[发明专利]一种适用于膨胀土区域的沉管灌注桩装置及施工方法

说明书

本发明涉及工程桩施工技术领域，特别涉及一种适用于膨胀土区域的沉管灌注桩装置，包括活瓣桩尖、堵头和护环，所述活瓣桩尖设置于沉管的端部；所述堵头放置于沉管的底部；所述护环安装于灌注桩外侧且高度不小于大气影响深度；所述护环顶部设置盖板，所述盖板上开设有直径不小于灌注桩直径的圆形开口。还涉及一种施工方法，采用静压或动力沉管法施工，将沉管施工至设计标高；将堵头放置于沉管底部；在沉管内放置钢筋，然后灌注混凝土形成灌注桩，然后拔管；采用静力或动力压桩的方法将护环沉入桩周土中。本发明充分考虑了膨胀土的工程特性，施工效率高，布置灵活，适用于各种胀缩性土层的灌注桩施工，可大大减小土体胀缩对桩体的影响。

技术领域

本发明涉及工程桩施工技术领域，特别涉及一种适用于膨胀土区域的沉管灌注桩装置及施工方法。

背景技术

膨胀土是具有膨胀结构、多裂隙、强胀缩性和强度衰减性的高塑性黏土，性质极不稳定，在实际工程中是一种疑难土，会带来各种工程问题。膨胀土的问题越来越被工程界所重视，尤其是在我国膨胀土分布区域中，大量的工程建设中，均有桩基础施工。膨胀土的干缩湿胀变形会严重影响桩基础的受力状态，土体湿度和温度的变化可作为大气营力作用的标志，从而界定大气影响范围，这部分深度范围内土体会随着降雨蒸发过程产生胀缩。另外，地下水位的升降，也会影响到桩端土体的胀缩变形。建设在膨胀土地基上的桩基础，受荷比较复杂，需要同时考虑到上拔、下压以及水平承载特性。所以迫切需要一种能够在膨胀土分布区域有效应用的灌注桩装置及施工方法，降低膨胀土胀缩特性对桩体的影响。

发明内容

本发明解决了相关技术中在膨胀土区域灌注桩施工困难的问题，提出一种适用于膨胀土区域的沉管灌注桩装置，通过在沉管底部设置有堵头，使基桩成型后，桩端部位形成锥形空腔，为桩端膨胀土膨胀提供了缓冲空间；桩侧大气影响范围内设置护环，护环内土体不受大气降雨影响，护环外侧土体的膨胀作用力由护环承担，可防止外侧土体胀缩隆起，对桩身产生上拔作用。

本发明的另一方面，提供一种使用上述沉管灌注桩装置的施工方法，施工效率高，布置灵活，适用于各种胀缩性土层的灌注桩施工，可大大减小土体胀缩对灌注桩的影响。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种适用于膨胀土区域的沉管灌注桩装置，包括：

活瓣桩尖，所述活瓣桩尖设置于沉管的端部；

堵头，所述堵头放置于沉管的底部；

护环，所述护环安装于灌注桩外侧，所述护环的高度不小于大气影响深度；所述护环顶部设置有盖板，所述盖板上开设有圆形开口，所述圆形开口的直径不小于灌注桩直径。

作为优选方案，所述护环的高度不小于大气影响深度，所述护环的内径为灌注桩直径的1.5-2倍，所述护环的圆形开口直径为灌注桩直径的1～1.2倍。

作为优选方案，所述大气影响深度按照《膨胀土地区建筑技术规范》(GB 50112-2013)。

本发明的另一方面，提供一种适用于膨胀土区域的沉管灌注桩的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：在沉管端部设置活瓣桩尖，采用静压或动力沉管法施工，将沉管施工至设计标高；

步骤2：将堵头放置于沉管底部；

步骤3：在沉管内放置钢筋，然后灌注混凝土形成灌注桩，然后拔管；

步骤4：拔管完成后，采用静力或动力压桩的方法将护环沉入桩周土中。