[0006] 本发明的目的是提供一种带有斜向伸臂的钢管桩,其能够解决现有钢管桩侧壁光滑、承载力低的技术问题,使得侧摩阻力和承载力大大提高,可以适用于建筑基础的加固。
[0007] 同时,本发明的另一目的是提供一种带有斜向伸臂的钢管桩的施工方法。
[0008] 为达此本发明的第一个目的,采用以下技术方案:
[0009] 一种带有斜向伸臂的钢管桩,包括桩身和桩尖,所述桩身为钢管结构,所述桩尖为底部敞口的圆台结构,所述桩身与桩尖一体成型,所述桩身内设置有一隔板,所述隔板将桩身钢管内腔分隔成相互独立的上腔体和下腔体,所述上腔体的桩身上连接有能够向桩身外侧伸出并插入土体的伸臂,所述伸臂为一端密闭,另一端开口的空心结构,所述上腔体通过开口与所述空心结构连通,所述伸臂倾斜于桩身设置。
[0010] 优选的,所述伸臂为多节相互嵌套的套管,包括固定端套管、多节中间套管以及伸出端套管,各套管的直径从固定端向伸出端逐步减小,所述伸出端套管的外侧端还设置有滚动件。
[0011] 优选的,所述桩身在所述伸臂的位置设置有穿孔,所述穿孔的直径略大于与固定端套管连接的中间套管的外径,所述固定端套管的外侧端焊接在穿孔的内周壁,以使得所述伸臂本体在初始缩回时完全隐藏在桩身内部且所述滚动件与桩身外壁平齐。
[0012] 优选的,多节中间套管以及伸出端套管的内侧端的外周壁均设置有外伸板,其外侧端的内周壁设置有内扣板,相邻套管的所述外伸板与所述内扣板相互配合防止各套管在伸出时滑脱。
[0013] 优选的,所述外伸板的底部的套管本体上设置有防缩回锁止装置,所述防缩回锁止装置包括设置在套管本体沉孔内的弹簧以及弹簧端部连接的楔形弹簧销,所述楔形弹簧销的楔形面朝向内侧端。
[0014] 优选的,所述伸臂均匀对称设置有多个,当伸臂伸出后,所述伸臂在平面上投影为一字形或十字形。
[0015] 优选的,所述伸臂的内侧面涂有阻尼油,所述隔板距离桩身顶部小于1/3桩长,所述下腔体靠近隔板的位置设置有排气孔。
[0016] 优选的,所述桩身的顶部还设置有桩盖,所述桩盖与桩身采用可拆卸气密连接,所述桩盖上设置有高压充气孔,所述上腔体的桩身上焊接有吊环。
[0017] 优选的,所述伸臂向上倾斜设置,所述伸臂与水平面的夹角大小不小于15°,不大于30°。
[0018] 为达到本发明另一目的,采用以下技术方案:
[0019] 一种带有斜向伸臂的钢管桩的施工方法,其具体步骤如下:
[0020] 1)提供如前述的一种带有斜向伸臂的钢管桩;
[0021] 2)放线确定桩位,利用吊环将所述带有斜向伸臂的钢管桩悬吊在桩位正上方,桩尖对准桩位中间位置;
[0022] 3)启动打桩机,将带有斜向伸臂的钢管桩缓慢插入地基;
[0023] 4)当桩体达到预定深度后,盖上桩盖,利用高压气泵,通过桩盖上的高压充气孔向所述上腔体内注入高压气体,稳压5 8分钟,确保所述伸臂完全伸出并插入土体内;~
[0024] 5)卸下桩盖和高压气泵,向上腔体内插入注浆管,利用注浆机向上腔体内灌入水泥浆,利用返浆的方式直至水泥浆灌满整个上腔体,待水泥浆初凝后,浇水定期养护。
[0025] 本发明所能达到的技术效果有:
[0026] (1)本发明通过在桩身上设置斜向伸臂,钢管桩打入土体后,通过斜向伸臂插入土体,大大的增大了钢管桩的侧摩阻力和承载力,满足建筑基础加固要求,拓展了应用范围;
[0027] (2)本发明采用高压气泵充气的方式驱动伸臂,操作方便,且伸臂设置在桩身的1/3以上区域,土压力小,伸臂在高压气体的作用下容易插入土体,降低了施工难度;
[0028] (3)本发明巧妙地在桩身内部设置隔板将桩身分成上下两个腔体,桩尖下部敞口,这样在打桩过程中就能通过土塞将下腔体(大部分桩身的空腔)填满,有效减少了水泥浆的用量。同时,由于上腔体的空间大大缩小,也有助于高压气体充分作用于伸臂;
[0029] (4)本发明伸臂伸出端套管的外侧端设置有滚动件,打桩时,伸臂缩回状态下,滚动件可以将桩身与土体之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦,摩擦力的降低,减小了打桩难度;此外,滚动件头部与土体接触面积小,这使得伸臂很容易插入土体;
[0030] (5)本发明通过在相应套管上设置外伸板和内扣板,相互配合可以防止伸臂在伸出时滑脱;而通过设置独特设计的防缩回锁止装置,有效避免了高压充气泵泄压后,伸臂回缩。进一步地,本发明在上腔体内注入水泥浆,水泥浆流入伸臂中,提高了伸臂的强度。
[0031] (6)本发明伸臂对称设置,高压充气泵充气时,斜向伸臂在伸出时,各伸臂对钢管桩的反作用力的水平分力可以相互抵消,有效避免了桩身倾斜。另外,反作用力的竖向分力相互叠加带动桩身向下,防止桩身被上拔。
[0032] (7)本发明为防止桩盖损坏,运输和打桩时不设置桩盖,充气时,装上桩盖,通过桩盖上的充气孔充气,充气完成后,卸下桩盖再注浆,这样桩盖可以多次重复利用,大大降低成本。