
混凝土垫层的宽度即扩大头半径与桩半径之差为100mm。环形混凝土垫层内圈的直径与下
一层桩端持力层的口径相同略大于钢筋笼2横截面的直径。
本实施例根据上述多层扩底人工挖孔灌注桩提供一种与之对应的施工方法，包括
如下步骤：
1)进行桩位测放，接着人工开挖桩孔，并浇筑钢筋混凝土护壁，如图5。
2)制作分块双层钢筋骨架及钢筋笼。
3)护壁混凝土强度达到设定强度后继续开挖桩孔，如图6。
4)重复步骤1)、步骤3)，按设计尺寸进行当前桩端持力层扩底，如图7。
5)浇筑扩底端环形混凝土垫层，并安放双层钢筋骨架块并将相邻钢筋骨架块相邻
近的边缘筋通过钢丝绑扎形成环形的双层钢筋骨架，完成当前桩端持力层的构建，如图8。
6)重复步骤3)、步骤4)、步骤5)，完成所有桩端持力层的构建，如图9。
7)安放钢筋笼，将双层钢筋骨架主筋同钢筋笼主筋安装连接筋并绑扎钢丝将连接
筋与固定钢筋笼上加强圈固定，最底层的扩底底部为圆弧面，参见图10。
8)下导管、浇筑混凝土成桩，参见图11。
更为优选的方案为：步骤3)中设定强度为70％。
本实施例的多层扩底人工挖孔灌注桩，充分利用桩长范围内有多层较好的桩端持
力层优点，大大地提高桩承载力。该桩解决了传统扩底桩扩头部位不配筋难题，多层扩孔处
安装钢筋骨架并与钢筋笼牢固连接，既可提高单桩竖向承载力又大大提高了桩的水平承载
力与抗拔承载力。该桩施工效率高，施工周期短，桩身质量好，工程造价低，具有较高经济
性、创新性和社会效益。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任
何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本
发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围之内。