[发明专利]扩径预制桩及用于扩径预制桩的施工方法

说明书

本发明公开一种扩径预制桩及用于扩径预制桩的施工方法。扩径预制桩包括预制桩和弹性气囊，预制桩设有桩腔和用于连通桩腔与外界的引流通道，弹性气囊套设于预制桩桩本体的侧壁，弹性气囊被配置为能够在沿引流通道引入的填充介质的压力作用下膨胀并与桩本体侧壁围设形成填充腔。用于扩径预制桩的施工方法为：将预制桩打入土层；向桩腔内充气，使弹性气囊受到气压膨胀形成填充腔；停止充气，向桩腔内灌注混凝土浆，混凝土浆填设于填充腔内。填充腔内的混凝土浆凝结后与预制桩结合为一体，从而在软土中形成具有扩大段的混凝土预制桩，有效地将预制桩的上部荷载传递到深部土层，降低预制桩与土层的相对位移及预制桩的沉降量，显著提高软土地基承载力。

技术领域

本发明涉及软土地基处理技术领域，特别是涉及一种扩径预制桩及用于扩径预制桩的施工方法。

背景技术

软土通常具有含水量大、压缩性高、承载力低等不良工程特性，在工程建设之前需要对此类土体的力学和工程特性进行改善处理。现阶段多数软土地基工程采用复合地基方法或者打预制桩的方法进行地基处理。复合地基方法包括有打设水泥土桩、灰土桩或灌注桩复合地基等，但由于软土含水量高、孔隙比大、物质成分复杂、成孔过程中极易出现缩孔或塌孔现象，导致成桩质量无法得到保证。采用打设预制桩的方式虽然可以一定程度提高软土地基承载能力，但由于预制桩的刚度与软土的刚度相差过大，预制桩的桩侧摩阻力小，极易出现预制桩与软土相对移动的情况，无法将上部荷载有效传递至深部土层，因此往往需要增大预制桩径，但是这会显著增加经济成本，也加大了打桩的困难程度。

发明内容

基于此，有必要提供一种扩径预制桩及用于扩径预制桩的施工方法，旨在提高软土地基的承载能力、有效地将上部荷载有效传递至深部土层。

本申请提供一种扩径预制桩，包括：

预制桩，所述预制桩包括桩本体，所述桩本体内部设有桩腔，所述桩本体沿径向设有引流通道，所述引流通道用于连通所述桩腔与外界；

弹性气囊，所述弹性气囊套设于所述桩本体的侧壁并用于覆盖所述引流通道靠近外界的一端，所述弹性气囊被配置为能够在沿所述引流通道引入的填充介质的压力作用下而沿远离所述预制桩的方向膨胀并与所述桩本体的侧壁围设形成填充腔。

使用该扩径预制桩时，向桩腔注入填充介质，填充介质沿引流通道进入弹性气囊与桩本体的侧壁围设形成的空间，随着填充介质的增多，弹性气囊受到填充介质的压力而沿远离预制桩的方向膨胀，弹性气囊与桩本体的侧壁围设形成填充腔，填充介质填设于填充腔内。当填充介质是混凝土浆等建筑材料时，灌注于桩腔内部的混凝土浆凝结后与预制桩结合为一体，且填设于填充腔内的混凝土浆凝结后与预制桩结合为一体，从而在软土中形成具有扩大段的混凝土预制桩，该具有扩大段的混凝土预制桩可以有效地将预制桩的上部荷载传递到深部土层，并降低预制桩与土层的相对位移及预制桩的沉降量，显著提高软土地基承载力；其次，混凝土浆在桩腔内与预制桩凝固结合，且混凝土浆在弹性气囊内与预制桩凝固结合，可以避免混凝土浆在凝固形成扩大段的过程中与软土直接接触，从而保证成桩质量；此外，弹性气囊在膨胀过程中会挤密预制桩周围的软土，有效提高预制桩周围的软土的承载力和桩侧摩阻力。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述引流通道的进口端相对所述桩腔底部的高度大于所述引流通道的出口端相对所述桩腔底部的高度。

在其中一个实施例中，所述扩径预制桩还包括固定件，所述固定件套设于所述弹性气囊的两端以将所述弹性气囊固定于所述桩本体。

在其中一个实施例中，所述扩径预制桩还包括密封件，所述桩腔的一端为开口端，所述密封件密封设置于所述开口端。