[发明专利]带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺

权利要求书

1.一种带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺，其特征在于，包括：

S1、在地基的目标桩位处放置扩大桩靴（6）；所述扩大桩靴（6）中内置有进气管道（7）和槽腔（8），其中槽腔（8）设置于用于支顶预应力管桩（1）的桩底端面的扩大桩靴（6）支承面上，所述进气管道（7）出气端连接所述槽腔（8）；

S2、起吊第一段预应力管桩（1）并且在预应力管桩（1）的桩底端面处设置缓冲桩垫（5）；将预应力管桩（1）穿过导向桩架（4）中的导向通道，并将预应力管桩（1）调直对准桩位处放置的扩大桩靴（6）后逐渐下放，使预应力管桩（1）的底部装配于扩大桩靴（6）中，在桩身内腔中布置中空导杆（2）并将所述中空导杆（2）的出气端与所述进气管道（7）的进气端连接；

S3、将空气压缩机（3）的压缩空气输出口与中空导杆（2）的进气端连接，然后启动空气压缩机（3），经中空导杆（2）将压缩空气脉冲式打入槽腔（8）中对预应力管桩（1）和扩大桩靴（6）同时产生冲击；扩大桩靴（6）在压缩空气冲击作用下被打入土层，而预应力管桩（1）在压缩空气冲击作用下先向上抬升再自由下落，对扩大桩靴（6）进行撞击使其进一步下沉；扩大桩靴（6）在下沉过程中，利用其扩大桩径的作用形成桩侧空隙通道（9），减少沉桩过程中预应力管桩（1）桩身受到桩周成层土（10）的阻力；

S4、通过空气压缩机（3）不断向所述槽腔（8）中脉冲式打入压缩空气，直至预应力管桩（1）的桩身沉入土体时停止空气压缩机（3）工作，暂停打桩；将新的一段预应力管桩（1）连接在前一段预应力管桩（1）顶部，并延长空气压缩机（3）和所述进气管道（7）之间的中空导杆（2）长度，然后重新开始启动空气压缩机（3）进行沉桩施工；

S6、当所有待沉桩的预应力管桩（1）打入至设计深度后，完成沉桩施工；

所述扩大桩靴（6）包括靴尖、中心固定柱和外周固定环，所述靴尖的尖端用于贯入土体，所述中心固定柱和外周固定环同轴固定于靴尖的顶部平面上，且两者之间形成用于插入所述预应力管桩（1）的环形空间；所述缓冲桩垫（5）放置于所述环形空间底部；

所述预应力管桩（1）在所述环形空间中与中心固定柱和外周固定环构成间隙配合。

2.如权利要求1所述的带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺，其特征在于，所述导向桩架（4）包含导向套筒和支架，导向套筒的内径略大于所述预应力管桩（1）外径，所述导向套筒通过所述支架支撑于地面上。

3.如权利要求1所述的带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺，其特征在于，所述中心固定柱和外周固定环的高度应保证所述预应力管桩（1）在受到压缩空气冲击向上抬升时不会完全脱离所述扩大桩靴（6）。

4.如权利要求1所述的带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺，其特征在于，所述中空导杆（2）由多段导杆段通过螺纹连接而成，且连接位置保持气密性。

5.如权利要求1所述的带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺，其特征在于，所述预应力管桩（1）在沉桩过程中，需要根据当前沉桩深度的地质条件控制空气压缩机（3）的输出气压，进而调整冲击力使其满足沉桩所需的冲击力。

6.如权利要求1所述的带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺，其特征在于，所述中空导杆（2）上安装有测斜传感器，用于在沉桩过程中控制预应力管桩（1）的垂直度。

7.如权利要求1所述的带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺，其特征在于，完成沉桩施工后，拆卸中空导杆（2）和导向桩架（4），实现设备回收。

8.如权利要求1所述的带扩大桩靴管桩桩端内高压空气冲击沉桩施工工艺，其特征在于，利用一台空气压缩机（3）作为不同桩位的预应力管桩（1）的沉桩气源，同时进行多根桩的沉桩作业。