[实用新型]一种碎石复合桩及其施工设备

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种建筑用桩及其施工设备，特别是一种碎石复合桩及其施工设备。

(二)背景技术

目前存在有碎石桩和沉管灌注桩，碎石桩和沉管灌注桩有如下缺陷：(1)从碎石桩的应力应变特性来看，因桩体由散料组成，无胶结强度，主要靠桩周土的约束力来承担荷载，其破坏模式主要是膨出破坏。一般情况下其桩土应力比为2-5，当天然地基承载力较低，而要求加固后的承载力较高时，碎石桩方案就较难实现。但碎石桩是排除孔隙水压力的良好通道。(2)沉管灌注桩用于饱和土时，因沉管挤土应力的作用会导致土内孔隙水压力升高并发生液化，引起桩顶出水、冒浆，使桩身混凝土离析。这种成桩质量缺陷造成的事故非常普通。但沉管灌注桩有桩身强度高、刚度大，工艺简便、施工速度快，造价较低等较为突出的优点。

(三)发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有良好排除孔隙水压力性能并且强度大刚度高的碎石复合桩及其施工设备。

为了解决上述技术问题：

本实用新型碎石复合桩包括桩芯和外壳，桩芯和外壳分别采用混凝土和碎石两种不同的材料制成。

所述的桩芯为混凝土桩芯，混凝土桩芯的底端有扩大头，所述的外壳为碎石壳。

本实用新型施工设备包括振动锤装置、内桩管、外桩管和活瓣桩靴，内桩管插在外桩管中，活瓣桩靴设在外桩管的下端，振动锤装置设在外桩管的上端，内桩管和外桩管均设有灌注装置。

本实用新型有益效果是：(1)将沉管灌注桩与碎石桩的优点复合到一起。单桩竖向承载力由带扩大头的混凝土桩芯承担，承力原理明确、计算依据可靠。桩芯外包裹的碎石形成一个排水通道，能使沉桩挤土效应导致的孔隙水压力消散，同时碎石外圈的拱效应，能有一种抵御软土回缩的作用，大大保证了成桩质量；(2)由于在单桩竖向承载力的设计上是按桩芯底端的扩大头计算底面积的，其单位混凝土承载力高，桩土应力比大。因只有桩芯是混凝土，比全端面混凝土桩可节省1/2以上的混凝土；(3)适用范围广：地下水位埋深较浅的饱和软粘土和可液化土等地基。(4)造价低：以桩径400mm，桩芯直径200mm为例计算，碎石复合桩每米造价仅为20元左右，与直径500mm的水泥土搅拌桩相当；(5)施工速度快：每台桩机每日可施工40余根，大大高于水泥土搅拌桩的施工速度。

(四)附图说明

图1是一种碎石复合桩结构示意图；图2是本实用新型的施工设备结构示意图；

图中：1、混凝土桩芯，2、碎石壳，3、混凝土灌料口，4、振动锤装置，5、碎石灌注斗，6、内桩管，7、外桩管，8、活瓣桩靴。

(五)具体实施方式

如图1所示的一种碎石复合桩，包括混凝土桩芯1和碎石壳2，混凝土桩芯1的下端带有扩大头，碎石壳2包裹在混凝土桩芯1的扩大头以上的部分。

本实用新型的碎石复合桩采用的施工设备包括振动锤装置4、内桩管6、外桩管7和活瓣桩靴8，内桩管6设在外桩管7内，活瓣桩靴8设在外桩管7的下端，振动锤装置4设在外桩管7的上端，内桩管6的上端设有混凝土灌料口3，外桩管7的上部设有碎石灌注斗5。

本实用新型碎石复合桩施工方法包括如下步骤：(1)将外桩管7的活瓣桩靴8合扰对准桩位；启动振动锤装置4，沉管至设计高程并关闭振动锤装置4；通过内桩管6上端混凝土灌料口3灌注混凝土，当混凝土通过内桩管6的下端流到外桩管7底部一定高度后停灌；通过外桩管7上部碎石灌注斗5灌入碎石，同时将内外管分别灌满；启动振动锤装置4、振动拔管，拔管至一定高度再分别补料。继续振动拔管到地面成桩完毕。

本实用新型应涵盖一种内为碎石桩芯外为混凝土壳的碎石复合桩，混凝土壳下端为封闭结构，该桩在施工时向内桩管6浇注碎石，向外桩管7浇注混凝土。