自历扩展桩靴及沉管灌注桩复打工法 技术领域：
本发明属于建筑技术领域，特别涉及桩靴及沉管砼灌注桩工艺方法的改进。
背景技术：
随着土地资源日趋紧张，建筑物层数不断增加，对沉管的压力也相应增大。而在目前建筑桩基础预制桩尖预埋施工中，机械台架、振压，容易使桩尖破碎，造成沉管又称模管桩尖陷入塞管；连续高速施工，地基高度压缩，使成桩上浮飘移，桩身和桩尖分离，桩身缩小变形，且挤土严重，破坏地基塑状，影响周边成桩混凝土凝结，分散桩身成型，降低单桩承载力，特别是拔管成桩充盈系数达不到设计规范，严重影响基础承载工程质量。
发明内容：
本发明的目的是提供一种在沉管桩基础施工中无需预埋桩尖的沉管灌注桩自历扩展桩靴及沉管灌注桩复打工法，以提高施工质量，减少工序。
本发明包括模管，其特征在于由多片弧面叶瓣组成的锥形桩尖，每一叶瓣上端直边与焊连在模管底端的铰链可转动连接，模管下端外套有钢套，钢套上下段分别固连定位环，其中上定位环内径与模管外径配合，下定位环的内径小于锥形桩尖的上底直径。下定位环的内圆上大下小，与锥形桩尖锥度配合。每相邻活瓣的两个斜边可密封交接。
利用所述自历扩展桩靴的沉管砼灌注桩复打工法为：桩架模管预定就位，这时叶瓣缩入钢套呈自然状态，用人字形钢索扣住钢套上端预留吊孔；下滑模管或起吊人字形钢索，钢套上滑，这时叶瓣受下定位环导向，叶瓣伸出钢套，叶瓣呈锥形桩靴，直至模管下落到地面桩位中心，然后脱落钢套上端的人字钢索；振动或静压模管受桩帽滑轮组钢索压力牵引，垂直下沉到设计标高；根据设计要求灌入混凝土；振动或静拔模管，这时叶瓣随着提升而扩展，各叶瓣缩入钢套呈自然状态，拔管到设计要求高度；
进行深层局部复打：振动或静压下沉模管，钢套受深层地基压缩磨擦自历扩展桩靴自动关闭，深层混凝土局部自然扩展。直至下沉模管到设计标高；放入钢筋骨架并再次灌入混凝土直至满足成桩充盈系数；按行业规范及设计要求振动或静拔模管，钢套受深层地基压缩磨擦停留原地，叶瓣随着拔管速度同步扩展并缩入钢套内，卡位环与上定位环相扣带动钢套上升，复打的局部与桩身自然一体。
本发明在沉管下端铰轴连接由弧面三角叶瓣组成的圆锥形可张合桩尖，使沉管下降到设计标高后，沉管内形成锥尖圆柱空腔，灌注混凝土后拔出沉管，桩尖的扩展使桩身与桩尖自然成一体，无需预埋桩尖工序；在沉管过程中缓解阻力，降低土体挤压，提高施工效率和工程质量。据试验，使用本装置与桩尖预埋式对比，充盈系数可提高0.1～0.2，可提高单桩承载力。本发明深层局部复打技术与大口径单打沉管砼灌注桩，具有重大的推广意义，另外，本发明除了在高层建筑施工应用外，还可应用到机场、大坝、铁路及高速公路基础的处理。
附图说明：
图1为本发明桩靴实施例结构示意图，
图2为模管下端形状示意图，
图3为叶瓣形状图，
图4～图11为沉管灌注桩深层局部复打工法过程示意图。
具体实施方式：
参照图1、图2、图3，桩靴包括模管1和钢套3，模管1底端周沿开有数个缺口1-1，其内焊连铰链4，每个铰链的动套焊连一片弧面三角叶瓣7，使每片叶瓣可径向摆动，模管1外壁下端缺口1-1上方焊连一卡位环5。模管1下端套有钢套3，钢套3内壁上下沿口各焊连上定位环2、下定位环6，其中下定位环6内圆上大下小成斜面，对活动叶瓣7组合构成锥形导向作用。当模管1下沉时，叶瓣7外径上底与下定位环6紧扣，叶瓣7伸出钢套3下成锥形桩尖；当模管1被上拔时，卡位环5与上定位环2相顶带动钢套3上升，同时叶瓣7缩进钢套3内，在重力作用下扩张。为了在下沉时防止外界沙石泥水进入模管内，每片叶瓣7的两个斜边制有互相配合的台阶状7-1，保持相邻叶瓣接合边地密封。从加工方便出发，两斜边可制成相同角度的斜面，同样可达到密封效果。
沉管砼灌注桩深层局部复打工法过程：
图4，桩架模管1预定就位，这时叶瓣7缩入钢套3呈自然状态，用人字形钢索扣住钢套3上端预留吊孔。
图5，下滑模管1或启吊人字形钢索钢套3上滑，这时叶瓣7受下定位环6导向，叶瓣7伸出钢套3，叶瓣7呈锥形成桩靴，下落模管1并到地面10桩位中心，然后脱落钢套3上端人字钢索11。
图6，振动或静压模管1受桩帽滑轮组钢索压力牵引，垂直下沉模管1到设计标高。
图7，灌入大于深层局部复打壹倍以上混凝土9，根据设计要求地质环境或更大(注：前提不影响按放钢筋骨架)。
图8，振动或静拔模管1，这时叶瓣7随着提升扩展，叶瓣7缩入钢套3呈自然扩展状态，拔管到设计要求高度。
图9，进行深层局部复打：振动或静压下沉模管1，钢套3受深层地基压缩磨擦，自历扩展桩靴自动关闭，深层混凝土局部自然扩展。直至下沉模管1到设计标高。
图10，再次灌入混凝土并放入钢筋骨架直至满足成桩充盈系数。
图11，按行业规范及设计要求振动或静拔模管1，钢套3受深层地基压缩磨擦停留原地，叶瓣7随着拔管速度同步扩展并缩入钢套3，卡位环5与上定位环2相扣带动钢套3上升，复打局部与桩身自然一体。
自历扩展桩靴模管规格视设计规格而制作，可以直接在模管底端制作也可先制作成品再与模管连接。