一种适用于膨胀土区域的沉管灌注桩装置的制作方法

本实用新型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。

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。

技术实现要素：

本实用新型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。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

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》(gb50112-2013)。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在沉管底部设置堵头，则基桩成型后，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。

附图说明

图1是本实用新型沉管与活瓣桩尖的位置关系示意图；

图2是本实用新型堵头的结构示意图；

图3是本实用新型护环的结构示意图；

图4是本实用新型护环的纵向剖视图；

图5是本实用新型堵头与沉管和活瓣桩尖的位置关系示意图；

图6是本实用新型大气影响深度的表格图；

图7是本实用新型步骤1中沉管桩尖达到设计标高的示意图；

图8是本实用新型步骤2中沉管中放置堵头的结构示意图；

图9是本实用新型步骤3中沉管桩中放置钢筋的结构示意图；

图10是本实用新型步骤3中沉管中灌注混凝土并拔管的结构示意图；

图11是本实用新型步骤4中施工护环的结构示意图。

图中：

1、沉管，2、活瓣桩尖，3、堵头，4、护环，5、圆形开口，6、盖板，7、钢筋。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至6所示，一种适用于膨胀土区域的沉管灌注桩装置，包括活瓣桩尖2、堵头3、护环4，活瓣桩尖2设置于沉管1的端部；堵头3为一个圆柱形的钢块，堵头3放置于沉管1的底部；护环4为一空心圆柱形的结构，护环4安装于灌注桩外侧，护环4的高度不小于大气影响深度；护环4顶部焊接有盖板6，盖板6上开设有圆形开口5，圆形开口5的直径不小于灌注桩直径。

其中，沉管1、瓣桩尖2、堵头3、护环4的材质都可以选用不锈钢材质。

在一个实施例中，护环4的内径为灌注桩直径的1.5-2倍，护环4的圆形开口5直径为灌注桩直径的1～1.2倍。

在一个实施例中，大气影响深度按照《膨胀土地区建筑技术规范》(gb50112-2013)，具体的，大气影响深度应由各气候区土的深层变形观测或含水量观测及地温观测资料确定；无资料时，可按照图6中的表格确定。

如图7-11所示，采用前述适用于膨胀土区域的沉管灌注桩进行施工时，步骤如下：

步骤1：在沉管1端部设置活瓣桩尖2，采用静压或动力沉管法施工，将沉管1施工至设计标高；

步骤2：将堵头3放置于沉管1底部；

步骤3：在沉管1内放置钢筋7，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4沉入桩周土中。

该方法可为膨胀土区域的沉管灌注桩施工作业提供安全保障，防止桩端和桩侧膨胀土遇水膨胀对桩体的影响。

以上为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

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