[发明专利]用于涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体地，涉及一种用于涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩设备及方法。

背景技术

抗拔桩广泛应用于大型地下室抗浮、高耸建(构)筑物抗拔、海上码头平台抗拔、悬索桥和斜拉桥的锚桩基础、大型船坞底板的桩基础和静荷载试桩中的锚桩基础等，一般都是针对风荷载和地震荷载来考虑的。在地下水位较高的地区当上部结构荷重不能平衡地下水浮力的时候结构的整体或局部就会受到向上力的作用，如地下水池、建筑物的地下室结构、污水处理厂的生化池等必须设置抗拔桩。目前抗拔桩的做法，抗拔桩在抗拔时，主要是桩内钢筋受力和桩身与土体的侧摩阻力，所以接桩、钢筋笼焊接质量要求高，因此抗拔质量无法保证，承载力也会达不到要求，也不经济；并且现有做法中大部分要取原土，分为机械和人工挖孔，效率都比较低。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种用于涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩设备及方法。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩设备，包括：预制混凝土桩头、钢套管、旋转配件、涡压叶片、H型钢；预制混凝土桩头设置在钢套管的底部，旋转配件安装在预制混凝土桩头的顶部，涡压叶片安装在钢套管的开口处。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、钢套管可重复利用，施工简单，无需开挖原土，缩减工期及减少造价；

2、利用新拌混凝土是固液两相体、具有流动性好的特性，通过涡压叶片将流态混凝土涡压挤扩到桩身周围土体中，形成扩径部，增大桩身与土体的整体咬合力，提高抗拔承载力；

3、挤密周围土体，可大幅提高土体纵横向强度，同时扩径部可起到端承的作用；

4、沿H型钢腹板轴线方向对称设置的锚固件提高了型钢与混凝土之间的粘结握裹力；

5、适用性强，适用于各种砂性土质和粘性土质；可分层扩径，本发明解决了传统扩径桩施工质量无法保证的关键问题。

附图说明

图1为用于涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩设备的整体结构示意图；

图2为图1中A-A剖面示意图；

图3为图1中B-B剖面示意图；

图4为涡压叶片示意图；

图5为预制混凝土桩头侧视图；

图6a为旋转齿轮的俯视图；

图6b为旋转齿轮的侧视图；

图7为用于抗拔桩的型钢侧视图；

图8为用于抗拔桩的型钢A-A剖面图；

图9a为本发明的涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩过程中的钢套管就位示意图；

图9b为本发明的涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩过程中的锤管入土示意图；

图9c为本发明的涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩过程中的灌注混凝土示意图；

图9d为本发明的涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩过程中的旋扭套管示意图；

图9e为本发明的涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩过程中的提升套管示意图；

图9f为本发明的涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩过程中的实施桩体上一个土层扩径部示意图；

图9g为本发明的涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩过程中的拔出钢套管及型钢就位示意图。

图9h为本发明的涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩过程中的插入H型钢示意图。

具体实施方式

如图1至图2所示，涡压挤扩混凝土分层扩径抗拔桩的成桩设备，包括：预制混凝土桩头1、钢套管2、旋转齿轮4、涡压叶片5、带锚固件9的H型钢8；预制混凝土桩头1设置在钢套管的底部，旋转齿轮4安装在预制混凝土桩头1的顶部，涡压叶片5安装在钢套管的开口处；其中：

所述的预制混凝土桩头1，下部为圆锥体，上部为圆柱体，圆柱体的顶端形成一圆柱形凸台。

所述的钢套管2，为金属圆管，钢套管2的内径比预制混凝土桩头1圆柱形凸台的外径略大，以保证预制混凝土桩头1的顶部恰好能够嵌入到钢套管底部，并留有一定空隙，以便完成第一步涡压挤扩之后能够使钢套管和预制混凝土桩头顺利脱离，将预制混凝土桩头永久性留置在地下。