[发明专利]一种速成扩张钢管桩及其施工方法

说明书

本发明公开了一种速成扩张钢管桩及其施工方法，包括带有扩张锚爪的外钢管和底端加工为楔形的内钢管；扩张锚爪首先固定于外钢管内，下放外钢管至孔井后，利用钢绳、绞盘将内钢管插入外钢管；插入过程中内钢管楔形底端挤压扩张锚爪，将其从外钢管内推出；扩张锚爪楔入桩身四周土体，从而提供桩基承载力。本发明成桩周期短，施工现场无振动、噪音小，不造成环境污染，施工设备简单，可标准化设计、批量化生产、装配化施工，广泛适用于建筑、桥梁等各类土建工程，对满足当前城市建设需求、推进工业化创新发展具有积极意义。

技术领域

本发明属于桩基础技术领域，具体涉及一种可快速成桩，利用桩身扩张锚爪楔入土体获得承载力的钢管桩及其施工方法。

背景技术

进入21世纪以来，中国城镇化、机动化进程不断加快，迅猛增长的人口、车辆、建筑物持续压缩城市空间，造成了越来越严重的交通拥堵问题。与此同时，城镇化建设所带来的环境问题也日趋突出。在此形势下，施工周期长、占地面积大、依赖手工业生产模式、易造成交通拥堵和环境污染的传统土建施工方式越来越难以满足当前城市发展建设的需求。

为促进土建行业在新形势下进行转型升级，我国政府积极推进建筑工业化创新发展。建筑工业化以标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理为特征，相较于传统土建施工方式，具有品质稳定、节能环保、安全高效等显著优势。当前建筑工业化实践主要集中在建筑物地上结构中，对于建筑物基础，特别是具有较高承载力的桩基础，尚缺乏实施工业化的合理路径。

常规桩基础按成桩方式可分为灌注桩和沉入桩两大类。灌注桩在施工过程中无振动、噪音小，宜于在人员、建筑物密集的城市地区使用，但其高度依赖现场湿作业，施工工艺繁琐，成桩周期较长，且存在灌注砼质量不稳定等问题，难以满足建筑工业化的需求。沉入桩可规模化生产，快速成桩，具有一定工业化特征，但伴随沉桩作业产生的振动、噪音、污染等问题，制约了其在城市地区的应用。鉴于常规桩基础的局限性，需开发一种满足工业化需求并适于城市地区使用的新型桩基础。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种速成扩张钢管桩及其施工方法，利用桩身扩张锚爪楔入土体获得桩基承载力，能实现标准化设计、规模化生产、装配化施工，兼备灌注桩和沉入桩的优势，施工时无振动、噪音小，成桩周期短，施工设备简单，宜于在人员、建筑密集的城市地区使用。本发明广泛适用于建筑、桥梁等各类建筑物，对突破常规桩基础局限、满足当代城市发展建设需求、推进工业化创新发展具有积极意义。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种速成扩张钢管桩，包括带有扩张锚爪的外钢管和底端加工为楔形的内钢管。

作为本发明的一种改进，所述扩张锚爪在不同深度分布安装于外钢管四周；所述扩张锚爪整体呈平置三棱柱形，底部加工为弧面，由钢板钣金加工成型；所述外钢管壁加工有方形开孔，上述扩张锚爪安置于开孔内，其侧面与外钢管外壁平齐；由高延性钢材加工而成的工型板一端焊于扩张锚爪，另一端焊于外钢管外壁，将扩张锚爪与外钢管相连。

作为本发明的另一种改进，上述内钢管底端楔形端头与直筒部分过渡区加工为圆弧面，其钢管长度长于外钢管长度，外径小于外钢管内径，可插入外钢管；上述内钢管插入外钢管的过程中，其楔形端头挤压扩张锚爪下部，工型钢板中部发生弯折，扩张锚爪从外钢管内转出，并楔入桩身四周土体，从而获得桩基承载力。

为了实现上述目的，本发明还采用的技术方案是：速成扩张钢管桩的施工方法，包括如下步骤：

S1，平整场地，确定桩位，开挖孔井，孔井深度略小于外钢管长度，孔径略大于外钢管直径；

S2，下放外钢管至孔井内；

S3，将内钢管吊运至外钢管顶，使用钢绳连接内钢管壁与外钢管顶，利用绞盘卷绕钢绳，将内钢管拉入外钢管内，内钢管楔形端头在插入外钢管的过程中挤压扩张锚爪下部，工型钢板受力在中部发生弯折，扩张锚爪从外钢管内转出，楔入桩身四周土体；